Linux工具——gcc和gdb

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Linux编译器-gcc

我们都知道代码要生成一份可执行程序要经过预处理，编译，汇编，链接这4个过程。其中，预处理功能主要包括宏定义,文件包含,条件编译,去注释等。编译阶段是将代码转换为汇编码，汇编阶段生成机器可识别代码，连接阶段生成可执行文件或库文件。

⚽️gcc使用

格式：gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]
选项：

• -E 只激活预处理,这个不生成文件，你需要把它重定向到一个输出文件里面

• -o 文件输出到文件
  例如gcc -E test.c -o test1
  
  结果会生成一个test1的文件，里面存的是test.c编译后的文件，我们可以用vim打开查看里面内容
  
  可以看到有843行内容，头文件被展开。

• -S 编译到汇编语言不进行汇编和链接
  例如gcc -S test.c -o test2，生成一个test2文件后，用vim查看内容，如下图
  

• -c 编译到目标代码
  例如gcc -s test.c -o test3，此时生成test3文件，用vim查看内容如下图
  

• -static 此选项对生成的文件采用静态链接

• -g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。

• -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.

• -O0，-O1，-O2，-O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化，-O1为缺省值，-O3优化级别最高

• -w 不生成任何警告信息。

• -Wall 生成所有警告信息。

⚽️函数库

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,并且在预编译中包含“stdio.h”中也只有该函数的声明，而没有定义函数的实现，那么这个函数是在哪里实现“printf”函数的呢?

这时候函数库的作用就出来了，系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了，在没有特别指定时，gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找，也就是链接到 libc.so.6 库函数中去，这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用。

函数库一般分为静态库和动态库两种。

• 静态库：静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了，其后缀名一般为“.a”。
• 动态库：动态库与之相反，在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为“.so”,如前面所述的 libc.so.6 就是动态库。
• gcc 在编译时默认使用动态库。完成了链接之后，gcc 就可以生成可执行文件。

Linux调试器-gdb

⚽️简介

写代码必不可少的就是调试，之前看到过这么一句话，一个好的程序猿不是看他有多能写代码，而是看他有多能调代码。虽然可能有些武断了，但是道理确实是这么个道理。工欲善其事必先利其器，想要调试代码少不了工具做支撑，接下就是介绍Linux调试器——gdb。

我们都知道程序的发布方式有两种，debug模式和release模式。Linux gcc出来的二进制程序，默认是release模式，要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项，带有调试信息。

⚽️gdb使用

格式：gdb filename
退出：ctrl + d或者quit
命令：

• list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
• list／l 函数名：列出某个函数的源代码。
• r或run：运行程序。
• n 或 next：单条执行。
• s或step：进入函数调用
• break(b) 行号：在某一行设置断点
• break 函数名：在某个函数开头设置断点
• info break ：查看断点信息。
• finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
• print§：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
• p 变量：打印变量值。
• set var：修改变量的值
• continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
• run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
• delete breakpoints：删除所有断点
• delete breakpoints n：删除序号为n的断点
• disable breakpoints：禁用断点
• enable breakpoints：启用断点
• info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点
• display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
• undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪
• until X行号：跳至X行
• breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
• info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
• quit：退出gdb

例如，当前有一个test.c文件，使用命令gcc -g test.c -o test1生成一个test1文件。

执行命令gdb test1进入调试模式，使用l查看代码。

我们调试使用最多的就是打断点和逐语句和逐过程执行，我们可以使用b(breakpoint)打上断点，n(next)逐过程，s(step)逐语句执行。

还有一些列出来的命令大家可以尝试一下，这些工具都需要自己亲自上手多加练习。

Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

⚽️简介

一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。

makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编
译，极大的提高了软件开发的效率。

make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命
令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一
种在工程方面的编译方法。

make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

由此可见，会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。

⚽️依赖关系

要使用make命令，我们需要先创建一个Makefile(makefile)文件，在Makefile文件里面定义依赖关系。
所谓的依赖关系就是当我执行或者完成某个行为的时候所需要的条件，例如命令gcc test.c -o test1，这条命令中，我们要对test.c进行编译生成一个test1文件，所需要的条件就是我们必须得有test.c这个文件（当然gcc这个工具我们也得有）。

如上有一个test.c文件，我们可以创建出一个Makefile文件，然后用vim编辑Makefile文件，如下图：

⚽️make/Makefile实现原理

在默认的方式下，也就是我们只输入make命令，那么make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。

如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“test1”这个文件，
并把这个文件作为最终的目标文件。

如果test1文件不存在或是test1所依赖的后面的test.c文件的文件修改时间要比hello这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。

• 修改时间比较新说的是文件最新修改的时间更晚.

• 例如当我们创建出test.c文件的时候，如果我们还没有执行make命令，就不会对test.c文件进行编译，也就不存在test1这个文件，这个时候我们进行make是没有任何影响的。

• 但是当我们make过一次后，如果我们不删除并且也没有修改test.c文件时，这时候test1文件是比test.c文件时间新，这时候make就会出现提示
  make: test1' is up to date.

如果我们对test.c文件进行了修改，这时候test.c文件又比test1文件新，这个时候又可以对test.c文件进行make。

• 如果test1所依赖的test.c文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为test.c文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成test.c文件。
• 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
• 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
• make只管文件的依赖性。

⚽️项目清理

当我们不需要某个工程文件，我们就会去删除它，但是当我们工程文件较多时且名字较为相同，例如test.c文件和test1文件，有时候不注意我们难免都会删错，这时候我们可以把删除这个动作放到Makefile文件里，使用make命令进行删除。

像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，
不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编
译。

但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰，伪目标的特性是，总是被执行的。

例如当我们像删除test1文件的时候，我们在Makefile文件里写了删除这个动作，那么我们在需要执行make clean这个命令就会帮助我们将test1这个文件删除。

git 命令行

⚽️安装git

在Linux上我们可以用git命令行将我们的代码文件放到托管网站上去。
安装命令：yum install git

在这里我用的是gtiee，github也是同理

首先我们需要先在gitee上创建项目，当我们创建好项目后复制链接。

到Linux上创建好一个放置代码的目录，然后执行命令gti clone [url]将远程仓库克隆到本地来。

最后就是将我们的代码文件进行上传到托管网站。

⚽️托管三板斧

1. git add
   将代码放到刚才下载好的目录中
   
   然后执行命令git add [文件名]，将需要用 git 管理的文件告知 git。
   例如：git add test.c
   
2. git commit
   提交改动到本地，执行命令git commit -m "提交信息"。
   
   提交的时候应该注明提交日志，描述改动的详细内容

如果是第一次上传，会出现一个提示信息让你填写你的名字和邮箱，只需要将命令复制然后在后面跟上你的名字和邮箱即可。

3. git push
   同步到远端服务器上，执行命令git push。
   
   需要填入用户名密码. 同步成功后, 刷新gitee页面就能看到代码改动了。

总结

博客介绍了Linux的编译器gcc，Linux调试器gdb，Linux项目自动化构建工具make和Makefile以及代码托管git。让我们可以对我们的代码进行编辑，编译，调试，托管一条龙服务，希望这篇博客对大家有帮助。