Linux开发工具的使用 (gcc/g++ | gdb)
目录
一、gcc/g++
1.关于gcc/g++
2.gcc如何使用
gcc选项：
预处理：
编译:
汇编:
连接:
函数库是什么：
函数库分为动态库和静态库两种
二、调试器gdb
1.关于gdb
2. gdb的使用
gdb选项：
Linux是一个广泛用于开发的操作系统，提供了许多强大的工具和环境来支持开发者.
一、gcc/g++
1.关于gcc/g++
GCC（GNU Compiler Collection）是一个由GNU Project开发的编程语言编译器集合，包括C、C++、Objective-C、Fortran、Ada和Go等语言的编译器。其中，g++是GCC的C++编译器。
GCC/G++是一个开源的编译器，可在多种操作系统上运行，包括Linux、Windows和macOS等。它支持多种标准，包括C89、C99、C11、C++98、C++11、C++14和C++17等，能够编译符合这些标准的源代码。
GCC/G++具有强大的优化能力，能够生成高效的机器代码。它还提供了丰富的编译选项，可以根据需要进行调整以优化编译过程和生成的代码。
2.gcc如何使用
使用指令格式
gcc [ 选项 ] 要编译的文件 [ 选项 ] [ 目标文件 ]
gcc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-S 编译到汇编语言不进行汇编和链接-c 编译到目标代码-o 文件输出到 文件-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
我们先编写一个简单程序
预处理：
预处理功能主要包括宏定义 , 文件包含 , 条件编译 , 去注释等。预处理指令是以 # 号开头的代码行。实例 : gcc –E code.c –o code.i选项 “-E”, 该选项的作用是让 gcc 在预处理结束后停止编译过程。选项 “-o” 是指目标文件 ,“.i” 文件为已经过预处理的 C 原始程序
编译:
在这个阶段中 ,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等 , 以确定代码的实际要做的工作 , 在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。用户可以使用 “-S” 选项来进行查看 , 该选项只进行编译而不进行汇编 , 生成汇编代码。实例 : gcc –S code.i –o code.s
汇编:
汇编阶段是把编译阶段生成的 “.s” 文件转成目标文件读者在此可使用选项 “-c” 就可看到汇编代码已转化为 “.o” 的二进制目标代码了实例 : gcc –c code.s –o code.o
连接:
在成功编译之后 , 就进入了链接阶段。实例 : gcc code.o –o code
我们现编写一个makefile文件（前面文章有过介绍），便于生成可执行文件：
这样只是为了理解过程，但是实际上还是建议写成
code:code.c
gcc -o code code.c
这样使用起来才最为方便。
然后执行得到
函数库是什么：
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
函数库分为动态库和静态库两种
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。gcc 默认生成的二进制程序，是动态链接的，这点可以通过 file 命令验证。
二、调试器gdb
1.关于gdb
GDB（GNU Debugger）是一个由GNU Project开发的强大的调试器，用于调试C、C++等编程语言的程序。它可以在程序运行时检查变量的值、跟踪程序的执行流程、查看内存中的数据等，帮助开发人员找出程序中的错误和问题。
GDB支持多种操作系统，包括Linux、Windows和macOS等，可以用于调试本地程序和远程程序。它提供了丰富的调试功能，如设置断点、单步执行、查看变量值、回溯函数调用栈等，能够帮助开发人员快速定位和解决程序中的bug。
除了基本的调试功能，GDB还支持脚本编程，可以编写Python或者其他脚本语言来扩展和定制调试器的功能。这使得GDB成为了一个非常灵活和强大的调试工具，被广泛应用于各种类型的软件开发项目中。
2. gdb的使用
gdb选项：
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(p) ：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
#include
#include
int make_key(void);
int get_key_num(void);
int number(void);
int main(void)
{
int ret = make_key();
printf("make_key returns %d\n", ret);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
int make_key(void)
{
int ret = get_key_num();
return ret;
}
int get_key_num(void)
{
int ret = number();
return ret;
}
int number(void)
{
return 10;
}
使用命令编译并生成调试信息
在命令行中输入以下命令启动 GDB 并加载可执行文件。
gdb ./callstk
使用l显示源代码：
使用 run 命令运行程序，并在断点处暂停。
使用 step 命令逐行执行程序
使用 backtrace 命令查看当前的调用栈，即函数的调用链。
