Linux C/C++开发

首先就是要熟练在vim里面写代码(更：VScode ssh写就完事)，其实就是没有提示和自动补全了(更：可以用插件)，这个问题并不大。

我服务器gcc版本是4.8.5，所以就按照这个来了 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.5/gcc/

其实我的开发者环境是最新的9.1.0，非常不建议哦。生产环境和开发环境尽量相同，不同的话一定要进行大量的测试

然后就是编译，先cd到工程文件夹，然后使用编译命令编译

一、编译

编译：当前源代码编译成二进制目标文件（.obj文件）

链接（link）：将生成的.obj文件与库文件.lib等文件链接，生成可执行文件

一个现代编译器的主要工作流程如下：

源程序（source code）→预处理器（preprocessor）→编译器（compiler）→汇编程序（assembler）→目标程序（object code）→连接器（链接器，Linker）→可执行程序（executables）

执行过程虽然我们称gcc是C语言的编译器，但使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程不仅仅是编译的过程，而是要经历四个相互关联的步骤∶

1.预处理(也称预编译，Preprocessing):命令gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。

2.编译(Compilation):接着调用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。

3.汇编(Assembly):汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工作，一般来讲，.S为后缀的汇编语言源代码文件、.s为后缀的汇编语言文件经过预编译和汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。

4.链接(Linking):当所有的目标文件都生成之后，gcc就调用ld来完成最后的关键性工作，这个阶段就是连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的档案库中连到合适的地方。

实例：

1.编写hello.c文件

2.预编译过程：

gcc -E ./hello.c -o hello.i //.i 为后缀的文件，是已经预处理过的C源代码文件,可以省略这一步。

cat hellp.c | wc -l //查看hello.c文件内容的行数。

cat hellp.i | wc -l //查看hello.i文件内容的行数。

3.汇编过程：

gcc -S hello.i -o hello.s //.s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件；可以省略这一步。

4.编译过程

gcc -c ./hello.c //在当前文件夹下生成hello.o .o为后缀的文件，是编译后的目标文件；

gcc -c hello.c -o hello.o //在当前文件夹下生成hello.o

5.链接过程：

gcc hello.o -o hello

6.直接在终端输入文件路径或者把hello文件拖动到终端即可执行

用g++编译c++源程序

用g++编译c++源程序和c语言类似，可将gcc改为g++逐个尝试。以下只提供一些简单介绍：

-E Preprocess only; do not compile, assemble or link

-S Compile only; do not assemble or link

-c Compile and assemble, but do not link

-o Place the output into

-g Use of extra debugging information

-w 关闭编译时的警告

-o 参数谨慎使用，也许开了编译优化会出现问题，但是开了编译优化代码真的会变快，做好测试就行

也可以直接一步到位，默认是位置无关，readelf后Type为DYN (Shared object file)，-no-pie可以关掉位置无关

gcc addr.c
gcc -no-pie addr.c
readelf -h a.out

可以输出main地址看看 printf("%p\n",main);

二、gdb调试

assert断言函数如果参数expression等于零，一个错误消息将会写入到设备的标准错误集并且会调用abort函数，就会结束程序的执行。这个虽然可以找到错误，不知道哪里错就要用gdb了

gdb的其实是一个可执行文件，所以我们需要先编译出这个文件

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    printf("%d\n", a++);
    printf("%d\n", a--);
    printf("%d\n", ++a);
    printf("%d\n", --a);
}

A.c

gcc -g A.c -o A

命令中出现了-g参数，这个不仅可以创建符号表，符号表包含了程序中使用的变量名称的列表，而且可以关闭所有的优化机制，以便程序执行过程中严格按照原来的C代码进行。

一定要记得加入这个参数

输入gdb就可以有了，当然你可能不想看到那一坨，可以加-q参数得到一个清爽的界面

gdb后可以file 跟上文件名，也可以进入之后再指定

[root@BobHuang ~]# gdb -q A

Reading symbols from /root/A...done.

(gdb) file A

想回过头看看以前的代码，就用list，一次可以显示十行，继续list可以显示接下来的十行

(gdb) list

1 #include<stdio.h>

2 int main()

3 {

4 int a=0;

5 printf("%d\n",a++);

6 printf("%d\n",a--);

7 printf("%d\n",++a);

8 printf("%d\n",--a);

9 }

list默认参数可以用show listsize来查看，如果感觉10行太多或者太少，还可以用set listsize <count>来更改。

但是我有时候只是想部分，就可以给list加上参数

list 还可以加上其他参数，比如：
list 5,10 显示第5行到第10行的代码；

list func 显示func函数周围的代码，显示范围和list参数有关；

list test.c:5,10 显示源文件test.c第5行到第10行的代码，一般用于调试含多个源文件的程序。

gdb 还支持字符串查找，search str，从当前行开始，向前查找含str的字符串；

reverse-search str，从当前行开始，向后查找含str的字符串。

在gdb里也可以使用shell+命令，比如

shell clear

就会完成清屏

然后就可以设置断点了，和在图形界面类似，可以设置在某一行断点。甚至可以直接写一个判断表达式

(gdb) break 5

Breakpoint 1 at 0x40052c: file A.c, line 5.

(gdb) break 6 if a==1

Breakpoint 2 at 0x400546: file A.c, line 6.

(gdb) break 7 if a==1

Breakpoint 3 at 0x400560: file A.c, line 7.

然后可以通过info breakpoints来查看断点

(gdb) info breakpoints

Num Type Disp Enb Address What

1 breakpoint keep y 0x000000000040052c in main at A.c:5

2 breakpoint keep y 0x0000000000400546 in main at A.c:6

stop only if a==1

3 breakpoint keep y 0x0000000000400560 in main at A.c:7

stop only if a==1

Num表示断点的编号；Type表示断点的断点的类型，第二个断点类型还加上了条件；Disp表示中断点在执行一次之后是否失去作用，dis为是，keep为不是；Enb表示当前中断点是否有效，y为是，n为否；Address表示中断点所处的内存地址；What指出断点所处的位置。

(gdb) run

Starting program: /root/A

Breakpoint 1, main () at A.c:5

5 printf("%d\n",a++);

Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-260.el7_6.5.x86_64

(gdb) continue

Continuing.

Breakpoint 2, main () at A.c:6

6 printf("%d\n",a--);

(gdb) continue

Continuing.

[Inferior 1 (process 32035) exited with code 02]

但是他提示我软件没装啊，我们装一下

(gdb) shell debuginfo-install glibc-2.17-260.el7_6.5.x86_64

再次运行，没有变化，也就是没有经过breakpoint3，也就证明了，执行断点3时a!=1，所以这个判断非常好用啊，能检测出某些异常，不过bug复现是不太好实现

接下来就是删除断点了。如果不需要程序在该断点暂停时，有两种方法，一种是使该断点失效，一种是直接删除该断点。使断点失效用的是Num，删除断点用的是行，这样就巧妙完成了需求

(gdb) disable 2

(gdb) info breakpoints

Num Type Disp Enb Address What

2 breakpoint keep n 0x000000000040052c in main at A.c:5

(gdb) clear 5

Deleted breakpoint 1

delete命令后面的参数也为Num；可以一次删除多个断点，断点编号之间用空格隔开；如果delete后没有参数，默认删除所有断点，会给出提示选择是否操作。

上面虽然展示了一下，但是我们需要更多的演示，才展示他的强大

run，开始运行程序；

continue，程序暂停时继续运行程序的命令；

print 变量名或表达式，打印该变量或者该表达式的值。whatis 变量名或者表达式，可以显示该变量或表达式的数据类型。

print 变量=值，这种形式还可以给对应的变量赋值；类似的还有set variable 变量=值。作用和用print赋值相同。

next，继续执行下一条语句；

还有一条命令step，与之类似，不同的是，当下一条语句遇到函数调用的时候，next不会跟踪进入函数，而是继续执行下面的语句，而step命令则会跟踪进入函数内部。

(gdb) run
Starting program: /root/A 

Breakpoint 2, main () at A.c:5
5        printf("%d\n",a++);
(gdb)  next        //继续执行下一条语句，只执行一条
0
6        printf("%d\n",a--);
(gdb) continue    //让程序继续运行，直到下个断点或者结束
Continuing.    
1
1
0
[Inferior 1 (process 6553) exited with code 02]

直接赋值的结果

(gdb) run
Starting program: /root/A 

Breakpoint 2, main () at A.c:5
5        printf("%d\n",a++);
(gdb) print a=10
$1 = 10
(gdb) continue
Continuing.
10
11
11
10
[Inferior 1 (process 6693) exited with code 03]

还有nexti和stepi命令，这两个是单步执行一条机器指令，比如(i=0;i<n;i++)这条语句需要输入多个nexti才能执行完；两个的区别和上面相同。

quit，退出gdb调试，如果调试中想要退出，可以直接输入该命令，会出现提示选择是否退出。kill命令，结束当前程序的调试，（不会退出gdb）。

三、gdb调试进阶（2023年更）

进入gdb的常见命令有

# gdb本身是可执行
gdb
# gdb "program"这个可执行程序
gdb program
# 将 core 文件作为调试输入，允许你分析程序崩溃时的状态
gdb program core
# gdb gcc，且带上-O2 -c foo.c。相当于gdb "gcc -O2 -c foo.c"这条命令
gdb --args gcc -O2 -c foo.c
# 启动gdb，不显示额外信息
gdb --silent

在gdb中的常见命令有

run : 开始运行

start ：运行并停在main函数上

continue： 继续运行程序到下一断点或结束

skip ：忽略某函数或文件

checkpoint : 设置书签，保留快照(状态)信息，可以快速返回再开始调试

next：单步运行指令，直接下一行

step: 单步运行指令，会进入子函数内部

skip的语法如下

skip -file <file>
skip -gfile <file_glob_pattern>
skip -function <linespec>
skip -rfunction <regexp>
info skip [range]

checkpoint的语法如下

checkpoint
restart checkpoint-id
info checkpoints
delete checkpoint checkpoint-id

设置断点有以下几种方法

break
b
break [Function Name]
break [File Name]:[Line Number]
break [Line Number]
break *[Address]
break [...] if [Condition]
break [...] thread [Thread-id]
b [...]
rbreak [regexp]
rbreak [File Name]:[regexp]
tbreak [args]

rbreak为匹配regexp的函数名处都设置断点，也就是正则断点，tbreak为只生效一次临时断点

断点管理，[breakpoints]表示断点编号

# 查看断点，建议使用i b缩写
info break

# location可以是function, file:func, linenum, file:linenum
clear localtion

# [breakpoints] 是可选项，也可以全删除
delete [breakpoints] [range...]

# 禁用|启用断点
disable|enable [breakpoints] [range...]

# 启用断点一次
enable [breakpoints] once range...

# 启用断点cnt次
enable [breakpoints] once range...

# 临时启用断点，一旦被激活就会把删除，和tbreak相似
enable [breakpoints] delete range...

保存恢复断点，保存到个人目录下的 gdb.bp中

(gdb) save breakpoint ~/gdb.bp
Saved to file '/root/gdb.bp'.

启动加载断点，使用-x参数

gdb -x ~/gdb.bp --args gcc -O2 -c foo.c

查看过程中的信息，主要是 i b，i f ，bt

# 查看断点
info break
# 简写
i b

# print打印
print a
# 修改
p a=10
# 打印
p a
# print 同样支持[]下标运算符，@ 可以输出多个
print OutVals[0]
print OutVals@2
# print LLVM里都有的dump方法
print ...->dump()

# 显示当前程序堆栈函数调用信息
bt
# 只显示5个
bt 5

# 显示程序运行到此处时，附近的变量值
info local

# 显示变量，这是自动显示的，下次还会出现
display $var

# 设置watch监视点，检测表达式变化则停住
watch i == 1

# 显示当前程序用到的寄存器信息
info registers

# 显示当前函数栈帧
info frame

可能有用的，gdb汇编，可以用ni下一条。以下语句的意思是显示程序执行到当前代码位置之前的 20 条指令，PC偏移40字节

display /20i $pc-40

四、makefile编写

已无人再写makefile，现在是CMke的天下，作者的新博客

makefile带来直接好处就是——“自动化编译”。一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，所以十分方便。而Makefile文件就是告诉make命令怎么样地去编译和链接程序。但是想要比较灵活的运用它，还是先要熟悉一些关于系统对程序编译和链接的知识。

楼下补充的好，现在一般都是使用cmake去生成的

make时使用VERBOSE=1可以查看中间过程，一般用来给makefile查错，-j使用多线程更快编译

make -j VERBOSE=1

附录一、参考

1、gdb深入学习手册

附录二、gdbinit配置

gdb启动会加载~/.gdbinit，所以新建这个文件放入如下内容就好了

set style address foreground red
set print element 0
set pagination off
set print array-indexes on
set print pretty on
set print object on
set print static-members on
set print demangle on
set print sevenbit-strings off

python
import sys
sys.path.insert(0, '/usr/share/gcc-11/python')
from libstdcxx.v6.printers import register_libstdcxx_printers
register_libstdcxx_printers (None)
end

posted @ 2019-07-28 08:49 暴力都不会的蒟蒻阅读(6231) 评论(2) 编辑收藏举报

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