gcc 和 gdb 常用选项

gcc

编译步骤

1. 预处理，生成 .i 的文档[预处理器 cpp]：cpp test.c -o test.i
2. 编译，得到汇编代码 .s [编译器 cc1]：/usr/local/gcc-4.8.1/libexec/gcc/x86_64-unknown-linux-gnu/4.8.1/cc1 test.i
3. 汇编，得到目标代码（机器指令）.o [汇编器 as]：as test.s -o test.o
4. 链接目标代码，生成可执行程序[链接器 ld]：ld -dynamic-linker /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 -o test test.o /usr/lib64/crt1.o /usr/lib64/crti.o

对应的编译选项：

• -o filename：指定输出文件名，默认是 a.out。默认编译的四个阶段会一次执行完，除非指定了停留在某一步。
• -E：只进行预处理
• -S：只编译，不汇编，得到汇编代码
• -c：只编译汇编，不链接，得到可重定位的目标文件

文件后缀

gcc 通过文件名后缀来识别文件，常用后缀有：

• .c ：C 语言源代码
• .i ：预处理过的 C 语言源代码
• .s ：汇编源代码
• .o ：编译后的目标代码
• .h ：C 语言头文件
• .a ：由目标文件构成的档案库文件

gcc 常用选项

参考：
https://www.cnblogs.com/tianyajuanke/p/3359100.html

头文件和库文件处理

• -I dir：在头文件的搜索路径列表中，添加 dir 目录。当前目录和缺省目录（/usr/include && /usr/local/include）不用指定。
• -L dir：在库文件的搜索路径列表中，添加 dir 目录。Linux 默认在 /usr/lib 目录中查找

调试 debug 选项和优化选项
在 gcc 编译源代码时指定 -g 选项可以产生带有调试信息的目标代码，gcc 可以为多个不同平台的不同调试器提供调试信息。gcc 默认产生的调试信息是为 gdb 使用的,可以使用 -gformat 指定生成其他平台的其他调试器的调试信息。

-g　　　　  　　　　　　//在编译时生成原生格式的调试符号信息，可以使用 gdb 或 ddx 等调试器调试。-g 分为三个级别，默认为 -g2，其中 -g3 除包含 -g2 中的所有调试信息外，还包含源代码中定义的宏。
-ggdb　　  　　　　　　//在编译时生成 gdb 专用格式（DWARF 2，stabs等）的调试符号信息，信息更为丰富，但只能使用 gdb 调试，而不能使用其它调试器。级别设定与 -g 基本相同。
-gdwarf 　　　　　　　//如果升级 GCC 之后，发现 GDB 不能用了，那么在编译的时候加上 -gdwarf 选项试一下，如果还不行，再使用 -gdwarf-2 试试。
-p　　　　 　　　　　　//将剖析（Profiling）信息加入到最终生成的二进制代码中，生成可以被通用剖析工具（Prof）能够识别的统计信息，它对于找出程序瓶颈很有帮助。生成后的可执行文件要运行一次，才能生成剖析文件，默认文件名是 gmon.out。
-pg     　　　　　　　//生成只有 GNU 剖析工具（Gprof）才能识别的统计信息。
-save-temps　　　　　//保存编译过程中生成的一系列中间文件。
-On　　　　　　　　　 //n 可以为 0~3，默认为 1，数字越大优化越高，一般使用 -O2 可以在优化长度、编译时间和代码大小之间取得较好平衡，开发调试建议使用 -O0 没有优化。优化不可与 `-g` 同时使用
-Os　　　　　　　　　　//相当于 -O2.5，使用了所有 -O2 的优化选项，但却没有使用增加大小。也就是说，相对于 -O2,能减少一点可执行文件的大小。
-s　　　　　　　　　　//从执行文件中删除符号表与重定向信息，以减少执行文件的大小。跟直接编译之后，使用 strip 命令减小文件大小效果一致。

静态检查

-pedantic　　　  //检查代码是否符合 ANSI/ISO 标准：
-Wall　　　　　　 //输出警告信息
-Wextra　　　　  //输出更多的警告信息
-Weffc++　　　   //检查是否符合 《Effective C++》这本书中提到的标准
-w　　　　　　　　//关闭所有警告

• -static：此选项将禁止使用动态库，只链接静态库，编译后的可执行文件体积大，但可以独立运行，不需要动态链接库

• -share：此选项将尽量使用动态库，所以生成文档比较小，但是需要系统由动态库.

• -library：链接名为 library 的库文件

• -D macro：通过命令行定义宏，可以被源码中的 #ifdef 识别，相当于C语言中的 #define macro

• -Wall：发生警告时取消编译

• -Werror：发生警告时取消编译

• -w：禁止所有报警

• -pedantic：必须严格符合 ANSIC 标准

• -m：指定架构生成代码。默认在 64 位机器上生成64 位代码，但指定 -m32 后会生成32位机器的汇编代码

gdb

参考：https://www.cnblogs.com/skyofbitbit/p/3672848.html

gdb 是个类似 shell 的交互调试程序，可以在调试指定程序的时候输入命令（设置断点、查看变量、单步调试等）。在 GDB 中执行 help 命令看查看帮助文档。

GDB 中的命令可以分为八类：别名(aliases)、断点(breakpoints)、数据(data)、文件(files)、内部(internals)、隐含(obscure)、运行(running)、栈(stack)、状态(status)、支持(support)、跟踪点(tracepoints)和用户自定义(user-defined)。

跟 gcc 的关系

要使用 gdb 调试可执行文件，需要编译的时候通过 -g 选项添加调试信息。

开始和退出 gdb 调试

开始调试：

• gdb program：最常用的用 gdb 开始调试的方式
• gdb program core：用 gdb 查看 core dump 文件，跟踪程序core的原因
• gdb program pid：用 gdb 调试已经开始运行的程序，指定 pid 即可

退出调试：
quit 或者 q 命令。

命令

断点类

gdb 支持三类断点，用法都类似：

• Breakpoint：让程序执行到某个特定的地方停止运行
• Watchpoint：让程序在某个表达式的值发生变化的时候停止运行，达到‘监视’该表达式的目的
• Catchpoint：让程序在发生某种事件的时候停止运行，比如C++中发生异常事件，加载动态库事件

设置断点

通过 break 命令可以设置断点，支持的参数有：行号、函数名、文件名+行号、文件名+函数名、当前行的前后偏移量、程序的地址。

a. breakfunction: 在函数funtion入口处设置breakpoint

b. break +offset:在程序当前停止的行向前offset行处设置breakpoint

c. break –offset:在程序当前停止的行向衙offset行处设置breakpoint

d. breaklinenum: 在当前源文件的第linenum行处设置breakpoint

e. breakfilename:linenum: 在名为filename的源文件的第linenum行处设置breakpoint

f. breakfilename:function: 在名为filename的源文件中的function函数入口处设置breakpoint

g. break *address:在程序的地址address处设置breakpoint

设置条件断点

设置单次断点

tbreak 命令用来设置单次断点，使用后自动删除。

根据正则表达式设置断点

rbreak regex 会在在所有符合正则表达式 regex 的函数处设置断点。

查看断点

info breakpoints [n]：查看第n个断点的相关信息，如果省略了 n 则显示所有断点的信息。

删除断点

clear：清除当前栈帧 stack frame 中下一条指令之后的所有断点
clear function 或 clear filename:function：清除函数 function 入口处的断点
clear linenum 或 clear filename:linenum：清除 linenum 行处的断点
delete [breakpoints] [range…]：删除由range指定的范围内的断点。range范围是指断点的序列号的范围

启用、禁用断点

disable [breakpoints] [range…]：禁用由range指定的范围内的断点
enable [breakpoints] [range…]：启用由range指定的范围内的断点
enable [breakpoints]once [range…]：只启用一次由range指定的范围内的断点，等程序停下来后，自动设为禁用
enable [breakpoints]delete [range…]：启用range指定的范围内的断点，等程序停下来后，这些断点自动被删除

在断点后添加命令

设置第 bnum 个断点执行的命令，不指定 bnum 时默认是 commands 命令上面的最后一个断点：

commands [bnum]
command-list...
end

取消：

commands [bnum]
end

示例，当x>0时，在foo函数处停下来，然后打印出x的值，然后继续运行程序：

break foo if x > 0
commands
silent
printf "x is %d\n", x
continue
end

监控断点

watch expr: 设置写watchpoint，当应用程序写expr,修改其值时，程序停止运行
rwatch expr: 设置读watchpoint，当应用程序读表达式expr时，程序停止运行
awatch expr: 设置读写watchpoint, 当应用程序读或者写表达式expr时，程序都会停止运行

捕获事件

catch event 命令使用后，在事件 event 发生的时候，程序停止运行。常用事件有：
1）throw: C++抛出异常
2）catch: C++捕捉到异常
3）exec: exec被调用
4）fork: fork被调用
5）vfork: vfork被调用
6）load:加载动态库
7）loadlibname: 加载名为libname的动态库
8）unload:卸载动态库
9）unloadlibname: 卸载名为libname的动态库
10）syscall [args]:调用系统调用，args可以指定系统调用号，或者系统名称

数据和代码

list 命令打印源码（缩写为l）

（1）list linenum: 打印当前文件中第linenum行周围的源代码
（2）list function: 打印function函数周围的源代码
（3）list:在上一次使用list命令的基础上，再多打印一些源代码
（4）list -:打印和上一次使用list命令一样的源代码
（5）set listsizecount: 设置list命令显示源代码的行数
（6）show listsize:查看list命令显示

print 命令打印数据

（1）printexpr: 打印表达式expr的值
（2）print /f expr:以f指定的格式打印表达式expr的值
（3）print:打印上一次打印的表达式的值
（4）print /f:以f指定的形式打印上一次打印的表达式的值
print支持的格式有：x-16进制整数，d-10进制整数，u-10进制无符号整数，o-8进制整数，t-2进制整数，a-地址形式整数，c-字符常量整数，f-浮点数

display 命令自动打印

（1）display /f expr|addr：以f为格式，打印expr或者addr
（2）undisplay dnums，delete display dnums：删除第dnums个display点
（3）disable display dnums：禁用第dnums个display点
（4）enable display dnums：启用第dnums个display点
（5）info display：查看所有的display点

打印选项：

set printfield: 打开field选项
set printfield on: 打开field选项
set printfield off: 关闭field选项
show printfield: 查看field选项的打开、关闭情况

（1）set print array：以一种比较好看的方式打印数组，缺省是关闭的
（2）set print elementsnum-of-elements：设置GDB打印数据时显示元素的个数，缺省为200，设为0表示不限制(unlimited)
（3）set print null-stop：设置GDB打印字符数组的时候，遇到NULL时停止，缺省是关闭的
（4）set print pretty：设置GDB打印结构的时候，每行一个成员，并且有相应的缩进，缺省是关闭的
（5）set print object：设置GDB打印多态类型的时候，打印实际的类型，缺省为关闭
（6）set print static-members：设置GDB打印结构的时候，是否打印static成员，缺省是打开的
（7）set print vtbl：以漂亮的方式打印C++的虚函数表，缺省是关闭的

查看寄存器：

（1）info registers:查看当前桢中的各个寄存器的情况
（2）info registersregname: 查看指定的寄存器

调用栈 Call Stack

查看调用栈信息

backtrace：显示程序的调用栈信息，可以用bt缩写
backtracen：显示程序的调用栈信息，只显示栈顶n桢(frame)
backtrace -n：显示程序的调用栈信息，只显示栈底部n桢(frame)
set backtrace limitn：设置bt显示的最大桢层数
where,info stack：都是bt的别名，功能一样

选择某一桢进行查看：

framen: 查看第n桢的信息
frameaddr: 查看pc地址为addr的桢的相关信息
upn: 查看当前桢上面第n桢的信息
downn: 查看当前桢下面第n桢的信息

frame信息内容：

• 用backtrace、framen或者frameaddr得到的简要信息内容：

（1）桢序号(Frame number)
（2）函数名
（3）Program counter（除非set print address off）（在程序当前执行到的那一桢，PC不会被显示）
（4）源代码文件名和行号
（5）函数的参数名和传入的值

• 用info frame、info framen或者info frameaddr得到的详细的信息内容：

（1）当前桢的地址
（2）下一桢的地址
（3）上一桢的地址
（4）源代码所用的程序的语言(c/c++)
（5）当前桢的参数的地址
（6）当前相中局部变量的地址
（7）PC（program counter）
（8）当前桢中存储的寄存器

其他信息

info args：查看当前桢中的参数
info locals：查看当前桢中的局部变量
info catch：查看当前桢中的异常处理器（exception handlers）