gcc: c编译器
g++: c++编译器
fpc: pascal编译器
gdb: 调试工具
ddd: 调试工具
Code::Blocks: C/C++集成开发环境
Lazarus: Pascal集成开发环境
Geany: C/C++/Pascal（轻量级）集成开发环境
gcc:
[vagrant@vm-node1:~]$ gcc --version
gcc (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04) 11.3.0
g++:
[vagrant@vm-node1:~]$ g++ --version
g++ (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04) 11.3.0
gdb:
[vagrant@vm-node1:~]$ gdb --version
GNU gdb (Ubuntu 12.1-0ubuntu1~22.04) 12.1
ddd:
[vagrant@vm-node1:~]$ ddd --version
GNU DDD 3.3.12 (x86_64-pc-linux-gnu)
gcc编译器 Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行 程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。gcc 编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。 在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别。 下面是gcc所遵循的部分约定规则。 .c为后缀的文件，C语言源代码文件 .a为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件； .C，.cc或.cxx 为后缀的文件，是C++源代码文件； .h为后缀的文件，是程序所包含的头文件； .i 为后缀的文件，是已经预处理过的C源代码文件； .ii为后缀的文件，是已经预处理过的C++源代码文件； .m为后缀的文件，是Objective-C源代码文件； .o为后缀的文件，是编译后的目标文件； .s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件； .S为后缀的文件，是经过预编译的汇编语言源代码文件。 1、 gcc的执行过程 对于gcc的编译过程，由预处理(也称预编译，Preprocessing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)和连接(Linking)四个阶段组成。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。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。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 源代码文件和汇编、.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。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。 2、gcc的基本用法和选项 在使用gcc编译器的时候，我们必须给出一系列必要的调用参数和文件名称。gcc编译器的调用参数大约有100多个，其中多数参数我们可能根本就用不到，这里只介绍中最基本、最常用的参数。 gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames] 其中options就是编译器所需要的参数，filenames给出相关的文件名称。 -c，只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。 -o output_filename，确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。 -g，产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯，要想对源代码进行调试，我们就必须加入这个选项。 -O，对程序进行优化编译、连接，采用这个选项，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。 -O2，比-O更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。 -Idirname，将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程中使用的参数。C程序中的头文件包含两种情况∶ A)#include B)#include “myinc.h” 其中，A类使用尖括号(< >)，B类使用双引号(“ ”)。对于A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件， 这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。在程序设计中，如果我们需要的这种包含文件分 别分布在不同的目录中，就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。 -Ldirname，将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中，是在连接过程中使用的参数。在预设状态下，连接程序ld 在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件，这个选项告诉连接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，然后到系统预设路径中寻找，如 果函数库存放在多个目录下，就需要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。 -lname，在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。 上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。 假定我们有一个程序名为test.c的C语言源代码文件，要生成一个可执行文件，最简单的办法就是∶ gcc test.c 这时，预编译、编译连接一次完成，生成一个系统预设的名为a.out的可执行文件，对于稍为复杂的情况，比如有多个源代码文件、需要连接档案库或者有其他比较特别的要求，就要给定适当的调用选项参数。再看一个简单的例子。 整个源代码程序由两个文件testmain.c 和testsub.c组成，程序中使用了系统提供的数学库，同时希望给出的可执行文件为test，这时的编译命令可以是∶ gcc testmain.c testsub.c -lm -o test 其中，-lm表示连接系统的数学库libm.a。 3、 gcc的错误类型及对策 gcc 编译器如果发现源程序中有错误，就无法继续进行，也无法生成最终的可执行文件。为了便于修改，gcc给出错误资讯，我们必须对这些错误资讯逐个进行分析、 处理，并修改相应的语言，才能保证源代码的正确编译连接。gcc给出的错误资讯一般可以分为四大类，下面我们分别讨论其产生的原因和对策。 第一类∶C语法错误 错误资讯∶文件source.c中第n行有语法错误(syntex errror)。这种类型的错误，一般都是C语言的语法错误，应该仔细检查源代码文件中第n行及该行之前的程序，有时也需要对该文件所包含的头文件进行检 查。有些情况下，一个很简单的语法错误，gcc会给出一大堆错误，我们最主要的是要保持清醒的头脑，不要被其吓倒，必要的时候再参考一下C语言的基本教 材。 第二类∶头文件错误 错误资讯∶找不到头文件head.h(Can not find include file head.h)。这类错误是源代码文件中的包含头文件有问题，可能的原因有头文件名错误、指定的头文件所在目录名错误等，也可能是错误地使用了双引号和尖括号。 第三类∶档案库错误 错误资讯∶连接程序找不到所需的函数库，例如∶ ld: -lm: No such file or directory 这类错误是与目标文件相连接的函数库有错误，可能的原因是函数库名错误、指定的函数库所在目录名称错误等，检查的方法是使用find命令在可能的目录中寻找相应的函数库名，确定档案库及目录的名称并修改程序中及编译选项中的名称。 第四类∶未定义符号 错误资讯∶有未定义的符号(Undefined symbol)。这类错误是在连接过程中出现的，可能有两种原因∶一是使用者自己定义的函数或者全局变量所在源代码文件，没有被编译、连接，或者干脆还没 有定义，这需要使用者根据实际情况修改源程序，给出全局变量或者函数的定义体；二是未定义的符号是一个标准的库函数，在源程序中使用了该库函数，而连接过 程中还没有给定相应的函数库的名称，或者是该档案库的目录名称有问题，这时需要使用档案库维护命令ar检查我们需要的库函数到底位于哪一个函数库中，确定 之后，修改gcc连接选项中的-l和-L项。 gdb调试器 用GDB调试程序 GDB概述 GDB是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。 一般来说，GDB主要帮忙你完成下面四个方面的功能： 1、启动你的程序，可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。 2、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。（断点可以是条件表达式） 3、当程序被停住时，可以检查此时你的程序中所发生的事。 4、动态的改变你程序的执行环境。 从上面看来，GDB和一般的调试工具没有什么两样，基本上也是完成这些功能，不过在细节上，你会发现GDB这个调试工具的强大，大家可能比较习惯了图形化的调试工具，但有时候，命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。 示例 —————— 源程序：tst.c 1 #include 2 3 int func(int n) 4 { 5 int sum=0,i; 6 for(i=0; i 7 { 8 sum+=i; 9 } 10 return sum; 11 } 12 13 14 main() 15 { 16 int i; 17 long result = 0; 18 for(i=1; i<=100; i++) 19 { 20 result += i; 21 } 22 23 printf("result[1-100] = %d \n", result ); 24 printf("result[1-250] = %d \n", func(250) ); 25 } 编译生成执行文件：（Linux下） hchen/test> cc -g tst.c -o tst 使用GDB调试： hchen/test> gdb tst <---------- 启动GDB GNU gdb 5.1.1 Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc. GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions. Type "show copying" to see the conditions. There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details. This GDB was configured as "i386-suse-linux"... (gdb) l <-------------------- l命令相当于list，从第一行开始例出原码。 1 #include 2 3 int func(int n) 4 { 5 int sum=0,i; 6 for(i=0; i 7 { 8 sum+=i; 9 } 10 return sum; (gdb) <-------------------- 直接回车表示，重复上一次命令 11 } 12 13 14 main() 15 { 16 int i; 17 long result = 0; 18 for(i=1; i<=100; i++) 19 { 20 result += i; (gdb) break 16 <-------------------- 设置断点，在源程序第16行处。 Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16. (gdb) break func <-------------------- 设置断点，在函数func()入口处。 Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5. (gdb) info break <-------------------- 查看断点信息。 Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x08048496 in main at tst.c:16 2 breakpoint keep y 0x08048456 in func at tst.c:5 (gdb) r <--------------------- 运行程序，run命令简写 Starting program: /home/hchen/test/tst Breakpoint 1, main () at tst.c:17 <---------- 在断点处停住。 17 long result = 0; (gdb) n <--------------------- 单条语句执行，next命令简写。 18 for(i=1; i<=100; i++) (gdb) n 20 result += i; (gdb) n 18 for(i=1; i<=100; i++) (gdb) n 20 result += i; (gdb) c <--------------------- 继续运行程序，continue命令简写。 Continuing. result[1-100] = 5050 <----------程序输出。 Breakpoint 2, func (n=250) at tst.c:5 5 int sum=0,i; (gdb) n 6 for(i=1; i<=n; i++) (gdb) p i <--------------------- 打印变量i的值，print命令简写。 $1 = 134513808 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) n 6 for(i=1; i<=n; i++) (gdb) p sum $2 = 1 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) p i $3 = 2 (gdb) n 6 for(i=1; i<=n; i++) (gdb) p sum $4 = 3 (gdb) bt <--------------------- 查看函数堆栈。 #0 func (n=250) at tst.c:5 #1 0x080484e4 in main () at tst.c:24 #2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6 (gdb) finish <--------------------- 退出函数。 Run till exit from #0 func (n=250) at tst.c:5 0x080484e4 in main () at tst.c:24 24 printf("result[1-250] = %d \n", func(250) ); Value returned is $6 = 31375 (gdb) c <--------------------- 继续运行。 Continuing. result[1-250] = 31375 <----------程序输出。 Program exited with code 027. <--------程序退出，调试结束。 (gdb) q <--------------------- 退出gdb。 hchen/test> 通过运行这个实例，对gdb的调试过程有了一定的了解。 使用GDB 一般来说GDB主要调试的是C/C++的程序。要调试C/C++的程序，首先在编译时，我们必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器（cc/gcc/g++）的 -g 参数可以做到这一点。如： > cc -g hello.c -o hello > g++ -g hello.cpp -o hello 如果没有-g，你将看不见程序的函数名、变量名，所代替的全是运行时的内存地址。当你用-g把调试信息加入之后，并成功编译目标代码以后，让我们来看看如何用 gdb来调试他。 启动GDB的方法有以下几种： 1、gdb program也就是你的执行文件，一般在当然目录下。 2、gdb core 用gdb同时调试一个运行程序和core文件，core是程序非法执行后core dump后产生的文件。 3、gdb 如果你的程序是一个服务程序，那么你可以指定这个服务程序运行时的进程ID。 gdb会自动attach上去，并调试他。program应该在PATH环境变量中搜索得到。 GDB启动时，可以加上一些GDB的启动开关，详细的开关可以用gdb -help查看。我在下面只例举一些比较常用的参数： -symbols -s 从指定文件中读取符号表。 -se file 从指定文件中读取符号表信息，并把他用在可执行文件中。 -core -c 调试时core dump的core文件。 -directory -d 加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中PATH所定义的路径。 GDB中运行UNIX的shell程序 在gdb环境中，你可以执行UNIX的shell的命令，使用gdb的shell命令来完成： shell 调用UNIX的shell来执行，环境变量SHELL中定义的UNIX的shell将会被用来执行，如果SHELL没有定义，那就使用UNIX的标准shell：/bin/sh。（在Windows 中使用Command.com或cmd.exe） 还有一个gdb命令是make：make 可以在gdb中执行make命令来重新build自己的程序。这个命令等价于“shell make ”。 在GDB中运行程序 当以gdb 方式启动gdb后，gdb会在PATH路径和当前目录中搜索的源文件。如要确认gdb是否读到源文件，可使用l或list命令，看看gdb是否能列出源代码。 在gdb中，运行程序使用r或是run命令。程序的运行，你有可能需要设置下面四方面的事。 1、程序运行参数。 set args 可指定运行时参数。（如：set args 10 20 30 40 50） show args 命令可以查看设置好的运行参数。 2、运行环境。 path 可设定程序的运行路径。 show paths 查看程序的运行路径。 set environment varname [=value] 设置环境变量。如：set env USER=hchen show environment [varname] 查看环境变量。 3、工作目录。 cd 相当于shell的cd命令。 pwd 显示当前的所在目录。 4、程序的输入输出。 info terminal 显示你程序用到的终端的模式。 使用重定向控制程序输出。如：run > outfile tty命令可以指写输入输出的终端设备。如：tty /dev/ttyb 调试已运行的程序 两种方法： 1、在UNIX下用ps查看正在运行的程序的PID（进程ID），然后用gdb PID格式挂接正在运行的程序。 2、先用gdb 关联上源代码，并进行gdb，在gdb中用attach命令来挂接进程的PID。并用detach来取消挂接的进程。 暂停 / 恢复程序运行 调试程序中，暂停程序运行是必须的，GDB可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住，在什么条件下停住，在收到什么信号时停往等等。以便于你查 看运行时的变量，以及运行时的流程。 当进程被gdb停住时，你可以使用info program 来查看程序的是否在运行，进程号，被暂停的原因。 查看栈信息 当程序被停住了，你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的。当你的程序调用了一个函数，函数的地址，函数参数，函数内的局部变量都会被压入 “栈”（Stack）中。你可以用GDB命令来查看当前的栈中的信息。 下面是一些查看函数调用栈信息的GDB命令： backtrace bt 打印当前的函数调用栈的所有信息。如： (gdb) bt #0 func (n=250) at tst.c:6 #1 0x08048524 in main (argc=1, argv=0xbffff674) at tst.c:30 #2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6 从上可以看出函数的调用栈信息：__libc_start_main --> main() --> func() backtrace bt n是一个正整数，表示只打印栈顶上n层的栈信息。 backtrace <-n> bt <-n> -n表一个负整数，表示只打印栈底下n层的栈信息。 如果你要查看某一层的信息，你需要在切换当前的栈，一般来说，程序停止时，最顶层的栈就是当前栈，如果你要查看栈下面层的详细信息，首先要做的是切换当前栈。 frame f n是一个从0开始的整数，是栈中的层编号。比如：frame 0，表示栈顶，frame 1，表示栈的第二层。 up 表示向栈的上面移动n层，可以不打n，表示向上移动一层。 down 表示向栈的下面移动n层，可以不打n，表示向下移动一层。 上面的命令，都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令： select-frame 对应于 frame 命令。 up-silently 对应于 up 命令。 down-silently 对应于 down 命令。 查看当前栈层的信息，你可以用以下GDB命令： frame 或 f 会打印出这些信息：栈的层编号，当前的函数名，函数参数值，函数所在文件及行号，函数执行到的语句。 info frame info f 这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息，只不过，大多数都是运行时的内存地址。比如：函数地址，调用函数的地址，被调用函数的地址，目前的函数是由什么 样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。如： (gdb) info f Stack level 0, frame at 0xbffff5d4: eip = 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524 called by frame at 0xbffff60c source language c. Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250 Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0 Saved registers: ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8 info args 打印出当前函数的参数名及其值。 info locals 打印出当前函数中所有局部变量及其值。 info catch 打印出当前的函数中的异常处理信息。 查看源程序 在调试过程中，通过对源代码的查看知道程序的相关信息，有利于分析出错的原因。 查看运行时数据 在你调试程序时，当程序被停住时，你可以使用print命令（简写命令为p），或是同义命令inspect来查看当前程序的运行数据。print命令的格式是： print / 是表达式，是你所调试的程序的语言的表达式（GDB可以调试多种编程语言），是输出的格式，比如，如果要把表达式按16进制的格式输出，那么就是/x。 改变程序的执行 一旦使用GDB挂上被调试程序，当程序运行起来后，你可以根据自己的调试思路来动态地在GDB中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值，这个强大的功能能 够让你更好的调试你的程序，比如，你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。 |
