Linux 上的 C/C++ 编译器和调试器

Linux 上的 C/C++ 编译器和调试器

1.8.1?运行 gcc/egcs Linux 中最重要的软件开发工具是 GCC。GCC 是 GNU 的 C 和 C++ 编译器。实际上，GCC 能够编译三种语言：C、C++ 和 Object C（C 语言的一种面向对象扩展）。利用 gcc 命令可同时编译并连接 C 和 C++ 源程序。 #DEMO#: hello.c 如果你有两个或少数几个 C 源文件，也可以方便地利用 GCC 编译、连接并生成可执行文件。例如，假设你有 两个源文件 main.c 和 factorial.c 两个源文件，现在要编译生成一个计算阶乘的程序。 清单 factorial.c ----------------------- #include #include int factorial (int n) { ? if (n <= 1) ??? return 1; ? else ??? return factorial (n - 1) * n; } ----------------------- ----------------------- 清单?main.c ----------------------- #include #include int factorial (int n); int main (int argc, char **argv) { ? int n; ? if (argc < 2) { ??? printf ("Usage: %s n\n", argv [0]); ??? return -1; ? } ? else { ??? n = atoi (argv[1]); ??? printf ("Factorial of %d is %d.\n", n, factorial (n)); ? } ? return 0; } ----------------------- 利用如下的命令可编译生成可执行文件，并执行程序： $ gcc -o factorial main.c factorial.c $ ./factorial 5 Factorial of 5 is 120. GCC 可同时用来编译 C 程序和 C++ 程序。一般来说，C 编译器通过源文件的后缀名来判断是 C 程序还是 C+ + 程序。在 Linux 中，C 源文件的后缀名为 .c，而 C++ 源文件的后缀名为 .C 或 .cpp。 但是，gcc 命令只能编译 C++ 源文件，而不能自动和 C++ 程序使用的库连接。因此，通常使用 g++ 命令来完 完成 C++ 程序的编译和连接，该程序会自动调用 gcc 实现编译。 假设我们有一个如下的 C++ 源文件（hello.C）： #include void main (void) { ? cout << "Hello, world!" << endl; } 则可以如下调用 g++ 命令编译、连接并生成可执行文件： $ g++ -o hello hello.C $ ./hello Hello, world! 1.8.2?gcc/egcs 的主要选项 ??????? 表 1-3?gcc 命令的常用选项 选项????????解释 -ansi??????? 只支持 ANSI 标准的 C 语法。这一选项将禁止 GNU C 的某些特色， ????????? 例如 asm 或 typeof 关键词。 -c?????????只编译并生成目标文件。 -DMACRO?????? 以字符串“1”定义 MACRO 宏。 -DMACRO=DEFN????以字符串“DEFN”定义 MACRO 宏。 -E?????????只运行 C 预编译器。 -g?????????生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。 -IDIRECTORY???? 指定额外的头文件搜索路径DIRECTORY。 -LDIRECTORY???? 指定额外的函数库搜索路径DIRECTORY。 -lLIBRARY????? 连接时搜索指定的函数库LIBRARY。 -m486??????? 针对 486 进行代码优化。 -o FILE?????? 生成指定的输出文件。用在生成可执行文件时。 -O0???????? 不进行优化处理。 -O 或 -O1????? 优化生成代码。 -O2???????? 进一步优化。 -O3???????? 比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。 -shared?????? 生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。 -static?????? 禁止使用共享连接。 -UMACRO?????? 取消对 MACRO 宏的定义。 -w?????????不生成任何警告信息。 -Wall??????? 生成所有警告信息。 1.8.3?gdb GNU 的调试器称为 gdb，该程序是一个交互式工具，工作在字符模式。在 X Window 系统中，有一个 gdb 的 前端图形工具，称为 xxgdb。gdb 是功能强大的调试程序，可完成如下的调试任务： * 设置断点； * 监视程序变量的值； * 程序的单步执行； * 修改变量的值。 在可以使用 gdb 调试程序之前，必须使用 -g 选项编译源文件。可在 makefile 中如下定义 CFLAGS 变量： CFLAGS = -g 运行 gdb 调试程序时通常使用如下的命令： gdb progname 在 gdb 提示符处键入help，将列出命令的分类，主要的分类有： * aliases：命令别名 * breakpoints：断点定义； * data：数据查看； * files：指定并查看文件； * internals：维护命令； * running：程序执行； * stack：调用栈查看； * statu：状态查看； * tracepoints：跟踪程序执行。 键入 help 后跟命令的分类名，可获得该类命令的详细清单。 #DENO# 1.8.4?gdb 的常用命令 ??????? 表 1-4?常用的 gdb 命令 命令????????????解释 break NUM??????? 在指定的行上设置断点。 bt???????????显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。 clear????????? 删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为：clear FILENAME:NUM。 continue????????继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而 ??????????? 导致停止运行时。 display EXPR??????每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。 file FILE??????? 装载指定的可执行文件进行调试。 help NAME??????? 显示指定命令的帮助信息。 info break???????显示当前断点清单，包括到达断点处的次数等。 info files???????显示被调试文件的详细信息。 info func??????? 显示所有的函数名称。 info local???????显示当函数中的局部变量信息。 info prog??????? 显示被调试程序的执行状态。 info var????????显示所有的全局和静态变量名称。 kill??????????终止正被调试的程序。 list??????????显示源代码段。 make??????????在不退出 gdb 的情况下运行 make 工具。 next??????????在不单步执行进入其他函数的情况下，向前执行一行源代码。 print EXPR???????显示表达式 EXPR 的值。 1.8.5?gdb 使用范例 ----------------- 清单?一个有错误的 C 源程序 bugging.c ----------------- #include #include static char buff [256]; static char* string; int main () { ? printf ("Please input a string: "); ? gets (string); ? printf ("\nYour string is: %s\n", string); } ----------------- 上面这个程序非常简单，其目的是接受用户的输入，然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初 始化的字符串地址 string，因此，编译并运行之后，将出现 Segment Fault 错误： $ gcc -o test -g test.c $ ./test Please input a string: asfd Segmentation fault (core dumped) 为了查找该程序中出现的问题，我们利用 gdb，并按如下的步骤进行： 1．运行 gdb bugging 命令，装入 bugging 可执行文件； 2．执行装入的 bugging 命令； 3．使用 where 命令查看程序出错的地方； 4．利用 list 命令查看调用 gets 函数附近的代码； 5．唯一能够导致 gets 函数出错的因素就是变量 string。用 print 命令查看 string 的值； 6．在 gdb 中，我们可以直接修改变量的值，只要将 string 取一个合法的指针值就可以了，为此，我们在第 11 行处设置断点； 7．程序重新运行到第 11 行处停止，这时，我们可以用 set variable 命令修改 string 的取值； 8．然后继续运行，将看到正确的程序运行结果。