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【Linux编程基础】
Linux之编译器、调试器使用
一.编译器gcc/g++的使用
1.预处理阶段
预处理的功能
- 进行宏替换
- 解决条件编译
- 包含头文件
- 去注释
#include2 3 4 int AddToTop(int top) 5 { 6 int res = 0; 7 int i = 0; 8 for(i = 0; i <= top; i++ ) 9 { 10 res += i; 11 } 12 13 return res; 14 } 15 16 #define _tzx 1 17 18 #ifdef _tzx 19 int a=3; 20 #endif 21 22 #define B 3 23 24 int main() 25 { 26 int b = B; 27 printf("%d\n",b); 28 29 printf("%d\n",a); 30 int top = 100; 31 //返回1到n的和 32 int result = AddToTop(top); 33 34 printf("result: %d\n", result); 35 36 printf("hello 1\n"); 37 printf("hello 2\n"); 38 printf("hello 3\n"); 39 printf("hello 4\n"); 40 return 0; 41 } - 1
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最终形成一个.i的文件
Linux命令
gcc -E test.c -o test.i- 1
test.i文件内容：
1 # 1 "test.c" 2 # 1 "" 3 # 1 "" 4 # 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 5 # 1 "" 2 6 # 1 "test.c" 7 # 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4 8 # 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4 9 # 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4 10 # 375 "/usr/include/features.h" 3 4 11 # 1 "/usr/include/sys/cdefs.h" 1 3 4 12 # 392 "/usr/include/sys/cdefs.h" 3 4 13 # 1 "/usr/include/bits/wordsize.h" 1 3 4 14 # 393 "/usr/include/sys/cdefs.h" 2 3 4 15 # 376 "/usr/include/features.h" 2 3 4 16 # 399 "/usr/include/features.h" 3 4 17 # 1 "/usr/include/gnu/stubs.h" 1 3 4 18 # 10 "/usr/include/gnu/stubs.h" 3 4 19 # 1 "/usr/include/gnu/stubs-64.h" 1 3 4 20 # 11 "/usr/include/gnu/stubs.h" 2 3 4 21 # 400 "/usr/include/features.h" 2 3 4 22 # 28 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4 23 24 25 26 27 28 # 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include/stddef.h" 1 3 4 29 # 212 "/usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/4.8.5/include/stddef.h" 3 4 30 typedef long unsigned int size_t; 31 # 34 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4 32 33 # 1 "/usr/include/bits/types.h" 1 3 4 34 # 27 "/usr/include/bits/types.h" 3 4 35 # 1 "/usr/include/bits/wordsize.h" 1 3 4 36 # 28 "/usr/include/bits/types.h" 2 3 4 37 38 39 typedef unsigned char __u_char; 40 typedef unsigned short int __u_short; 41 typedef unsigned int __u_int; 42 typedef unsigned long int __u_long; 43 44 45 typedef signed char __int8_t; 46 typedef unsigned char __uint8_t; 47 typedef signed short int __int16_t; 48 typedef unsigned short int __uint16_t; 49 typedef signed int __int32_t; 50 typedef unsigned int __uint32_t; 51 52 typedef signed long int __int64_t; 53 typedef unsigned long int __uint64_t; // 此处省略一堆头文件内容 840 int AddToTop(int top) 841 { 842 int res = 0; 843 int i = 0; 844 for(i = 0; i <= top; i++ ) 845 { 846 res += i; 847 } 848 849 return res; 850 } 851 852 853 854 855 int a=3; 856 857 858 859 860 int main() 861 { 862 int b = 3; 863 printf("%d\n",b); 864 865 printf("%d\n",a); 866 int top = 100; 867 868 int result = AddToTop(top); 869 870 printf("result: %d\n", result); 871 872 printf("hello 1\n"); 873 printf("hello 2\n"); 874 printf("hello 3\n"); 875 printf("hello 4\n"); 876 return 0; 877 } //序号是linux的vim编辑器自带的- 1
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我们可以看到宏替换已经完成，条件编译也自动完成了，同时注释也不在了。
2.编译阶段（生成汇编代码）
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。Linux命令
gcc -S test.i -o test.s- 1
test.s内容：
.file "test.c" .text .globl AddToTop .type AddToTop, @function AddToTop: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl %edi, -20(%rbp) movl $0, -4(%rbp) movl $0, -8(%rbp) movl $0, -8(%rbp) jmp .L2 .L3: movl -8(%rbp), %eax addl %eax, -4(%rbp) addl $1, -8(%rbp) .L2: movl -8(%rbp), %eax cmpl -20(%rbp), %eax jle .L3 movl -4(%rbp), %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE0: .size AddToTop, .-AddToTop .globl a .data .align 4 .type a, @object .size a, 4 a: .long 3 .section .rodata .LC0: .string "%d\n" .LC1: .string "result: %d\n" .LC2: .string "hello 1" .LC3: .string "hello 2" .LC4: .string "hello 3" .LC5: .string "hello 4" .text .globl main .type main, @function main: .LFB1: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 subq $16, %rsp movl $3, -4(%rbp) movl -4(%rbp), %eax movl %eax, %esi movl $.LC0, %edi movl $0, %eax call printf movl a(%rip), %eax movl %eax, %esi movl $.LC0, %edi movl $0, %eax call printf movl $100, -8(%rbp) movl -8(%rbp), %eax movl %eax, %edi call AddToTop movl %eax, -12(%rbp) movl -12(%rbp), %eax movl %eax, %esi movl $.LC1, %edi movl $0, %eax call printf movl $.LC2, %edi call puts movl $.LC3, %edi call puts movl $.LC4, %edi call puts movl $.LC5, %edi call puts movl $0, %eax leave .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE1: .size main, .-main .ident "GCC: (GNU) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)" .section .note.GNU-stack,"",@progbits [tzx@VM-20-3-centos code]$ [tzx@VM-20-3-centos code]$ cat test.s .file "test.c" .text .globl AddToTop .type AddToTop, @function AddToTop: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl %edi, -20(%rbp) movl $0, -4(%rbp) movl $0, -8(%rbp) movl $0, -8(%rbp) jmp .L2 .L3: movl -8(%rbp), %eax addl %eax, -4(%rbp) addl $1, -8(%rbp) .L2: movl -8(%rbp), %eax cmpl -20(%rbp), %eax jle .L3 movl -4(%rbp), %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE0: .size AddToTop, .-AddToTop .globl a .data .align 4 .type a, @object .size a, 4 a: .long 3 .section .rodata .LC0: .string "%d\n" .LC1: .string "result: %d\n" .LC2: .string "hello 1" .LC3: .string "hello 2" .LC4: .string "hello 3" .LC5: .string "hello 4" .text .globl main .type main, @function main: .LFB1: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 subq $16, %rsp movl $3, -4(%rbp) movl -4(%rbp), %eax movl %eax, %esi movl $.LC0, %edi movl $0, %eax call printf movl a(%rip), %eax movl %eax, %esi movl $.LC0, %edi movl $0, %eax call printf movl $100, -8(%rbp) movl -8(%rbp), %eax movl %eax, %edi call AddToTop movl %eax, -12(%rbp) movl -12(%rbp), %eax movl %eax, %esi movl $.LC1, %edi movl $0, %eax call printf movl $.LC2, %edi call puts movl $.LC3, %edi call puts movl $.LC4, %edi call puts movl $.LC5, %edi call puts movl $0, %eax leave .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE1: .size main, .-main .ident "GCC: (GNU) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)" .section .note.GNU-stack,"",@progbits- 1
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3.汇编（生成机器可识别代码）
Linux命令
gcc -c test.s -o test.o- 1
生成的是二进制代码，vim编辑器就无法识别了，得用专门的二进制查看器。
4.链接（生成可执行文件）
系统把这些库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Linux命令
gcc test.o -o test.o- 1
函数库
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 。gcc的选项
-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。 -g gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式，-g可改为debug模式- 1
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二.调试器gdb的使用
gdb选项
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- 1
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Linux命令
gcc -o test test.c -g gdb test- 1
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list
run/r
b和info b
b：打断点，r会执行到断点处
info：查看断点
print（p）
查看p的值
n（单步执行）
finish
有断点时，遇到断点还是会停，没有就自动执行完该函数体。
display
bt
info locals
disable/enable breakpoints
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