1.編譯過程

1.1 預處理(Pre-Processing)

　　展開頭文件， 宏替換（變量宏、函數(shù)宏）、替換空格等

gcc -E hello.c  -o hello.i     // -E 預處理選項, -o 重命名

1.2 編譯(Compilation)

　　逐行檢查程序中出現(xiàn)的語法錯誤，簡單的邏輯錯誤

gcc -S hello.i -o hello.s

1.3 匯編(Assemble)

　　將 .s 匯編文件中所有的匯編指令翻譯成二進制機器碼（下面就是來了個截圖，二進制顯示了亂碼）

gcc -c hello.s -o hello.o

1.4 鏈接(Linking)

　　將 .o 的目標文件，鏈接庫文件、數(shù)據(jù)段合并，地址回填（把匯編里相對地址替換成程序運行后真正可以運行的地址）。生成可執(zhí)行文件 hello

gcc hello.o -o hello

1.5 gcc常用參數(shù)

-E // 展開頭文件
-s // 生成匯編文件
-c // 編譯生成2進制文件
-I // 指定頭文件路徑 大i
-L // 指定庫文件路徑
-l // 指定庫名 小L
-g // 包含調試信息 
-On // n取 0-3, n 越大優(yōu)化級別越高
-Wall //warning all 顯示所有警告
-D // 編譯時動態(tài)注入一個宏, 編譯的時候控制#define的具體數(shù)值

2.動態(tài)庫和靜態(tài)庫

2.1 函數(shù)庫

　　本質：把具有相同功能的一組函數(shù)放到同一份文件中（源碼或二進制的形式）

2.2 靜態(tài)庫

　　對執(zhí)行速度有要求

• 機制：把引入的庫文件通過編譯直接復制到 .out 文件中
• 優(yōu)點：將函數(shù)庫中的函數(shù)本地化，尋址方便，速度快（函數(shù)庫執(zhí)行效率 = 自定義函數(shù)的執(zhí)行效率）
• 缺點：每個程序都需要復制一份，會浪費內存

　　制作靜態(tài)庫：?

gcc -c add.c sub.c mul.c    // 制作 .o 文件
ar rs libmymath.a add.o sub.o mul.o    // 制作靜態(tài)庫
gcc hello.c -L ./ -lmymath -o app    // 指定頭文件路徑, 指定庫名, 設置文件輸出名app

2.3 動態(tài)庫

　　對執(zhí)行速度不敏感，對系統(tǒng)資源敏感；更新比較頻繁（可以避免完全重新編譯）

• 機制：代碼共享
• 優(yōu)點：節(jié)省內存（共享）、易于更新（動態(tài)鏈接）
• 缺點：相較于靜態(tài)庫函數(shù)調用速度慢，函數(shù)地址是延時綁定機制

gcc -c -fPIC add.c sub.c mul.c    // -fPIC生成與位置無關的目標文件
gcc -shared -o libmymath.so sub.o mul.o add.o    // 生成一個動態(tài)庫
gcc hello.c -o app -L ./lib -l mymath -I ./inc    // 生成文件

　啟動 ./app 報錯，錯誤原因：”動態(tài)鏈接器“ ld-linux-x86-64.so.2 搜索動態(tài)庫的路徑?jīng)]有指定

　　鏈接器：工作于 gcc 編譯過程中的鏈接階段。工作結束后生成可執(zhí)行文件

　　動態(tài)鏈接器：工作于可執(zhí)行程序運行之后，輔助加載器負責將動態(tài)庫加載到內存

　解決辦法：

　　環(huán)境變量法：export LD_LIBRARY_PATH=./lib 將當前動態(tài)庫所在的目錄加入到環(huán)境變量，終端退出后環(huán)境變量就會失效

　　配置文件法：vi .bashrc 加入一行 export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./lib，重啟終端，每次啟動終端自動生效

　　拷貝法：把自己的動態(tài)庫直接拷貝到 /lib 或 /usr/lib 中

　　緩存文件法（推薦）：修改配置文件，修改緩存文件，生成動態(tài)鏈接器需要搜索的新目錄位置

sudo vim /etc/ld.so.conf    // 修改動態(tài)鏈接庫的路徑
// 將絕對路徑增加到文件中
sudo ldconfig -v    // 更新 ld.so.cache 該文件影響動態(tài)鏈接庫搜索的位置

3.makefile

3.1 語法

　目標：依賴條件

　tab縮進，指令

hello:hello.o add.o sub.o mul.o
    gcc hello.o add.o sub.o mul.o -o hello
hello.o:hello.c
    gcc -c hello.c -o hello.o
sub.o:sub.c
    gcc -c sub.c -o sub.o
add.o:add.c
    gcc -c add.c -o add.o
mul.o:mul.c
    gcc -c mul.c -o mul.o

　模式規(guī)則：在makefile中，具有有嚴格統(tǒng)一的規(guī)則，使用模式規(guī)則代替，模式規(guī)則中只能使用 $< 符號

%.o:%.c
    gcc -c $< -o $@

　靜態(tài)模式規(guī)則：將模式規(guī)則指定給某一個變量使用

$(obj):%.o:%.c
    gcc -c $< -o $@

　偽目標：針對殘缺的規(guī)則，使之生成目標（比如有一個clean.o文件已經(jīng)是最新的，就不會執(zhí)行clean清除命令

.PHONY:clean ALL

3.2 函數(shù)介紹

3.2.1 wildcard 函數(shù)

// 匹配當前工作目錄下的所有 .c 文件，將文件名組成列表，賦值給 src 變量
// src = add.c sub.c mul.c hello.o
src = $(wildcard ./*.c)

3.2.2 patsubst 函數(shù)

// 用來替換參數(shù), 將 參數(shù)3 中包含 參數(shù)1 的部分替換為 參數(shù)2
// obj = add.o sub.o mul.o hello.o
obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src))

3.3 普通變量和自動變量

　普通變量

• 定義變量語法：變量名 = 變量值? ? ?（foo = abc)
• 取變量值語法：$(變量)? ? ? ? ? ?(bar = $abc ---> bar = abc)

　自動變量

• $@: 在規(guī)則的命令中，表示規(guī)則中的目標
• $^ : 在規(guī)則的命令中，表示所有依賴條件
• $< : 在規(guī)則的命令中，表示第一個依賴條件。如果該變量應用在”模式規(guī)則“中，它可以將依賴條件列表中的每一個依賴，依次取出，套用模式規(guī)則

3.4 關鍵字

　　ALL: 默認情況下第一組生成文件的目標就是終極目標，或者顯示的寫ALL:hello表示終極目標，完成后結束makefile

　　clean: 借助makefile清除項目中的指定文件，例如(clean: -rm -rf $(obj) hello

　　指令 make -n 模擬執(zhí)行命令，不真正執(zhí)行，可以先看一次避免出問題

3.5 修改后的 makefile

src = $(wildcard *.c)
obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src))

CC = gcc
target = app

ALL:$(target)

$(target):$(obj)
    $(CC) $^ -o $@

$(obj):%.o %.c
    $(CC) -c $< -o $@

clean:
    -rm -rf $(obj) $(target)

.PHONY:clean ALL

4. gdb調試

4.1 基礎指令

　基礎的斷點設置和繼續(xù)運行等指令

• -g：使用該指令編譯可執(zhí)行文件，否則沒有調試表
• gdb ./a.out
• list：list 1 列出源碼，根據(jù)源碼指定行號設置斷點，1表示從第一行開始顯示源碼
• b：b 55 在第55行添加斷點
• run/r：運行程序，啟動調試（可以直接找到停止位置就是出錯位置）
• next/n：下一條指令（越過函數(shù)）
• step/s：下一條執(zhí)行（進入函數(shù)內部）
• print/p：打印變量值，如p var 查看 var 變量的值
• continue：執(zhí)行到下一個斷點
• finish：結束當前函數(shù)調用
• quit：退出調試
• start：不使用斷點，直接開始單步調試

　設置一些條件和查看棧幀及變量文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-711064.html

• set args：啟動gdb調試后，通過該指令可以設置main函數(shù)的參數(shù)，需要在start和run指令之前設置
• info b：查看當前斷點信息表
• b 23 if i=5：設置斷點在23行，如果 i=5 時斷點才生效
• ptybe：查看變量類型
• display：設置跟蹤變量，display i，跟蹤變量 i
• undisplay：取消跟蹤變量
• bt：列出當前程序存活的棧幀
• frame：如果有多層調用，在內層想查看外層棧幀里的參數(shù)，使用 frame n (n 是棧幀編號）切換棧幀，再使用 p var 打印變量

到了這里，關于Linux下gcc編譯，動態(tài)庫和靜態(tài)庫，makefile，gdb調試的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！