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Linux系统编程之GCC编译器

发布时间 2023-09-24 15:33:10作者: Sakura_Ji

Gcc编译器

gcc [选项] [文件]

  常用选项:

  • -c：只编译不链接为可执行文件，编译器将输入的.c 文件编译为.o 的目标文件。
  • -o：<输出文件名>用来指定编译结束以后的输出文件名，如果使用这个选项的话 GCC 默
    认编译出来的可执行文件名字为 a.out。
  • -g：添加调试信息，如果要使用调试工具(如 GDB)的话就必须加入此选项，此选项指示编
    译的时候生成调试所需的符号信息。
  • -l：添加静态库/动态库的路径
  • -I：添加头文件路径
  • -E：只进行预编译，不做其它处理
  • -S：只编译不汇编，生成汇编源码
  • -v：打印出编译器内部编译各个过程的命令行信息和编译器的版本
  • -O：对程序进行优化编译，如果使用此选项的话整个源代码在编译、链接的的时候都会进
    行优化，这样产生的可执行文件执行效率就高。
  • -O2：比-O 更幅度更大的优化，生成的可执行效率更高，但是整个编译过程会很慢。
  • -D：编译时将宏定义传入进去
  • -Wall：打开所有类型的警告。

GCC的编译过程

GCC 编译器的编译流程是：预处理、编译、汇编和链接。

  • 预处理就是展开所有的头文件、替换程序中的宏、解析条件编译并添加到文件中。
  • 编译是将经过预编译处理的代码编译成汇编代码，也就是我们常说的程序编译,检查代码规范性、语法错误等，在检查无误后把代码翻译成汇编语言
  • 汇编就是将汇编语言文件编译成二进制目标文件。
  • 链接就是将汇编出来的多个二进制目标文件链接在一起，形成最终的可执行文件，链接的时候还会涉及到静态库和动态库等问题

B站UP主:九曲阑干截图

预处理


gcc -E main.c #只进行预处理操作不省成.i文件
gcc -E main.c -o main.i #-o 指定预处理后生成的文件名 即 生成了main.i文件

预处理

main.i 的内容

main.i的内容

编译(转汇编)


gcc -S main.i #自动生成了main.s
gcc -S main.i -o xxx.s #当然也可以生成指定名字的汇编文件

编译

汇编


as main.s #注意这样生成的a.out文件并不是我们平时见的可执行文件a.out 只是一个二进制文件并不可打开(或者说打开会报错)
as main.s -o main.o # (1)
  1. 一般使用-o命令 生成.o目标文件 这是因为:通常，一个高级语言的源文件都可对应一个目标文件。
    目标文件在Linux 中默认后缀为“.o”（如“main.c”的目标文件为“main.o”）。

汇编

链接


gcc a.out -o main #这就是未使用`-o`生成了a.out的二进制文件 
gcc main.o -o main #推荐使用

链接

从源码直接到目标文件


gcc -c main.c #直接生成mian.o文件(未链接，配合静态库/动态库)
gcc -c main.c -o xxx.o #生成指定名字的`.o`目标文件
gcc -c main.c add.c print.c #同时编译多个.c文件生成对应名字的`.o`文件
gcc -c *.c #将所有同一文件夹下的.c文件生成对应名字的`.o`目标文件

源码直接到目标文件

从源码直接到可执行文件


gcc main.c #默认生成叫a.out的可执行文件 
gcc main.c -o xxx.o #生成指定名字的可执行文件
gcc *.c -o xxx.o -I(头文件路径) #

源码直接到可执行文件

静态库

形成静态库的步骤:

  1. : 将功能函数.c 分成生成 .o的目标文件 (除mian.c文件)
  2. : 将功能函数.o 文件打包生成库

ar -rc lib库名.a *.o

  1. : 验证库

gcc main.c -o -l 库名 -L 库的路径 -I 头文件路径

  1. : 特点：以空间换时间

静态库

动态库

形成动态库的步骤:

  1. : 将功能函数.c 分别生成 .o目标文件
  2. : 将功能函数.o 打包成库

gcc shared -fpic -o lib库名.so *.o

  1. : 将动态库移动到usr/lib

sudo cp ./lib库名.so /usr/lib

  1. : 验证库

gcc main.c -o main -l 库名

  1. : 特点：以时间换空间

动态库

usr/lib

gdb调试

gdb的作用是: 调试代码

调试代码的步骤:

  • 测试：发现问题
  • 固化：让bug重现
  • 定位：找到bug所在位置
  • 修改：修改问题
  • 验证：printf打印/利用 __FILE__,__LINE__,__FUNCTION__进行程序调试 注意__是连续的两个/gdb调试

gdb的使用


#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  int i = 0,sum = 0;

  for(i = 0;i < 10;i++)
  {
    sum += i;
  }
  printf("sum = %d\n",sum);
  return 0;
}

第一步: 生成带有调试信息的可执行文件

使用 gcc -g xxx.c #生成带有调试信息的可执行文件

gcc -g main.c

第二步: 进入调试界面

gdb开始调试

关于gdb的使用命令

  • quit/q 退出gdb调试

  • list/l 打印源码到终端，一次最多10行 在l后可加行数 将其周围的代码显示出来

gdb-list

  • run/r 运行

gdb-run

  • break + 行号/b + 行号 设置断点

gdb-break

  • cont/c 继续运行

  • print + 变量名/p + 变量名 打印变量的值

gdb-cont-print

  • info + b/i + b 打印断点

gdb-info

  • enable + 断点的编号 使能该断点

  • disable + 断点的编号 失能该断点

gdb-enable-disable

  • clear + 行号 /delete + 断点的编号 删除断点

gcb-clear-delete

启动单步调试

  • 启动单步调试: start

  • n: 按步调式 -- 遇到函数不进入函数内部

  • s: 按步调式 -- 遇到函数会进入函数内部

  • finish: -- 结束当前函数，返回到调用点

gdb-start


#include <stdio.h>

int Func(void);

int main(int argc, char *argv[])
{
  int sum = Func();
  printf("sum = %d\n",sum);
  return 0;
}

int Func(void)
{
  int i = 0,sum = 0;

  for(i = 0;i < 10;i++)
  {
    sum += i;
  }
  
  return sum;
}

gdb-start-s

带有主函数传参的gdb调试

gdb -args ./执行文件+参数1+参数2


#include <stdio.h>

int Func(void);

int main(int argc, char *argv[])
{
  for(int i = 0;i < argc;i++)
  {
    printf("%s\n",argv[i]);
  }
  int sum = Func();
  printf("sum = %d\n",sum);
  return 0;
}

int Func(void)
{
  int i = 0,sum = 0;

  for(i = 0;i < 10;i++)
  {
    sum += i;
  }
  
  return sum;
}

gdb-main

未待完序...