linux编程 —— C/C++编程常用指令操作（gcc、g++、gdb）

文档声明：
以下资料均属于本人在学习过程中产出的学习笔记，如果错误或者遗漏之处，请多多指正。并且该文档在后期会随着学习的深入不断补充完善。

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资料仅供学习交流使用。
作者：Aliven888

1、简述

  C 语言是linux软件开发过程中常用的编程语言，就 linux 操作系统本身而言就是由 C 语言实现的。这里我们介绍下 linux 系统下如果进行 C 语言开发编译

2、编译（gcc）

  gcc 是在开发初期集成在 linux 中的一款 C 语言编译器，然而经过十几年的发展，其已经支持 C/C++/Objective C/Chill/Fortran/java 等语言，其功能也越来越强大。

格式：
    gcc + [option] + [指定输出文件名] + 待编译代码文件名

option：

选项	内容
-g	为了调试程序（如果 gdb）生成的相关信息（编译器在编译的时候产生调试信息）。
-c	只激活预处理、编译和汇编，生成扩展名为 .o 的目标代码文件，也就是把程序做成目标文件(.o文件) 。
-o	输出指定的文件名
-S	只激活编译和预处理，生成扩展名为 .s 的汇编代码文件。
-E	只激活预处理，并将结果输出至标准输出。
-shared	指定生成动态链接库。
-static	指定生成静态链接库。
-fPIC	表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库。目标文件需要创建成位置无关码， 念上就是在可执行程序装载它们的时候，它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。
-I	（大写字母 i ）添加头文件搜索路径
-L.	表示要连接的库所在的目录。
-l	（小写字母 l ）指定链接时需要的动态库。编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib，后面加上.a/.so来确定库的名称。
-Wall	生成所有警告信息。
-ggdb	此选项将尽可能的生成gdb 的可以使用的调试信息。
-Wl,options	把参数(options)传递给链接器ld 。如果options 中间有逗号,就将options分成多个选项,然后传递给链接程序。

注意事项：
  -c 选项在编写大型程序时是必须的。存在依赖关系的源代码文件总是先编译成目标文件，最后一起连接成可执行文件（源代码文件比较多时，可以使用 make 工具，暂时还没学到这些，等学到后，后面的文章会介绍）。

代码：

#include 

int main()
{
        printf("hello world!\n");
        return 0;
}

结果输出：

3、编译（g++）

  g++ 命令可以用来编译 C++ 源文件，但是不能自动和 C++ 程序使用的库链接；因此我们在进行 C++ 开发时，通常使用 g++ 命令来完成 C++ 程序的编译和链接，该指令会自动调用 gcc 指令完成编译。

注意事项：
g++ 和 gcc 使用方法一样，具体可以参考上面的 gcc 知识点。

区别：

• g++ 用于编译 xx.cpp 文件。
• gcc 用于编译 xx.c 文件。

结果输出：

  关于编译优化，可以参考这篇文章《linux gcc编译优化（O0、O1、O2、O3、Os）学习笔记》

4、调试（gdb）

  在使用 gdb 调试 C/C++ 程序之前，必须首先使用 gcc -c 命令生成带有调试信息的可执行程序，否则调试看到的将会是一堆乱码。

4.1、启动gdb

格式：
  gdb xfile(可执行程序文件) ： 进入调试功能

出现（gdb）表示在等待指令的录入，此时录入指令即可开始调试了。

结果输出：

4.2、获得帮助

  在任何时候都可以使用 help 指令查看帮助信息。如下图示，gdb 的指令分为 12 个大类。使用命令 help stack 即可查看与堆栈信息有关的帮助信息。

结果输出：

4.3、查看源码

  list（缩写为 l）用于查看程序的源代码。这通常是调试程序比较重要的一步；每次录入 list 指令只会显示 10 行代码。

结果输出：

4.4、设置断点

  我们在调试程序是一把 都要求程序要阻塞，这是我们就可以通过break（缩写 b）指令设置断点，以便于我们的调试。

格式：
  break n : 表示在第 n 行显示断点信息。
  break funName : 表示在函数（funName）入口出设置断点。
  clear : 表示清除所有断点信息。

4.5、程序运行与单步调试

  设置完断点后我们就可以开始进行程序的运行与断点调试了。
格式：

指令	描述
run（缩写 r）	开始实行程序。
next （缩写 n） + [num]	单步执行调试时，执行下一步。如果有跟数字，表示连续执行 num 步
step （缩写 s）	单步执行调试时，执行下一步。
continue （缩写 c）	继续执行，直到遇到下一个断点。

注意事项：

在调试时，next 与 step 的区别在于：step在遇到函数调用时会进入函数内部，而 next 只是把函数调用当做一步执行而已，不会进入到函数内部。

结果输出：

4.6、监视变量

  我们调试程序就是为了监视程序内部变量参数的值，此时我们是使用 print（缩写 p）来实现查看变量的值。

格式：
  print value（变量名） ： 查看 value 变量的值。

结果输出：

  单个参数的监视在参数比较多时太过麻烦，这是我们就可以使用watch来设置观察点（可以说是断点的一种，一点设置的观察点参数值发生变化就是停下来，按 c 指令可以继续执行）。

格式：
  watch value（变量名） ：设置 value 为观察点。

注意事项：
  该指令在断点调试时才能使用。

结果输出：

4.7、修改变量的值

  有时我们在单步调试时，满足条件的值较大，循环内单步调试需要操作很多次，向指定修改参数值到达目标值附件；或者有时不小心，多按了一次 c 指令，想退回上步调试，这是就可以通过 set var 这一指令来实现。

格式：
  set var value（监视参数）= n : 设置监视参数的参数值为 n 。

结果输出：

4.8、查看堆栈信息

  程序中在调用一个函数时，函数的地址，参数以及入参都是被压入一个栈中；运行时堆栈信息对于程序员查看程序运行信息非常重要。使用 bt 可以很方便的查看其堆栈信息。

#include 

int fun(int a)
{
        return a + 100;
} 

int main()
{
        int a = 10; 
        for(int i = 0; i < a; ++i) 
        { 
                printf("current value =[%d]\n",fun(i));
        } 
        return 0;
}

结果输出：

4.9、退出gdb

  调试完毕，需要退出 gdb 调试m模式，此时我们可以使用 quit （缩写 q）来实现。

结果输出：