编译器gcc/g++
背景知识
在计算机组成原理,有过详细讲解，感兴趣的同学可以去看一下，这里做简要概述。
- 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)
- 链接(生成可执行文件或库文件)
gcc如何完成编译和链接
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。
gcc -E test.c -o test.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,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。
gcc -S test.i -o test.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"就可以看到汇编代码已转化为".o"的二进制目标代码了
gcc -c test.s -o test.o
注意:汇编形成的二进制文件，并不可以直接执行，可重定向目标文件。
链接(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。
gcc test.o -o test
链接过程中还涉及了一个叫函数库的概念。
什么是函数库?
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，是在哪里实现"printf"函数的囊?
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会到数"printf"了，而这也就是链接的作用。
静态库和动态库
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，这点可以通过file命令验证。
- 动态链接和静态链接
- 动态链接:运行时链接文件加载库,节省系统开销
- 静态链接:编译链接时,将库中的代码拷贝进可执行文件中，直接使用。
- 编译文件的指令，下面test是自己命名的可执行程序
gcc test.c -o test
我们在linux下使用gcc编译链接，都是默认动态链接,我们加上选项-static就可以使用静态链接
绝大多数服务器都没有安装静态库，我们可以先查看libc.a是否已经安装
命令:sudo find / -name 'libc.a'
- redhat/centos系列安装
sudo yum install glibc-static
- debian/ubuntu系列安装
sudo apt-get install libc6-dev
具体请看此篇文章:(181条消息) glibc-static安装_itas109的博客-CSDN博客_glibc-static
安装完毕后，我们来实现编译命令;
gcc test.c -o test_static -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
调试器ghb
介绍
有了文本编辑器和编译器，接下来就是写完程序可能会有bug，这个时候我们就需要调试器了。Linux下一般用gdb这个工具来进行调试。
下面我们用下面这条指令来查看程序的段构成：
readelf -S test
可以发现，这里没有debug信息，我们知道，如果想要调试每个程序，这个程序中必须要包含debug信息，这里编译默认生成的可执行程序是release版本的，想调试需要生成debug版本的可执行程序。
所以执行一下指令生成debug的程序：
gcc mytest.c -o test -g
执行完之后，再来查看它的段构成，可以发现这里有debug信息，说明这个程序时可以调试的。
小结:
- 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
使用
调试的代码:
- gdb+文件，开始调试程序
- break n(行号)和break 函数名，在n行打断点或在某个函数打断点。也可以用简写b
- info break：查看断点信息。其中enb是断点是否被我用，disp是断点命中状况
- list 行号或函数名：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行或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
- 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
- finish：执行到当前函数返回，然后停下来等待命令
- 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
- 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
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