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1、第6章 常用开发工具,主要内容gcc编译系统的概念和使用 gdb程序调试工具的概念和使用程序维护工具make 的概念和使用,6.1 gcc编译系统6.1.1 文件名后缀,6.1.2 C语言编译过程,1预处理阶段 预处理是常规编译之前预先进行的工作，故此得名。它读取C语言源文件，对其中以“#”开头的指令（伪指令）和特殊符号进行处理。主要包括文件包含、宏定义和条件编译指令。,2编译阶段编译程序（Compiler）对预处理之后的输出文件进行词法分析和语法分析，试图找出所有不符合语法规则的部分 3汇编过程汇编过程是汇编程序（Assembler）把汇编语言代码翻译成目标机器代码的过程 4连接阶段连接程序
2、（Linker）要解决外部符号访问地址问题连接模式分为静态连接和动态连接,6.1.3 gcc命令行选项,在Linux系统中，C/C+程序编译命令是gcc，例如：$gcc f1.c f2.c（针对C语言源程序）执行完成后，生成默认的可执行文件a.out。1预处理选项 C语言预处理程序通常称为cpp，它是宏处理程序，由C编译程序自动调用，在真正的编译过程之前对程序进行转换。几个预处理常用选项：-C-D name-D name=definition-U name-I dir-o file-E,2编译程序选项 gcc编译程序常用选项及其作用,3优化程序选项 优化程序常用的选项及其作用,4连接程序选项
3、连接程序常用的选项及其功能,Linux下库文件的命名有一个约定，所有的库名都以lib开头。形如：libx.a 其中，x是指定的库名 以.a（归档，archive）结尾的库是静态库，以.so（共享目标，shared object）结尾的库是动态库 生成静态库的方法实际上可分为两步：将各函数的源文件编译成目标文件 使用ar工具将目标文件收集起来，放到一个归档文件中,6.2 gdb程序调试工具,程序中的错误可按性质分为三种：（1）编译错误，即语法错误。（2）运行错误。（3）逻辑错误。查找程序中的错误，诊断其准确位置，并予以改正，这就是程序调试。程序调试分为人工查错与机器调试。,6.2.1 启动gdb
4、和查看内部命令,当程序执行过程中忽然中止，屏幕上显示-core dumped消息，然后显示提示符，其中，表示出错原因 为了发挥gdb的全部功能，需要在编译源程序时使用-g选项。如：$gcc-g prog.c-o prog（针对C语言源程序prog.c）$gcc-g program.cpp-o program（针对C+源程序program.cpp）启动gdb的方法有以下几种：（1）直接使用shell命令gdb（2）以一个可执行程序作为gdb的参数（3）同时以可执行程序和core文件作为gdb的参数（4）指定一个进程号PID作为gdb的第二个参数一旦启动gdb，就显示gdb提示符：（gdb）并等待
5、用户输入相应的内部命令,6.2.2 显示源程序和数据,1显示和搜索源程序（1）显示源文件利用list命令可以显示源文件中指定的函数或代码行 list list-list file:num list start,end list file:function（2）模式搜索 forward-search regexp search regexp reverse-search regexp,2查看运行时数据（1）print命令 一般使用格式是：print/fmt exp当被调试的程序停止时，可以用print命令（简写为p）或同义命令inspect来查看当前程序中运行的数据。（2）gdb所支持的运算符
6、type adrexp 表示一个数据类型为type、存放地址为adrexp的数据。是一个与数组有关的双目运算符，使用形式如：print array10 print array35 file:var（或者 function:var）表示文件file（或者函数function）中变量var的值,（3）输出格式在print/fmt exp命令中，“/”之后的fmt是表示输出格式的字母，它由表示格式的字母和表示数据长度的字母组成。如：表示格式 的字母：o x d u t f a i c s表示长度的字母:b w h g（4）whatis命令显示出变量的数据类型（5）x命令可以查看内存地址中数据的值。其
7、使用格式是：x/fmt address（6）display命令可以预先设置一些要显示的表达式。其一般格式是：display/fmt exp 要取消对先前设置的某些表达式的自动显示功能，可以使用以下命令：undisplay disnum delete display disnum,（7）显示函数调用栈信息 显示函数调用栈信息的命令,6.2.3 改变和显示目录或路径,（1）directory命令一般格式是：directory dir 或者 dir dir（2）cd命令使用格式为：cd dir（3）path命令使用格式是：path dirs（4）pwd命令（5）show directories（6）
8、show paths,6.2.4 控制程序的执行,断点（breakpoint），观察点（watchpoint），捕捉点（catchpoint）它们统称为停止点 1设置和显示断点（1）设置断点：用break命令（其缩写形式为b）设置断点：break linenum break linenum if condition break function break file:linenumbreak file:function break*address break（2）显示断点info breakpoints numinfo break num,2设置和显示观察点（1）设置观察点watch expr
9、 rwatch expr awatch expr（2）显示观察点info breakpoints info watchpoints 3设置捕捉点命令catch的格式是：catch event另一个命令是tcatch event 4维护停止点delete clear disable enable 5运行程序run命令的格式：run args,6程序的单步跟踪和连续执行（1）单步跟踪实行单步跟踪的命令是step和next，其格式是：step N next N（2）连续执行 continue，c或fg命令 7函数调用 call expr return expr,6.2.5 其他常用命令,1执行she
10、ll命令其格式是：shell command-string2修改变量值(gdb)print x=10(gdb)set variable x=103跳转执行jump linenumjump*addr,6.2.6 应用示例,示例程序源代码,（1）使用带-g选项的gcc命令对该程序进行编译：$gcc-g dbme.c-o dbme程序运行时出现错误段错误（2）用程序名dbme作为参数启动gdb。（3）在gdb环境下运行该程序。,使用backtrace命令 使用list命令显示相关行的内容,利用print命令可以打印出任何合法表达式的值,（4）设置断点,另外设置一个断点，i值等于99。,Gcc编程和G
11、db调试范例,静态链接库和动态链接库的创建和调用,6.3 程序维护工具make6.3.1 make的工作机制,GNU的make的工作过程如下：依次读入各makefile文件；初始化文件中的变量；推导隐式规则，并分析所有规则；为所有的目标文件创建依赖关系链；根据依赖关系和时间数据，确定哪些目标文件要重新生成；执行相应的生成命令。,1makefile文件make被调用后会依次查找名为GNUmakefile，makefile和Makefile的描述文件 一个示例:prog:x.o y.o z.o assmb.o gcc x.o y.o z.o assmb.o-L/home/mqc/lib-lm-o
12、progx.o:x.c defs.h gcc-c x.cy.o:y.c defs.h gcc-c y.cz.o:z.c gcc-c z.cassmb.o:assmb.s as-o assmb.o assmb.sclean:rm prog*.o,Makefile规则有以下通用形式：目标文件：相依文件命令1#注释命令n#注释在格式上应注意：依赖行从一行的开头开始书写各命令行单独占一行，每个命令行的第一个字符必须是制表符，而不能使用8个空格#号后的内容为注释 在依赖行上，目标文件和相依文件之间要用一个或两个冒号分开,2依赖关系图使用make的一个核心问题是确定好各文件之间的依赖关系。一般来说，生成一
13、个目标文件可能有多个不同的途径，根据这些途径能够指定不同的依赖关系。make是依据“关系图深度优先搜索”的算法来核查目标文件及相依文件的修改时间，深度相等时，可由左到右依次进行。适当地引入中间结果，合理地构造依赖关系图，可以省去一部分编译工作量。但并非层次越多越好，要考虑目标文件的生成过程及其所起的作用。,6.3.2 使用变量,1变量定义和引用make的变量（又称做宏定义）一般均由大写字母和数字组成。定义变量的一般格式是：=例如，下面都是合法的变量定义：OBJECT=x.o y.o z.o LIBES=-lm引用make变量的方式与引用shell变量类似，即：把变量用圆括号括起来，并在前面加上
14、“$”符号。例如：$(OBJECT)$(LIBES),2自动变量除了用户定义的变量外，make也可以使用环境变量、自动变量和预定义变量。make中定义了一些它们的值会因环境的不同而发生改变的变量，被称为自动变量。例如：$表示规则中的目标文件集合$?所有比目标文件还新的那些相依文件的集合，以空格分开$规则中的第一个相依文件名$规则中所有相依文件的集合，以空格分开$%仅当目标文件是一个静态库成员时，表示规则中的目标成员 名，而此时$表示相应库文件的名称$*如果目标文件的后缀是make所识别的，则$*就是去掉后缀的目标文件名，但该引用只有用在隐含规则中才有意义,3预定义变量归档库:AR ARFLAG
15、S汇编命令：AS ASFLAGSC编译命令：CC CPP CFLAGS CPPFLAGSC+编译命令：CXX CXXFLAGS,6.3.3 隐式规则,在makefile文件中显式地指定了一些规则，称为显式规则。隐式规则就是一种惯例，即预先约定好了，不需要在makefile文件中写出来的规则。几个常用的隐式规则：编译C语言程序的隐式规则 编译C+程序的隐式规则 汇编和汇编预处理的隐式规则,6.3.4 make命令常用选项,make命令有丰富的命令行选项。例如：-C dir 把目录改到dir-d 输出所有的调试信息-e 指明环境变量优先于makefile文件中的变量-f file 使用file文件作为makefile文件-I 忽略在执行重新生成文件的命令的过程中出现的所有错误-I dir 或 Idir 指定一个包含makefile文件的搜索目录,程序维护工具make的使用,
