GCC、GDB、Makefile

1、GCC程序编译

Linux系统下的gcc(GNUCCompiler)是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器,是GNU的代表作之一。gcc可以在多种硬体平台上编译出可执行程序,其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。

GCC编译器能将C、C++语言源程序、汇编程序编译、链接成可执行文件。在Linux系统中,可执行文件没有统一的后缀,系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。

使用GCC编译程序时,编译过程可以被细分为四个阶段:

v预处理(Pre-Processing)

v编译(Compiling)

v汇编(Assembling)

v链接(Linking)

Gcc通过后缀来区别输入文件的类别:

v.c为后缀的文件:C语言源代码文件

v.a为后缀的文件:是由目标文件构成的库文件

v.C,.cc或.cxx为后缀的文件:是C++源代码文件

v.h为后缀的文件:头文件

v.i
为后缀的文件:是已经预处理过的C源代码文件

v.ii为后缀的文件:是已经预处理过的C++源代码文件

v.o为后缀的文件:是编译后的目标文件

v.s为后缀的文件:是汇编语言源代码文件

v.S为后缀的文件:是经过预编译的汇编语言源代码文件。

示例：

hello.c:

#include<stdio.h>

intmain(void)

{

printf(Hello world!\n);

return0;

}

编译和运行这段程序:

#gcc hello.c -o hello

#./hello

输出:Helloworld!

基本用法

gcc最基本的用法是∶

gcc[options] [filenames]

options:编译器所需要的编译选项

filenames:要编译的文件名。

编译选项

gcc编译器的编译选项大约有100多个,其中多数我们根本就用不到,这里只介绍其中最基本、最常用的参数。

-ooutput_filename:确定可执行文件的名称为output_filename。如果不给出这个选项,gcc就给出预设的可执行文件a.out。

-c:只编译,不连接成为可执行文件,编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件。

-g:产生调试工具(GNU的gdb)所必要的符号信息,要想对编译出的程序进行调试,就必须加入这个选项。

-O,对程序进行优化编译、链接,采用这个选项,整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理,这样产生的可执行文件的执行效率可以提高,但是,编译、连接的速度就相应地要慢一些。

-O2,比-O更好的优化编译、连接,当然整个编译、连接过程会更慢。

示例：

#include<stdio.h>

intmain(void)

{

doublecounter;

doubleresult;

doubletemp;

for(counter = 0; counter < 2000.0 * 2000.0 * 2000.0 / 20.0 + 2020;

counter+= (5 - 1) / 4) {

temp= counter / 1979;

result= counter;

}

printf(Resultis %lf\\n, result);

return0;

}

1.gcc optimize.c -o optimize

time./optimize

2.gcc –O optimize.c -o optimize

time./optimize

对比两次执行的输出结果不难看出,程序的性能的确得到了很大幅度的改善

-Idirname:将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中。

C程序中的头文件包含两种情况∶

#include<A.h>

#include“B.h”

对于<>,预处理程序cpp在系统预设的头文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件;而对于””,cpp在当前目录中搜寻头文件。这个选项的作用是告诉cpp,如果在当前目录中没有找到需要的文件,就到指定的dirname目录中去寻找。

-Ldirname:将dirname所指出的目录加入到库文件的目录列表中。在默认状态下,连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的库文件,这个选项告诉连接程序,首先到-L指定的目录中去寻找,然后再到系统预设路径中寻找。

-lname:在连接时,装载名字为“libname.a”的函数库,该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目

录下。例如,-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。

例:gccfoo.c -L /home/lib -lfoo -o foo

-static:静态链接库文件

例:gcc–static hello.c -o hello

库有动态与静态两种,动态通常用.so为后缀,静态用.a为后缀。例如:libhello.solibhello.a。当使用静态库时,连接器找出程序所需的函数,然后将它们拷贝到可执行文件,一旦连接成功,静态程序库也就不再需要了。然而,对动态库而言,就不是这样,动态库会在执行程序内留下一个标记‘指明当程序

执行时,首先必须载入这个库。由于动态库节省空间,linux下进行连接的缺省操作是首先连接动态库。

-Wall:生成所有警告信息

-w:不生成任何警告信息

-DMACRO:定义
MACRO宏,等效于在程序中使用#defineMACRO

2、GDB程序调试

GDB是GNU发布的一款功能强大的程序调试工具。GDB主要完成下面三个方面的功能:

1、启动被调试程序。

2、让被调试的程序在指定的位置停住。

3、当程序被停住时,可以检查程序状态(如变量值)。

#include<stdio.h>

voidmain()

{

inti;

longresult = 0;

for(i=1;i<=100; i++)

{

result+= i;

}

printf("result= %d \n", result );

}

1.编译生成可执行文件:

gcc-g tst.c -o tst

2.启动GDB

gdbtst

3.在main函数处设置断点

breakmain

4.运行程序

run

5.单步运行

next

6.继续运行

continue

启动GDB：

1.gdb
调试程序名

例:gdbhelloworld

2.gdb

file调试程序名

list(l)查看程序

break(b)函数名 在某函数入口处添加断点

break(b)行号 在指定行添加断点

break(b)文件名:行号在指定文件的指定行添加断点

break(b)行号
if条件 当条件为真时,指定行号处断点生效,例b5
if i=10,当i等于10时第5行断点生效。

infobreak
查看所有设置的断点

delete断点编号 删除断点

run(r)开始运行程序

next(n)单步运行程序(不进入子函数)

step(s)单步运行程序(进入子函数)

continue(c)继续运行程序

print(p)变量名 查看指定变量值

finish运行程序,直到当前函数结束

watch变量名 对指定变量进行监控

quit(q)退出gdb

3、Makefile工程管理

Linux程序员必须学会使用GNUmake来构建和管理自己的软件工程。GNU的make能够使整个软件工程的编译、链接只需要一个命令就可以完成。

make在执行时,需要一个命名为Makefile的文件。Makefile文件描述了整个工程的编译,连接等规则。其中包括:工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译;需要创建那些库文件以及如何创建这些库文件、

如何最后产生我们想要得可执行文件。

示例：

hello:main.o func1.o func2.o

gccmain.o func1.o func2.o -o hello

main.o: main.c

gcc–c main.c

func1.o: func1.c

gcc–c func1.c

func2.o: func2.c

gcc–c func2.c

.PHONY: clean

clean:

rm–f hello main.o func1.o func2.o

术语：

规则:用于说明如何生成一个或多个目标文件,规则格式如下:

targets: prerequisites

command

目标 依赖 命令

main.o: main.c

gcc–c main.c

**命令需要以【TAB】键开始**

在Makefile中,规则的顺序是很重要的,因为,Makefile中只应该有一个最终目标,其它的目标都是被这个目标所连带出来的,所以一定要让make知道你的最终目标是什么。一般来说,定义在Makefile中的目标可能会有很多,但是第一条规则中的目标将被确立为最终的目标。

make命令默认在当前目录下寻找名字为makefile或者Makefile的工程文件,当名字不为这两者之一时,可以使用如下方法指定:

make–f
文件名

Makefile中把那些没有任何依赖只有执行动作的目标称为“伪目标”(phonytargets)。

.PHONY: clean

clean:

rm–f hello main.o func1.o func2.o

“.PHONY”将“clean”目标声明为伪目标

变量：

hello:main.o func1.o func2.o

gccmain.o func1.o func2.o -o hello

思考1:如果要为hello目标添加一个依赖,如:func3.o,该如何修改?

答案1:

hello:main.o func1.o func2.o func3.o

gccmain.o func1.o func2.o func3.o -o hello

答案2:

obj=main.ofunc1.o func2.o func3.o

hello:$(obj)

gcc$(obj) -o hello

在makefile中,存在系统默认的自动化变量

$^:代表所有的依赖文件

$@:代表目标

$<:代表第一个依赖文件

示例:

hello:main.o func1.o func2.o

gccmain.o func1.o func2.o -o hello

=》

hello:main.o func1.o func2.o

gcc$^ -o $@

Makefile中“#”字符后的内容被视作注释。

hello:hello.c

@gcchello.c –o hello

@:取消回显