【Linux】gcc/g++/gdb的使用

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原创 2023-03-01 22:47:31 2.2k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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💖gcc/g++的使用

gcc/g++的使用

gcc/g++是一个Linux编译器，gcc是用来编译c语言的，而g++是用来编译c++的，所以这2个编译器的使用方法是一样的。我们这里只讲解gcc，把一个C语言文件生成可执行程序要经历四个阶段
1. 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 mytest.c –o mytest.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。

以下是在Linux上的演示。首先我新建了一个 mytest.c的文件并编辑了一段代码。
在这里插入图片描述

现在我们执行命令 gcc -E mytest.c -o mytest.i

`` 在这里插入图片描述

我们会发现生成了一个mytest.i文件，然后我们用vim打开这个文件看看。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们可以看到，之前打的注释没了，宏定义Num也替换了，并且头文件stdio.h在最上面展开。所以预处理功能主要包括宏定义,头文件展开,条件编译,去注释等。

2. 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。
例子: gcc –S mytest.i –o mytest.s

案例演示
我们还是用上面弄出来的mytest.i文件。输入命令 gcc -S mytest.i -o mytest.s

在这里插入图片描述

然后就可以看到生成了一个mytest.s的文件，然后我们用vim打开它看看里面是什么内容。

在这里插入图片描述

我们可以看到，mytest.s文件里面都是汇编代码，这也就意味着 .s文件存的是C语言代码被转换成汇编时对应的汇编代码。

3.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 hello.s –o hello.o

那么我们继续用上面的 mytest.s文件来演示。

我们输入 gcc -c mytest.s -o mytest.o

在这里插入图片描述

我们就可以看到生成了mytest.o文件，那我们也打开它看看它长什么样。

在这里插入图片描述

我们可以看到它全是一些乱码，这就意味着这个文件是一个二进制文件。也就是说汇编这个过程是把汇编代码转换成二进制的机器码。

4.链接

在成功编译之后,就进入了链接阶段。
比如: gcc mytest.o –o mytest

然后我们发现我们有一个mytest的可执行文件。我们可以直接运行。

aa在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们可以看到打印了10000，不过没有换行，所以挤在了一起。

当然，gcc mytest.c -o mytest 也是可以的。

静态库和动态库

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,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的一些操作选项

如下表所示：

选项	说明
-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。

💖gdb调试器的使用

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

gdb的安装及使用

而进入调试界面的方式是 gdb + 可执行程序名。

再此之前我们得有一个程序。下面是我们在test.c文件里面写的一个程序。

#include<stdio.h>

int TopSum(int max)
{
  int sum = 0;
  for(int i = 1; i <= max ; i++ )
  {
    sum += i;
  }
  return sum;
}


int main()
{
  int i = 100;
  int ret = TopSum(i);
  printf("%d\n",ret);

  return 0;
}

然后我们编译它，我们必须在编译的时候加上 -g选项，因为默认选项是release版本的。release版本是不支持调试的，只有加上 -g选项后才能让生成的可执行程序是debug版本。所以我们可以输入命令 gcc test.c -o test -g

在这里插入图片描述

而编译的时候提示报错，这是因为 for(int i …)在for循环里面定义变量只有在C99版本才能支持。所以我们把命令换成 gcc test.c -o test -g -std=c99 即可

在这里插入图片描述

这样就可以了，然后我们 gdb test即可进入调试界面。

如果出现这种信息，是因为你还没有安装gbd，那么可以用root用户去安装一下。

安装命令：yum install gdb

在这里插入图片描述

成功进入调试界面是这样的。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gd0kwEPE-1677680336801)(C:\Users\王有林\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230204153230111.png)]

然后我们可以通过各种各样的指令来调试。

gdb的常用指令

那我们来演示几个最基本的命令

list/l 10 显示第10行的代码

在这里插入图片描述

run /r 运行程序

在这里插入图片描述

break/b 17 在第17行打上断点

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info break/b 查看断点信息

在这里插入图片描述

n 单条执行

在这里插入图片描述

因为断点打在17行，所以17行执行完就到第18行了。

s/step 进入函数调用

在这里插入图片描述

进入到了函数的第一行，就是成功进入函数调用了。

delete breakpoints n 删除编号为n的断点

在删除之前，我们要先知道断点的编号。所以我们要先info b来查看断点信息。

在这里插入图片描述

Num这一列对应的就是断点编号，我们可以看到17行的断点编号为1，所以我们可以执行命令delete breakpoints 1来删除断点。

删除后我们再调用info b来查看断点信息，发现没有断点了，这就说明我们删除断点成功。

当然，gdb工具的使用命令还有很多，在下面已经为大家列好了一张命令操作表

选项	说明
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