Linux学习系列（六）：linux系统上C程序的编译、运行及调试

引言

本文介绍了Linux操作系统中关于C程序的编译，通过介绍编译过程、gcc命令、分步编译、一步编译和makefile自动化编译，详细介绍了编译的原理过程及命令。再介绍了在Linux操作系统下，应如何执行C程序，以及如何把可执行文件转化成命令。最后介绍了应如何像VS一样去逐步调试程序，并介绍了相应的命令。最后所做出的总结，希望能有所帮助.

一.文件编译及运行

1.编译过程

1. 预编译阶段 ：

   a) 删除所有的“#define”，并且展开所有的宏定义;
   b) 处理所有的条件预编译指令，“#if”、“#ifdef”、“#endif”等;
   c) 处理“#include”预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置;
   d) 删除所有的注释;
   e) 添加行号和文件名标识，以便于编译器产生调试用的符号信息及编译时产生编译错 误和警告时显示行号；
   f) 保留所有的#pragma 编译器指令，因为编译器需要使用它们。

2. 编译阶段 ：

   词法分析、语法分析、语义分析，代码优化，汇总符号。

3. 汇编阶段

   将汇编指令翻译成二进制格式，生成各个 section，生成符号表。

4. 链接阶段

   a) 合并各个 section，调整 section 的起始位移和段大小，合并符号表，进行符号解析， 给符号分配虚拟地址
   b) 符号重定位

2.gcc分布编译

• （1） 预编译：gcc -E main.c -o main.i 生成.i文件
• （2） 编译：gcc -S main.i -o main.s 生成.s文件
• （3） 汇编：gcc -c main.s -o main.o 生成.o文件
• （4） 链接：gcc main.o -o main 生成可执行文件

注：在linux上最后生成的可执行文件main.exe变为main，无后缀
注：原有的文件都没被删除，只是生成了新的文件

3.gcc一步编译

• gcc -o main main.c ：生成可执行文件main，依托main.c,也可依托多个文件
• gcc -o main main.c mul.c add.c ：生成可执行文件依托多个文件
  

4.一步运行

• ./main(路径文件名) 若单独使用main(文件名)则被认为是命令。从而无法运行
  若想要让main发挥和ls、pwd同等作用，则可以把main文件放到/bin/路径下（存放的是命令）
  

5.make 和makefile

管理工程 实现自动化编译 (和 vs 比较)示例：
对 main.c add.c max.c 三个文件进行编译(注意: gcc 前面必须是 table 键缩进，或者在上一行末尾敲换行，自动缩进到table键位上)
注：文件名必须是makefile

makefile文件

extern 关键字，链接其他文件
也可#include"add.c"

add.c

mul.c

• 终端执行make命令
  
• 执行make clean命令
  

二.gdb调试

• gcc -o main main.c -g :生成包含调试信息的中间文件，相当于增加了可以调试的功能，原文件功能不变

1.调试步骤：

• 1. ​ gcc -o main main.c -g 切换debug
• 2. ​ gdb main 启动调试
• 3. （gdb）出现 启动调试成功 ，可以输入命令

• 但此处代码还没运行，需下命令让其运行

2.调试命令：

1.l 行号

• l 行号 ：查看当前行号前后共10行代码

• l ：第一次使用默认查看第一行开始的10行代码，第二次使用则显示接下来的后续代码（包含上次的 l 行号）

2.b/break

• b/break 行号 ：下断点
  

3.info b/break

• info b/break ：查看断点信息
  

4.运行代码

• r/run ：运行代码至断点处
• n/next ：逐行运行
  

5.p 变量

• p 变量：实时查看变量信息
  

6.结束调试

• q/quit ：结束调试

7.调试命令（全）

1. l                       //显示 main 函数所在的文件的源代码
2. list 文件名:num         //显示 filename 文件 num 行上下的源代码
3. b 行号                  //给指定行添加断点
4. b 函数名                //给指点函数的第一有效行添加一个断点
5. info break              //显示断点信息
6. delete 断点号           //删除指定断点
7. disable 断点号          //将断点设定为无效的，不加断点号，将所有断点设置为无效
8. enable 断点号           //将断点设定为有效的，不加断点号，将所有断点设置为有效
9. r（run）               //运行程序
10. n（next）             //单步执行
11. c （continue）        //继续执行，直接执行到下一个断点处
12. s                     //进入将要被调用的函数中执行
13. finish                //跳出函数
14.  q                    //退出调试
15. p val                 //打印变量 val 的值
16. p &val                //打印变量 val 的地址
17. p a+b                 //打印表达式的值
18. p arr（数组名）       //打印数组所有元素的值
19. p *parr@len          //用指向数组的指针打印数组所有元素的值
20. display              //自动显示，参数和 p 命令一样
21. info display         //显示自动显示信息
22. undisplay + 编号     //删除指定的自动显示
23. ptype val            //显示变量类型
24. bt                   //显示函数调用栈