Linux基础——Linux开发工具(gcc/g++，gdb)-编程知识

前言：在上一篇我们简单介绍了yum，vim的一些常用的指令和模式，现在让我们来进一步了解其他的Linux环境基础开发工具gcc/g++，gdb。

如果对前面yum和vim有什么不懂的建议回顾去回顾上期知识！！！

Linux开发工具(yum, vim)

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首先让我们来初步了解一下本篇的内容：
1. 学习gcc/g++，并能学会如何使用
2. 学习gdb使用，并能进行简单调试

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本篇主要内容：
Linux编译器-gcc/g++使用
Linux调试器-gdb使用

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Linux开发工具

1. Linux编译器-gcc/g++
- 1.1 gcc/g++的使用方法
- 1.2 预处理
- 1.3 编译
- 1.4 汇编
- 1.5 链接
2. 函数库
4. Linux调试器-gdb使用
4. 总结

1. Linux编译器-gcc/g++

首先，让我们先来分别了解一下彼此在GNU的作用。

gcc: C语言编译器,只能编译C语言

g++: C++编译器,C/C++都可以编译

gcc和g++在执行编译的时候一般有以下四个步骤：

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)

1.1 gcc/g++的使用方法

gcc/g++使用方法如下:

生产的可执行程序a.out
指令：gcc code.c

自定义可执行程序的名字
指令：gcc code.c -o 自定义名称

注意：-o 将处理结果输出到指定文件，该选项后需紧跟输出文件名。

让我们来进行一个简单的测试：

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如果我们想执行这个程序，我们可以：

指令：./a.out

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注意：必须加上.才表示要在当前目录下找可执行文件。

接下来，让我们深入了解gcc/g++的四个步骤：
预处理阶段，编译阶段，汇编阶段，链接阶段

1.2 预处理

在预处理阶段的主要功能包括：宏定义,头文件展开,条件编译,去注释等

我们直接用指令查看一下：
指令：gcc -E test.c -o test.i

-E选项的作用是让gcc/g++在预处理结束后停止编译过程, 生成.i文件

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我们直接进入探索。
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可以发现,我们写的代码明明只有几行，但是在test.i中，却多出几百行代码，而这些代码就是预处理阶段展开的头文件，去注释，宏替换，条件编译等操作而出现的。

1.3 编译

在汇编阶段，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。

简而言之就是：将C语言翻译为汇编代码

我们直接用指令查看一下：
指令：gcc -S test.i -o test.s

-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, 生成.s文件

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我们依然直接进入看看

这里面将代码翻译成了汇编语言

注意：我们可以直接使用指令从.c文件变为.s文件

1.4 汇编

在汇编阶段，就是把编译阶段生成的“.s”文件转成目标文件

将汇编代码变成可重定位二进制文件

我们直接用指令查看一下：
指令：gcc -c test.i -o test.o

-c得到汇编代码转化为.o的二进制目标代码,形成.o文件

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我们还是直接进入看看

我们发现文件里面是乱码，也就是二进制文件

注意：我们可以直接使用指令从.c文件或.i文件变为.o文件

1.5 链接

在完成预处理，编译，汇编后就到了链接阶段，链接的主要任务就是将生成的各个.o文件进行链接，生成可执行程序

.o文件 + 系统库 = 可执行程序

因此这里又涉及到一个重要的概念:函数库

我们直接用指令查看一下：
指令：gcc test.o -o test

若未自定义文件名称，则为a.out

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2. 函数库

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

我们可以用指令来查看一个可执行程序依赖的库：
指令：ldd 可执行程序

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因此，test可执行程序所依赖的标准库在路径lib64里有一个文件叫libc.so.6

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所以链接过程就是将.o文件和动/静态库结合的过程

动态库：

优点：省空间，形成的可执行程序体积较小
缺点：有强依赖性，依赖动态库

静态库：

优点：不依赖动态库,可以独立运行
缺点: 体积太大,浪费资源

Linux和windows下的动静态库命名是不太一样的
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我们在编译代码时,默认采用的是动态链接,Linux下绝大多数库都是动态库，如果我们想静态链接：

指令：gcc test.c -static

下面给大家列举出了gcc的常用选项
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4. Linux调试器-gdb使用

首先了解一下程序发布的方式：
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

debug版本：程序本身会加入调试信息，可以进行调试
release版本：不会添加任何调试信息，是能调试

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

在这里插入图片描述 因为在debug版本下，会加入调试信息，所以程序的大小比release版本下的大！

我们想进入gdb模式，我们可以：

指令：gdb 文件名

我们想退出gdb模式，我们可以：

指令：ctrl + d 或 quit

下面给大家介绍一下常用的gdb指令：
调试：

r或run：运行程序
n 或 next：单条执行
s或step：进入函数调用
until X行号：跳至X行
finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
continue或c：运行到下一个断点处
set var 变量=x：修改变量的值为x

显示：

list/l n：显示从第n行开始的源代码，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
print/p 变量：打印变量的值
print/p 表达式：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值
display 变量：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
undisplay 编号：取消指定编号变量的常显示
info/i locals：查看当前栈帧当中局部变量的值

断点：