GCC编译器和GDB调试器

GNU、GCC、GDB

  • GNU:
    GNU的全称是“Gnu's Not Unix”.
    GNU计划,又称革奴计划,是由Richard Stallman在1983年9月27日公开发起的。它的目标是创建一套完全自由的操作系统。Richard Stallman最早是在net.unix-wizards新闻组上公布该消息,并附带一份《GNU宣言》等解释为何发起该计划的文章,其中一个理由就是要“重现当年软件界合作互助的团结精神”。

  • GCC:
    全称为GNU Compiler Collection.
    GCC是GNU公社的一个项目。是一个用于编程开发的自由编译器。最初,GCC只是一个C语言编译器,他是GNU C Compiler 的英文缩写。随着众多自由开发者的加入和GCC自身的发展,如今的GCC以经是一个包含众多语言的编译器了。其中包括 C,C++,Ada,Object C和Java等。所以,GCC也由原来的GNU C Compiler变为GNU Compiler Collection

  • GDB:
    GDB 的全称是GNU Debuger.
    是linux 底下的一种免费的debug 程式.随然介面不像SoftIce 那么好,但是功能也绝对强大.


后缀含义

文件后缀 + 说明

.c
C语言源文件

.a
有目标文件构成的档案库文件

.C  .cc .cxx  .cpp
C++源程序

.h
源程序包含的头文件

.i
经过预处理的C程序

.ii
经过预处理的C++程序

.m
Objective-C源程序

.o
变异后的目标文件(二进制文件,但未链接,不能直接执行)

.s
汇编语言的程序

.S
经过预处理的汇编程序

GCC编译器

  • GCC编译器的流程
    从源代码文件,到可执行文件需要四个过程:
    1. 预处理(Pre-Processing)
    2. 编译 (Compiling)
    3. 汇编(Assembling)
    4. 链接(Linking)

  • 查看GCC的版本 :gcc -v

    image.png

  • GCC编译选项
    编译c代码的Linux Shell: $ gcc [option | filename] ...
    编译c++代码的Linux Shell: $ g++ [option | filename] ...

  • GCC编译流程的各项参数

    • 预处理阶段(增加的这部分内容比如包含的头文件之类的预处理内容)
      $ gcc -E hello.c -o hello.i
    • 编译阶段(处理完成的文件类型认识text)
      $ gcc -S hello.i -o hello.s
    • 汇编阶段(生成的文件已经是一个二进制文件了,同时这个二进制文件不具备可执行的权限)
      $ gcc -c hello.s -o hello.o
    • 链接阶段(链接完后,会生成一个可执行文件,通过file指令也能看到executable的标识)
      $ gcc hello.o -o hello

GCC常用编译选项说明

  • -c选项:$ gcc -c test.c
    仅把源程序编译为目标代码并不做链接的工作, 所以采用该选项的编译指令不会生成最终的可执行程序,而是生成一个与源程序文件名相同的.o为后缀的目标文件

  • I <dir>选项: $ gcc -I /home/inclue -o test test.c
    依赖库选项,指定库以及头文件的路径
    这个选项可以向gcc的头文件索索路径中添加新的目录<dir>
    比如对于头文件不在同一个目录下的情况直接编译会报错,那么就需要I选项来指定头文件目录

  • L <dir>选项 : $ gcc test.c -L /home/username/lib -lapp -o test
    用来制定所依赖的库所在的路径。如果使用了不在标准位置的库/usr/lib/,那么可以通过这个选项,向gcc的库文件搜索路径中添加新的目录.

  • -o选项: $ gcc test.c -o test
    默认情况下,没有该选项,刚才吹在当前目录下生成一个a.out的可执行程序。该指令可以指定生成的可执行文件的名称

*-O 选项
gcc对源代码编译时进行优化,这些优化在大多数情况下都会是程序执行更快

  • -O2 选项
    gcc会产生尽可能小和尽可能快的代码。
    该选项的编译速度比-O慢,但通常产生的代码执行的速度会更快。
  • -Wall
    显示所有的警告信息
  • -g
    生成调试信息,GNU调试器可以利用该信息。gcc编译器使用该选项进行编译时,将调试信息加入目标文件当中,这样GDB调试器就可以根据这些调试信息来跟踪程序的执行状态

  • -pg
    编译完成后,,额外产生一个性能分析所需的信息

  • 编译多个头文件和源文件:

  • 方法一:分步处理

    • c1.c生成目标文件c1.o
      $ gcc -c c1.c -o c1.o
    • c2.c生成目标文件c2.o
      $ gcc -c c2.c -o c2.o
    • 由两个目标文件生成程序
      $ gcc c1.o c2.o -o m1
  • 方法二:同时处理

    • 直接使用源代码来编译
      gcc c1.c c2.c -o m2

GCC编译的函数库

函数库分为静态库和动态库两种。
静态库,指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件较大,但运行时就不需要其他的库文件了。后缀一般为.a
动态库,与静态库相反,在编译链接时没有把库文件的代码加入到可执行文件中去,而是在程序执行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。动态库的后缀一般为.so

项目          Linux          Windows
目标模块    func.o           FUNC.obj
静态库 lib.a                 LIB.lib
动态库 lib.so                LIB.dll
程序     Program                 Program.exe
  • 如何编译一个动态库
  • 如何编译一个静态库

GDB调试

  • 语法$ gdb [参数] filename

    • -symbols = file
      • -s file:读出文件(file)的所有符号
    • -core
      • -c :这里的core是程序非法执行后的core dump后产生的文件
    • -directory
      • -d:加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中PATH所定义的路径
    • quiet
      • q:使用该参数不显示gdb的介绍和版权信息等
  • gdb命令:

file:指定要调试的可执行程序
kill:终止正在调试的可执行程序
next:执行一行源代码,但不进入函数内部
list:部分列出源代码
step:执行一行源代码,并不进入函数内部
quit:结束gdb调试任务
watch:可以检查一个变量的值,而不管他何时被改变
print:打印表达式的值到标准输出
break N:在指定的第N行源代码设置断点
break funcname
break filename:linenum
break filename:funcname
info break:显示当前的断点清单,包括到达断点处的次数等
info files:显示被调试的详细信息
info func:显示所有的函数名
info local:显示当函数中的局部变量的信息
info prog:显示被调试程序的执行状态
info var:显示所有的全局和静态变量的名称
make:在不退出gdb的情况下运行make工具
shell:在不退出gdb的情况下运行shell命令
continue:继续执行正在调试的程序
  • 用core文件来调试代码
  • core文件是UNIX/Linux通用的出错内存印象文件。Linux默认情况下不生成corefile,需要在~/.bashrc文件中添加ulimit -c unlimited,并使之生效。
    • gdb 可执行文件 core文件

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