GCC 编译器

[bingoogolapple]

gcc 和 GCC 是两个不同的东西

GNU 编译器套装（英语：GNU Compiler Collection，缩写为 GCC）

指一套编程语言编译器，以 GPL 及 LGPL 许可证所发行的自由软件，也是 GNU 计划的关键部分，也是 GNU 工具链的主要组成部分之一。

• gcc 是 GCC 中的 GUN C Compiler（C 编译器）
• g++ 是 GCC 中的 GUN C++ Compiler（C++ 编译器）
• 一个有趣的事实就是，就本质而言，gcc 和 g++ 并不是编译器，也不是编译器的集合，它们只是一种驱动器，根据参数中要编译的文件的类型，调用对应的 GUN 编译器而已

软件安装

• Ubuntu 上安装 gcc，g++，gdb

sudo apt install build-essential gdb
gcc --version
g++ --version
gdb --version

• Mac 上安装 gdb

brew install gdb
gdb --version

• Windows 上安装 mingw-win64
  • 从 SourceForge 下载
  • 添加 bin 目录到 PATH 环境变量中

[bingoogolapple]

编译过程

1. 预处理 - Pre Processing，生成 .i 文件

# -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预处理
g++ -E HelloWorld.cpp -o HelloWorld.i

2. 编译 - Compiling，生成 .s 文件

# -S 编译选项告诉 g++ 在为 C++ 代码产生了汇编语言文件后停止编译
# g++ 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是 .s
g++ -S HelloWorld.i -o HelloWorld.s

3. 汇编 - Assembling，生成 .o 文件

# -c 选项告诉 g++ 仅把源代码编译为机器语言的目标代码
# 缺省时 g++ 建立的目标代码文件有一个 .o 的扩展名
g++ -c HelloWorld.s -o HelloWorld.o

4. 链接 - Linking，生成可执行文件

# -o 编译选项来为将产生的可执行文件用指定的文件名
g++ HelloWorld.o -o HelloWorld

一步到位

g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld

[bingoogolapple]

g++ 重要编译参数

1. -g 编译带调试信息的可执行文件

# -g 选项告诉 GCC 产生能被 GNU 调试器 GDB 使用的调试信息，以调试程序。
# 产生带调试信息的可执行文件 HelloWorld
g++ -g HelloWorld.cpp -o HelloWorld

2. -O[n] 优化源代码

## 所谓优化，例如省略掉代码中从未使用过的变量、直接将常量表达式用结果值代替等等，这些操作
会缩减目标文件所包含的代码量，提高最终生成的可执行文件的运行效率。
# -O 选项告诉 g++ 对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快。-O2 选项告诉 g++ 产生尽可能小和尽可能快的代码。 如 -O2、-O3、-On（n 常为 0–3）
# -O 同时减小代码的长度和执行时间，其效果等价于 -O1
# -O0 表示不做优化
# -O1 为默认优化
# -O2 除了完成 -O1 的优化之外，还进行一些额外的调整工作，如指令调整等
# -O3 则包括循环展开和其他一些与处理特性相关的优化工作
# 选项将使编译的速度比使用 -O 时慢， 但通常产生的代码执行速度会更快。
g++ -O2 HelloWorld.cpp -o HelloWorld
# 通过 time 统计执行时间
time ./HelloWorld

3. -l（小写的 L）和 -L（大写的 L）指定库文件 | 指定库文件路径

# -l 参数（小写的 L）就是用来指定程序要链接的库，-l 参数紧接着就是库名
# 在 /lib、/usr/lib、/usr/local/lib 里的库直接用 -l 参数就能链接
# 例如链接 glog 库
g++ -lglog HelloWorld.cpp
# 如果库文件没放在上面三个目录里，还需要使用 -L 参数指定库文件所在目录
# -L 参数跟着的是库文件所在的目录名
# 例如链接 mytest 库，libmytest.so 在 /home/mytestlibfolder目录下
g++ -L/home/mytestlibfolder -lmytest HelloWorld.cpp

4. -I（大写的 I）指定头文件搜索目录

# /usr/include 目录一般是不用指定的，gcc 知道去那里找，但如果头文件不在 /usr/icnclude
 里我们就要用 -I 参数指定了，比如头文件放在 /myinclude 目录里，那编译命令行就要加上I/myinclude 参数了，如果不加你会得到一个「fatal error: 'xxx.h' file not found」的错
误。-I 参数可以用相对路径，比如头文件在当前目录，可以用 -I. 来指定。上面我们提到的 –cflags 参数就是用来生成 -I 参数的。
g++ -I/myinclude HelloWorld.cpp

5. -Wall 打印警告信息

# 打印出 gcc 提供的警告信息
g++ -Wall HelloWorld.cpp

6. -w 关闭警告信息

# 关闭所有警告信息
g++ -w HelloWorld.cpp

7. -std=c++11 设置编译标准

# 使用 c++11 标准编译 HelloWorld.cpp
g++ -std=c++11 HelloWorld.cpp

8. -o 指定输出文件名

# 指定即将产生的文件名，不指定时默认输出为 a.out
# 例如指定输出可执行文件名为 HelloWorld
g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld

9. -D 定义宏

# 在使用 gcc/g++ 编译的时候定义宏
# 常用场景： -DDEBUG 定义 DEBUG 宏，可能文件中有 DEBUG 宏部分的相关信息，用个DDEBUG 来选择开启或关闭

g++ -DDEBUG HelloWorld.cpp -o HelloWorld && ./HelloWorld

#include <iostream>

int main(int argc, char **argv)
{
    std::cout << "Hello World" << std::endl;
#ifdef DEBUG
    std::cout << "DEBUG LOG\n" << std::endl;
#else
    std::cout << "ONLINE LOG\n" << std::endl;
#endif
    return EXIT_SUCCESS;
}

[bingoogolapple]

GDB 调试器

前言

• GDB(GNU Debugger) 是一个用来调试 C/C++ 程序的功能强大的调试器，是 Linux 系统开发 C/C++ 最常用的调试器
• 程序员可以使用 GDB 来跟踪程序中的错误，从而减少程序员的工作量
• Linux 开发C/C++ 一定要熟悉 GDB
• VSCode 是通过调用 GDB 调试器来实现 C/C++ 的调试工作的
• Windows 系统中，常见的集成开发环境（IDE），如 VS、VC等，它们内部已经嵌套了相应的调试器

GDB 主要功能

• 设置断点(断点可以是条件表达式)
• 使程序在指定的代码行上暂停执行，便于观察
• 单步执行程序，便于调试
• 查看程序中变量值的变化
• 动态改变程序的执行环境
• 分析崩溃程序产生的 core 文件

常用调试命令参数

调试开始：执行 gdb [exefilename] ，进入 gdb 调试程序，其中 exefilename 为要调试的可执行文件名

1. 编译程序时需要加上-g，之后才能用gdb进行调试：gcc -g main.c -o main
2. 回车键：重复上一命令

# 以下命令后括号内为命令的简化使用，比如 run（r），直接输入命令 r 就代表命令 run

$(gdb)help(h) # 查看命令帮助，具体命令查询在 gdb 中输入 help + 命令
$(gdb)run(r) # 重新开始运行文件（run-text：加载文本文件，run-bin：加载二进制文
件）
$(gdb)start # 单步执行，运行程序，停在第一行执行语句
$(gdb)list(l) # 查看原代码（list-n,从第n行开始查看代码。list+ 函数名：查看具体函
数）
$(gdb)set # 设置变量的值
$(gdb)next(n)   # 单步调试（逐过程，函数直接执行）
$(gdb)step(s) # 单步调试（逐语句：跳入自定义函数内部执行）
$(gdb)backtrace(bt) # 查看函数的调用的栈帧和层级关系
$(gdb)frame(f) # 切换函数的栈帧
$(gdb)info(i) # 查看函数内部局部变量的数值
$(gdb)finish # 结束当前函数，返回到函数调用点
$(gdb)continue(c) # 继续运行
$(gdb)print(p) # 打印值及地址
$(gdb)quit(q) # 退出 gdb
$(gdb)break+num(b) # 在第num行设置断点
$(gdb)info breakpoints # 查看当前设置的所有断点
$(gdb)delete breakpoints num(d) # 删除第num个断点
$(gdb)display # 追踪查看具体变量值
$(gdb)undisplay # 取消追踪观察变量
$(gdb)watch # 被设置观察点的变量发生修改时，打印显示
$(gdb)i watch # 显示观察点
$(gdb)enable breakpoints # 启用断点
$(gdb)disable breakpoints # 禁用断点
$(gdb)x # 查看内存x/20xw 显示20个单元，16进制，4字节每单元
$(gdb)run argv[1] argv[2] # 调试时命令行传参
$(gdb)set follow-fork-mode child#Makefile项目管理：选择跟踪父子进程（fork()）