课件1第12章gcc的使用与开发

2023年4月13日第12章GCC的使用

与开发2023年4月13日主要内容gcc简介功能命令利用gcc编译c程序利用make工具简化编译过程make简介Makefile基本格式调试静态调试动态调试gdb调试工具的使用2023年4月13日gcc简介名称：GNUprojectC

andC++CompilerGNUCompilerCollection管理与维护GNU项目对C/C++编译的控制预处理（Preprocessing）编译（Compilation）汇编（Assembly）链接（Linking2023年4月13日gcc的使用基本使用格式$gcc[选项]<文件名>常用选项及含义gcc常用选项选项含义-ofile将经过gcc处理过的结果存为文件file，这个结果文件可能是预处理文件、汇编文件、目标文件或者最终的可执行文件。假设被处理的源文件为source.suffix，如果这个选项被省略了，那么生成的可执行文件默认名称为a.out；目标文件默认名为source.o；汇编文件默认名为source.s；生成的预处理文件则发送到标准输出设备。2023年4月13日gcc的常用选项gcc常用选项选项含义-c仅对源文件进行编译，不链接生成可执行文件。在对源文件进行查错时，或只需产生目标文件时可以使用该选项。-g[gdb]在可执行文件中加入调试信息，方便进行程序的调试。如果使用中括号中的选项，表示加入gdb扩展的调试信息，方便使用gdb来进行调试-O[0、1、2、3]对生成的代码使用优化，中括号中的部分为优化级别，缺省的情况为2级优化，0为不进行优化。注意，采用更高级的优化并不一定得到效率更高的代码。-Dname[=definition]将名为name的宏定义为definition，如果中括号中的部分缺省，则宏被定义为12023年4月13日gcc的常用选项gcc常用选项选项含义-Idir在编译源程序时增加一个搜索头文件的额外目录——dir，即include增加一个搜索的额外目录。-Ldir在编译源文件时增加一个搜索库文件的额外目录——dir-llibrary在编译链接文件时增加一个额外的库，库名为library.a-w禁止所有警告-Wwarning允许产生warning类型的警告，warning可以是：main、unused等很多取值，最常用是-Wall，表示产生所有警告。如果warning取值为error，其含义是将所有警告作为错误（error），即出现警告就停止编译。2023年4月13日gcc文件扩展名规范gcc可以根据文件扩展名执行操作gcc文件扩展名规范扩展名类型可进行的操作方式.cc语言源程序预处理、编译、汇编、链接.C，.cc，.cp，.cpp，.c++，.cxxc++语言源程序预处理、编译、汇编、链接.i预处理后的c语言源程序编译、汇编、链接.ii预处理后的c++语言源程序编译、汇编、链接.s预处理后的汇编程序汇编、链接.S未预处理的汇编程序预处理、汇编、链接.h头文件不进行任何操作.o目标文件链接2023年4月13日使用gcc编译代码源代码示例源程序——hello.c#include<stdio.h>intmain(void){ printf("hellogcc!\r\n"); return0;}2023年4月13日生成预处理文件命令$gcc–Ehello.c–ohello.i预处理文件hello.i的部分内容......externvoidfunlockfile(FILE*__stream);#679"/usr/include/stdio.h"3#2"hello.c"2intmain(void){printf("hellogcc!\n");return0;}2023年4月13日生成汇编文件命令$gcc–Shello.c–ohello.s汇编文件hello.s的部分内容......main: pushl %ebp movl %esp,%ebp........ addl $16,%esp movl $0,%eax leave ret......"2023年4月13日编译多个文件文件清单greeting.h#ifndef_GREETING_H#define_GREETING_Hvoidgreeting(char*name);#endifgreeting.c#include<stdio.h>#include"greeting.h"voidgreeting(char*name){printf("Hello%s!\r\n",name);}my_app.c#include<stdio.h>#include"greeting.h"#defineN10intmain(void){charname[N];printf("YourName,Please:");scanf("%s",name);greeting(name);return0;}2023年4月13日生成二进制文件生成目标文件命令：$gcc–chello.c–ohello.o生成可执行文件命令：$gcchello.c–ohello运行程序$./hello

hellogcc!2023年4月13日编译多个文件目录结构(1)编译命令$gccmy_app.cgreeting.c–omy_app目录结构(2)编译方式(1)$ gccmy_app.cfunctions/greeting.c–omy_app-Ifunction

greeting.h./greeting.cmy_app.cgreeting.h./greeting.cmy_app.cfunctions2023年4月13日编译多个文件目录结构(2)编译方式(2)分步编译命令：1、$gcc-cmy_app.c-Ifunctions2、$gcc-cfunctions/greeting.c3、$gccmy_app.ogreeting.o–omy_app思路：编译每一个.c文件，得到.o的目标文件；将每一个.o的目标文件链接成一个可执行的文件；2023年4月13日使用make工具适用场合：多个文件组成的软件项目基本格式：目标：欲生成的目标文件依赖项：生成目标需要的文件原理：判断依赖项是否为最新，否则，生成新的目标make工具的使用格式：make[[命令选项][命令参数]]通常使用make就可以了，make会寻找Makefile作为编译指导文件；目标：依赖项列表（Tab缩进）命令2023年4月13日使用make工具Makefile示例Makefile文件1my_app:greeting.omy_app.o2 gccmy_app.ogreeting.o-omy_app3greeting.o:functions\greeting.cfunctions\greeting.h4 gcc-cfunctions\greeting.c5my_app.o:my_app.cfunctions\greeting.h6 gcc–cmy_app.c–Ifunctions2023年4月13日使用make工具目标的依赖关系my_appmy_app.ogreeting.omy_app.cfunctions\greeting.hfunctions\greeting.cgcc–cmy_app.c–Ifunctionsgcc-cfunctions\greeting.cgccmy_app.ogreeting.o-omy_app2023年4月13日使用make工具更实用的Makefile更实用的Makefile文件1OBJS=greeting.omy_app.o2CC=gcc3CFLAGS=-Wall-O–g4my_app:${OBJS}5 ${CC}${OBJS}-omy_app6greeting.o:functions\greeting.cfunctions\greeting.h7 ${CC}${CFLAGS}-cfunctions\greeting.c8my_app.o:my_app.cfunctions\greeting.h9 ${CC}${CFLAGS}-cmy_app.c-Ifunctions2023年4月13日调试调试静态调试：在程序编译阶段查错并修正错误；主要为语法错误：输入错误；类型匹配错误；排错方式：利用错误、警告信息，并结合源文件环境排错动态调试：在程序运行阶段差错并修正错误；主要错误类型：算法错误；输入错误；排错方式：利用调试工具定位并修正错误；2023年4月13日调试举例源文件greeting.h#ifndef_GREETING_H#define_GREETING_Hvoidgreeting(char*name);#endifgreeting.c#include<stdio.h>#include"greeting.h"voidgreeting(char*name){printf("Hello!\r\n");}my_app.c1#include<stdio.h>2#include"greeting.h"3#defineN104intmain(void)5{6charname[n];7printf("YourName,Please:");8scanf("%s",name)9greeting(name);10/*return0;*/11}2023年4月13日静态调试举例分块编译greeting.c$gcc

-g-Wall

-cfunctions/greeting.c-g：将调试信息加入到编译的目标文件中；-Wall：将编译过程中的所有级别的警告都打印出来；无错误my_app.c$gcc-g-Wall-cmy_app.c-Ifunctions参数含义同上错误信息：

2023年4月13日调试举例错误信息：错误记录格式：文件名：行好：错误描述my_app.c:在函数’main’中:my_app.c:6:12:错误:‘n’未声明(在此函数内第一次使用)my_app.c:6:12:附注:每个未声明的标示符在其出现的函数内只报告一次my_app.c:6:7:警告:未使用的变量’name’[-Wunused-variable]my_app.c:11:1警告:在有返回值的函数中，控制流程到达函数尾[-Wreturn-type]2023年4月13日静态调试举例分析、定位错误（警告）：my_app.c的第6行：描述含义：n是一个没有声明的变量；分析：声明数字name时用到了变量n，但变量n在之前没有声明；改正：声明一个新变量n；或者将n改为宏N这里取第2种改正方法；2023年4月13日静态调试举例my_app.c的第9行：描述含义：在“greeting”之前出现解析错误；分析：c中每行程序以；结束，第9行greeting之前的程序行没有以；结束；改正：第8行末尾增加“；”重新编译错误信息：my_app.c:11:1警告:在有返回值的函数中，控制流程到达函数尾[-Wreturn-type]2023年4月13日静态调试举例分析、定位错误（警告）：警告：my_app.c的11行描述含义：控制以非空函数结束；分析：main函数返回类型为int，源程序没有以return整数形式结束；改正：将main改为返回void类型；或者：在main程序后增加return返回语句；采用第2种解决方式；重新编译，无错误或警告信息，完成静态调试2023年4月13日静态调试举例静态调试总结主要为语法错误：输入错误；类型匹配错误；分析信息：主要来自gcc编译时产生的提示信息错误警告定位：不一定在提示信息描述的地方；综合分析提示信息及提示行的上下文环境，定位并修正错误、警告。有的警告可以不用修复；2023年4月13日动态调试举例

常见的动态调试方法：增加调试语句；记录程序的执行状况；观察内存变化；使用调试工具；GUNDebuger的功能：启动程序，设置程序执行的上下文环境；在指定的条件下停止程序；程序停止时，检查程序的状态；在程序运行时，改变程序状态，使其按照改变后的状态继续执行。2023年4月13日动态调试举例gdb常用的调试命令命令含义file指定需要进行调试的程序step单步（行）执行，如果遇到函数会进入函数内部next单步（行）执行，如果遇到函数不会进入函数内部run启动被执行的程序quit退出gdb调试环境print查看变量或者表达式的值break设置断点，程序执行到断点就会暂停起来shell执行其后的shell命令list查看指定文件或者函数的源代码，并标出行号2023年4月13日动态调试举例对静态调试中的例子继续进行动态调试工具：gdb启动gdb$gdb GNUgdb(GDB)Fedora7.8.2-38.fc21Copyright(C)2014FreeSoftwareFoundation,Inc.LicenseGPLv3+:GNUGPLversion3orlater……Forhelp,type"help".Type"aproposword"tosearchforcommandsrelatedto"word".(gdb)启动命令启动提示启动完毕2023年4月13日动态调试举例调试指定程序（./my_app）问题：期望的输出和实际输出不一致(gdb)file./my_app Readingsymbolsfrom./my_app...done(gdb)runStartingprogram:/home/tom/shell_script/cpp/my_app/my_appYourName,Please:tomHello![Inferior1(process4074)exitednormally].(gdb)加载调试程序启动调试程序程序输出提示信息2023年4月13日动态调试举例初次错误定位：输出有错误错误定位重新开始一次调试;启动gdb;加载调试程序（./my_app）;查看程序源代码命令：list文件名2023年4月13日动态调试举例(gdb)listmy_app.c:1,201 #include<stdio.h>2 #include"greeting.h"3 #defineN104 intmain(void)5 {6 charname[N];7 printf("YourName,Please:");8 scanf("%s",name);9 greeting(name);10 return0;11 }(gdb)break7BreakPoint1at0x8048384: filemy_app.c,line7.在程序第7行设置断点命令：(gdb)break7查看源代码设置断点提示信息2023年4月13日动态调试举例错误详细定位1(gdb)run2Startingprogram:/home/tom/shell_script/cpp/my_app/my_app3Breakpoint1，main（）atmy_app.c：747 printf("YourName,Please:");5(gdb)next68scanf("%s",name);7(gdb)next8YourName,Please:tom99greeting(name);启动调