linux编程(2) GCC和GDB

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       俗话说:欲善其事,先利其器。在linux下,没有WINDOWS下那么方便,在VC里什么都配置好了。一般来说,传统的方法都是自己写makefile,在终端下用命令行编译和调试。编译器使用得最多的就是GCC,编译器就是GDB了。GCC和GDB前面的G都代表GNU。关于GNU的详细信息,这里也不废话了,有兴趣自己去http://www.gnu.org。其实关于GCC和GDB的使用方法网上有大把,我这里也就是把从网上找到的资料整理一下,不是最前面的,但是是最常用的功能。同时,这个最常用也只针对我自己来说,一切都以我的个人喜好为准,以后所有的系列文章里都是如此。

       1、GCC的使用
       GCC的使用很简单,一般在安装linux系统的时候都已经随机器安装了。要查看GCC手册,在终端下输入
       man gcc
就行了。想退出手册,输入q。GCC也有支持C++的版本,叫g++。
      首先我们先看一条编译指令:
      gcc common.c epoll.c epollserver.c -o epollserver -lpthread
如果程序没有错误,编译完成后屏幕会没有任务输出,只会马上又回到命令提示符下,这时候输入
      ./epllserver
就可以执行程序。这里对这条编译命令解释一下:前面的三个 .c文件,表示编译这三个文件, -o 可以指定目标文件名,这里我们的目标文件名就是epollserver。而最后的 -lpthread 表示连接到linuxthread库。如果在程序里使用了线程,就需要加上这个选项。一般情况下,上面的这个命令基本上已经够用了。下面介绍一下别的选项:
    (1) -E
-E 指示编译器只进行预处理,比如如下命令将预处理 test.c文件,将结果列表现实在标准输出上:
     gcc -E test.c
    (2) -S
-S 指示编译器生成汇编代码,然后停止编译。如下命令从C源程序中创建汇编语言文件 test.s
    gcc -S test.c
   (3)-g
  -g的意思是生成带原代码调试符号的可执行文件。等下我在介绍GDB调试的时候就会用到。

接下来介绍如何创建静态库。
静态库是一些 .o文件的集合。静态库的别名叫archive,经常用一个叫ar的工具来管理这些archive。
如果要创建一个静态库,首先需要编译库中的目标模块。
     gcc -e test1.c test2.c
然后就生成了test1.o test2.o两个目标文件。接下来创建库,并将目标文件加入其中。
    ar -r libtest.a test1.o test2.o
-r 会创建库,如果库中不存在所命名的目标模块,就会将目标模块加入(也可以替换原来的目标模块)。
现在库已经完成,需要使用这两个库里的函数,需要将库和原代码一起编译,比如现在我们的 test3.c里调用了libtest.a库中的函数,编译的时候如此:
    gcc test3.c libtest.a -o test3

静态库的命名习惯是以lib开头,以.a结尾。允许使用 -l 在命令行中使用库的缩写。看如下命令:
   gcc test3.c -ltest -o test3
这和上面的名效果是一样的。唯一的不同是对库的路径搜索不同。-l 不能指明库的路径,但是可以指示编译器到系统库中去查找。

创建动态共享库
创建动态共享库的第一步就是编译库中的对象模块。
   gcc -c -fpic test1.c test2.c
这里的-fpic使得输出的对象模块是可以按照重定位地址方式生成的。缩写pic代表位置独立的代码(position independent code)。共享库是目标文件的集合,但是这些目标文件是由编译器按照特殊方式生成的,对象模块的每个地址(包括变量引用和函数调用)都是相对地址,不是绝对地址,所以允许在运行程序的时候,动态加载和执行共享库)。动态库一般以 .so为扩展名。
上面的命令生成了两个 .o 文件,接下来用如下命令构建共享库 testlib.so
    gcc -shared test1.o test2.o testlib.so
如果要将某个共享库编译进某个程序,用如下命令:
   gcc test3.c testlib.so -o test3


GCC的基本使用方法就介绍到这里,至于更复杂的,自己去 man 好了,反正目前对我来说,上面的这些是够用了。

2、GDB的使用
GDB的详细介绍就不废话,反正知道这个是一个调试器就OK了。
先编译一个带调试信息的程序
      gcc -g os.c -o os
现在生成的带调试信息的可执行文件就是os.
接下来在终端下输入gdb,马上会出现一大堆版权信息和版本信息。最后是一个
    (gdb)
这就是GDB的命令提示符,在这后面可以直接输入命令,退出是q。
下面的命令懒得打字了,复制一段从网上找到的:
    首先我们可以设置gdb的屏幕大小。键入: 
 (gdb)set width 70 
就是把标准屏幕设为70列。 
  然后让我们来设置断点。设置方法很简单:break或简单打b后面加行号或函数名 
比如我们可以在main 函数上设断点: 
 (gdb)break main 

(gdb)b main 
 系统提示:Breakpoint 1 at 0x8049552: file os.c, line 455. 
 然后我们可以运行这个程序,当程序运行到main函数时程序就会停止返回到gdb的 
提示符下。运行的命令是run或r(gdb中有不少alias,可以看一下help,在gdb下打help) 
run 后面可以跟参数,就是为程序指定命令行参数。 
比如r abcd,则程序就会abcd以作为参数。(这里要说明的是可以用set args来指定参 
数)。打入r或run后,程序就开始运行直到进入main的入口停止,显示: 
Starting program: <路径>/os 
 
Breakpoint 1, main () at os.c:455 
455            Initial(); 
这里455 Initial();是将要执行的命令或函数。 
gdb提供两种方式:1.单步进入,step into就是跟踪到函数内啦。命令是step或s 
                 2.单步,next,就是简单的单步,不会进入函数。命令是next或n 
这两个命令还有别的用法以后再说。 
我们用n命令,键入: 
(gdb)n 
Success forking process# 1 ,pid is 31474 
 
Success forking process# 2 ,pid is 31475 
 
Success forking process# 3 ,pid is 31476 
 
Success forking process# 4 ,pid is 31477 
 
Success forking process# 5 ,pid is 31478 
 
Success forking process# 6 ,pid is 31479 
 
                Dispatching Algorithm : FIFO 
******************************************************************************** 
 
            PCB#        PID     Priority        PC      State 
            1           31474      24            0      WAITING 
            2           31475      19            0      WAITING 
            3           31476      16            0      WAITING 
            4           31477      23            0      WAITING 
            5           31478      22            0      WAITING 
            6           31479      20            0      WAITING 
 
****************************************************************************** 
 
CPU  :  NO process running 
IO :  No process 
Waiting CPU!!!  31474   31475   31476   31477   31478   31479 
Waiting  IO    NONE 
456            State=WAITING; 
最后的一行就是下一句要执行的命令。我们现在在另一个函数上加断点。注意我们 
可以用l/list命令来显示原代码。这里我们键入 
(gdb)l 
451     main() 
452     { 
453             int message; 
454 
455            Initial(); 
456            State=WAITING; 
457            printf("Use Control-C to halt \n"); 
458            signal(SIGALRM,AlarmMessage); 
459            signal(SIGINT,InteruptMessage); 
460            signal(SIGUSR2,IoMessage); 
(gdb) l 
461            alarm(TimeSlot); 
462            for(;;) 
463             { 
464             message=GetMessage(); 
465                   switch(message) 
466                     { 
467                             case INTERRUPT :        printf("Use Control-C t; 
 
468                                                     break; 
469                             case CHILD_IO:          WaitingIo(); 
470                                                     break; 
显示了原代码,现在在AlarmMessage上加断点。 
(gdb) b AlarmMessage 
Breakpoint 2 at 0x8048ee3: file os.c, line 259. 
(gdb) 
然后我们继续运行程序。 
(gdb)c 
c或continue命令让我们继续被中断的程序。 显示: 
Continuing. 
Use Control-C to halt 
 
Breakpoint 2, AlarmMessage () at os.c:259 
259             ClearSignal(); 
注意我们下一句语句就是ClearSignal(); 
我们用s/step跟踪进入这个函数看看它是干什么的。 
(gdb) s 
ClearSignal () at os.c:227 
227             signal(SIGINT,SIG_IGN); 
用l命令列出原代码: 
(gdb) l 
222     } 
223 
224 
225     void ClearSignal()    /* Clear other signals */ 
226     { 
227             signal(SIGINT,SIG_IGN); 
228             signal(SIGALRM,SIG_IGN); 
229             signal(SIGUSR2,SIG_IGN); 
230     } 
231 
(gdb) 
我们可以用s命令继续跟踪。现在让我们来试试bt或backtrace命令。这个命令可以 
显示栈中的内容。 
(gdb) bt 
#0  ClearSignal () at os.c:227 
#1  0x8048ee8 in AlarmMessage () at os.c:259 
#2  0xbffffaec in ?? () 
#3  0x80486ae in ___crt_dummy__ () 
(gdb) 
大家一定能看懂显示的意思。栈顶是AlarmMessage,接下来的函数没有名字--就是 
没有原代码符号。这显示了函数调用的嵌套。 
好了,我们跟踪了半天还没有检查过变量的值呢。检查表达式的值的命令是p或print 
格式是p <表达式> 
444444让我们来找一个变量来看看。:-) 
(gdb)l 1 
还记得l的作用吗?l或list显示原代码符号,l或list加<行号>就显示从<行号>开始的 
原代码。好了找到一个让我们来看看WaitingQueue的内容 
(gdb) p WaitingQueue 
$1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 0} 
(gdb) 
WaitingQueue是一个数组,gdb还支持结构的显示, 
(gdb) p Pcb 
$2 = {{Pid = 0, State = 0, Prior = 0, pc = 0}, {Pid = 31474, State = 2, 
    Prior = 24, pc = 0}, {Pid = 31475, State = 2, Prior = 19, pc = 0}, { 
    Pid = 31476, State = 2, Prior = 16, pc = 0}, {Pid = 31477, State = 2, 
    Prior = 23, pc = 0}, {Pid = 31478, State = 2, Prior = 22, pc = 0}, { 
    Pid = 31479, State = 2, Prior = 20, pc = 0}} 
(gdb) 
这里可以对照原程序看看。 
原文档里是一个调试过程,不过我想这里我已经把gdb的常用功能介绍了一遍,基本上 
可以用来调试程序了。:-) 

注:本文的资料大部分引用自
       1:《GCC技术参考大全》 清华大学出版社
       2:发 信 人:System_Killer(大家一起来发呆)           信区名称:Linux[4590] 
            信件提要:GDB(一) 
            原发信站:中国科大BBS站(Fri, 27 Mar 1998 02:31:49) 

本文地址:http://com.8s8s.com/it/it26406.htm