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一.Linux编译器-gcc/g++使用
1.背景知识
- 预处理（进行宏替换)
- 编译（生成汇编)
- 汇编（生成机器可识别代码）
- 连接（生成可执行文件或库文件)
2.gcc如何完成
格式 gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]
预处理(进行宏替换)
- 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 hello.c –o hello.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（生成汇编）
- 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 hello.i –o hello.s
汇编（生成机器可识别代码）
- 汇编阶段是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件
- 实例: gcc –c hello.s –o hello.o
连接（生成可执行文件或库文件）
- 在成功编译之后,就进入了链接阶段
- 实例: gcc hello.o –o hello
在这里涉及到一个重要的概念:函数库
- 我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而 没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?
- 最后的答案是: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,如下所示。 gcc hello.o –o hello
- 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
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
二.Linux调试器-gdb使用
1.背景知识
- 程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
- Linux gcc/g++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
2.开始使用
gdb binFile 退出： ctrl + d 或 quit 调试命令
- 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(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
三.Linux项目自动化构建工具-make/Makefile
1.背景
- 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
- 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
2.示例代码
1 #include<stdio.h>
2
3 int main()
4 {
5 printf("hello,world\n");
6 return 0;
7 }
1 mycode:mycode.o
2 gcc mycode.o -o mycode
3 mycode.o:mycode.s
4 gcc -c mycode.s -o mycode.o
5 mycode.s:mycode.i
6 gcc -S mycode.i -o mycode.s
7 mycode.i:mycode.c
8 gcc -E mycode.c -o mycode.i
9
10 .PHONY:clean
11 clean:
12 rm -f mycode mycode.i mycode.s mycode.o
依赖关系:
- 上面的文件 mycode ,它依赖mycode.o
- mycode.o , 它依赖 mycode.s
- mycode.s , 它依赖 mycode.i
- mycode.i , 它依赖 mycode.c
依赖方法:
gcc mycode.o -o mycode
3.原理
make是如何工作的,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“mycode”这个文件， 并把这个文件作为最终的目标文件
- 如果mycode文件不存在，或是mycode所依赖的后面的mycode.o文件的文件修改时间要比mycode这个文件新（可 以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成mycode这个文件
- 如果mycode所依赖的mycode.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为mycode.o文件的依赖性，如果 找到则再根据那一个规则生成mycode.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
- 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 mycode.o 文件，然后再用 mycode.o 文件声明 make的终极任务，也就是执行文件mycode了
- 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，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起， 我就不工作啦
4.项目清理
- 工程是需要被清理的
- 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。
- 可以将我们的 mycode目标文件声明成伪目标，测试一下