三. Linux编译器-gcc/g++使用
1.
背景知识
1.
预处理(进行宏替换
)
2.
编译(生成汇编
)
3.
汇编(生成机器可识别代码)
4.
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
] 例如:
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
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
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
?
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。
下载动静态库
sudo yum install -y glibc-static
sudo yum install -y libstbc++-static
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。
四. Linux调试器-gdb使用
1.
背景
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
readelf -S 文件名:读取可执行程序二进制构成的文件debug
在Makefile文件中chang常在依赖关系后加后缀-g,让可执行程序以debug方式发布。
以debug方式发布的可执行程序具有调试信息。
以debug方式发布的可执行程序比以默认(release)方式发布的可执行程序略大(多了调试信息)
gdb+可执行程序名:进入调试模式
五. Linux项目自动化构建工具-make/Makefile
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
1、make是一条指令,makefile当前目录下的一个文件
2、依赖关系、依赖方法
Makefile注释用#
Make会自动退到makefile中的依赖关系栈式结构
Make会自顶向下扫描makefile,形成的第一个目标文件充当为Make的默认动作
3、问:为什么重复编译不通过?答:提供编译效率!
问:怎么做到的?
答:原理如下:
一定是源文件形成可执行,现有源文件,才有可执行。一般而言,源文件的最近修改时间比可执行成文件要老!如果我们修改了原文件,历史上曾经还有可执行,那么原文件的最近修改时间,一定要比可执行程序要新!
只需要比较,可执行程序的最近修改时间和源文件的最近修改时间:.exe新于.c源文件,不需要重新编译,.exe老于.c源文件,需要重新编译。
4、Access(最后一次访问时间)、Modify(最后一次被修改时间)与Change(权限最后一次修改时间)
文件=文件内容(Modify)+文件属性(Change)
touch后面如果跟已存在文件,则将所有时间(access、modify、change)更新为最新
touch -a 文件名:更新Access
touch -m 文件名:更新Modify
touch -c 文件名:更新Change
总结:make会根据源文件和目标文件的新旧判定是否需要重新执行依赖关系进行编译。
若需要总是执行的呢?
5、.PHONY(伪目标):mycode依赖关系,依赖方法总是被执行
编译效果:
特殊符号:
$@:目标文件
$^:依赖文件
@:不回显依赖方法
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