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ubuntu学习day3

news 来源：原创 2025/8/16 17:51:48

3 编译与调试

3.1 gcc/g++编译器

  • 当我们进行编译的时候，要使用一系列的工具，我们称之为工具链。SDK就是编译工具链的简写，我们所使用的是gcc系列编译工具链。
  • 使用-v参数来查看gcc的版本，从而确定某些语法特性是否可用，比如是否允许使用时声明。
    gcc -v
  • 对于.c格式的C文件，可以采用gcc或g++编译。
  • 对于 .cc、.cpp格式的C++文件，应该采用g++进行编译。
选项效果
-c表示编译源文件
-o表示输出目标文件
-g表示在目标文件中产生调试信息，用于gdb调试
-D<宏定义> 编译时将宏定义传入进去
-Wall打开所有类型的警告

3.1.1 gcc编译过程

  • 使用gcc编译程序的过程是预处理–>编译–>汇编–>链接。期间所使用的工具依次是预处理器，编译器，汇编器as，链接器ld。
  • 在这里插入图片描述
  • 编译过程的几个阶段具体如下：

(1) 预处理：预处理器将对源文件中的宏进行展开
(2) 编译：gcc将c文件编译成汇编文件
(3) 汇编：as将汇编文件编译成机器码
(4) 链接：ld将目标文件和外部符号进行连接，得到一个可执行二进制文件

3.2 程序调试gdb

3.2.1 gdb常用命令

  • Linux 包含了一个叫gdb的调试程序。gdb可以用来调试C和C++ 程序。在程序编译时用 -g 选项可打开调试选项
  • 常见的调试程序的步骤如下：
    $ gcc –o filename –Wall filename.c –g //编译一定要加-g

gdb filename//进入调试
l //显示代码(list)
b 4 //在第四行设置断点，相当于VS的F9(break)
r //运行(run)
n //下一步不进入函数，相当于VS的F10(next)
s //表示单步进入函数， 相当于VS的F11(step)
p I //打印变量I，相当于VS的Watch窗口 (print)
c //运行到最后，相当于VS的F5(continue)
q //退出，相当于VS的Shift+F5 (quit)

3.2.2 gdb调试命令列表

  • 按 Tab 键补齐命令,用光标键上下翻动历史命令。用help up看帮助
命令格式含义
set args 运行时的参数指定运行时的参数
show args查看设置好的参数
info b查看断点信息
break [文件名:] 行号或者函数名 [ if <条件表达式>]设置断点 示例：b 23 if i2 当i2时，在23行触发断点
tbreak [文件名:] 行号或者函数名 [if <条件表达式>]设置临时断点，触发断点以后会被自动删除
delete [断点号]删除指定的断点（如果没有断点号就是所有断点）
disable [断点号]停止指定的断点（如果没有断点号就是所有断点）
enable [断点号]激活指定的断点
condition [断点号] <条件表达式>修改对应断点的条件
ignore [断点号] <忽略次数>忽略断点num次
step单步调试，进入函数调用
next单步调试，不进入函数调用
finish跳出当前函数
continue继续执行，直到遇到下个断点
list [文件名:] 行号或者函数名显示程序文本10行
print 表达式或变量监视表达式或者变量的值
x <n/f/u>查看内存内容 n表示内存的长度 f表示内存的格式 u表示内存的单位
display 表达式单步调试的时候，设置自动显示的表达式内容
backtrace查看调用堆栈

3.2.3 gdb调试段错误

  • 当程序运行的时候出现了segmentation fault（即段错误）之类的错误以后，使用gdb可以进行调试
  • 首先使用ulimit -a 来查看当前系统的各项属性的大小限制
    ulimit -a
  • 再使用ulimit -c unlimited 设置core file size为不限制大小
    ulimit -c unlimited
  • 设置完毕后，可以通过ulimit -a来检查是否成功设置
    ulimit -a
  • 再次运行程序，会产生core文件，通过gdb 可执行程序 core文件，进行调试。直接通过bt可以看到程序段错误时的现场
    gdb ./test2 core

3.3 Makefile工程项目管理器

3.3.1 Makefile简述

  • 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中。由于文件非常多，分布比较广，编译这些源文件的命令非常的复杂，此外，为了减少不必要的编译时间，工程中主要采用增量编译的模式，这也对编译命令脚本的设计带来了风险。Makefile是一种按照增量编译模式设计的命令脚本。它建立了各个文件（可执行程序-目标文件-库文件-源代码文件等等）之间的依赖关系，根据依赖关系和修改时间，来决定哪些命令需要定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为Makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
  • 使用Makefile的步骤非常简单，先建立一个名为makefile或者是Makefile的文件，然后在里面写入符合语法规则的编译命令，完成以后只需要在文件所在目录使用make命令就能运行编译命令。
    make

3.3.2 规则、目标文件和依赖文件

  • Makefile文件的书写逻辑是这样的：首先，先确定需要生成的目标文件，然后，根据目标文件确定它所需的依赖文件，此后，递归地找到依赖文件的依赖文件，直到依赖文件是没有子依赖文件（例如，.c文件，.h文件等）。
  • 以上从目标文件来找到依赖文件的就是makefile当中的规则
  • 表述目标文件和依赖文件的规则需要采用如下的语法结构
[target]:[prerequisites]
<tab>[command]
  • 下面是一个简单的Makefile文件。可以看出，初始的目标文件是main，首先需要得到依赖文件main.o 和func.o，依赖文件又分别依赖于.c的代码文件，然后利用gcc -c命令得到.o的依赖文件，最后再执行gcc -o main main.o func.o得到main的可执行文件
main:main.o func.o
gcc -o main main.o func.o
main.o:main.c
gcc -c main.c
func.o:func.c
gcc -c func.c
  • Makefile会自动根据文件的修改时间来判断是否执行指令。如果目标比所有的依赖文件都要“新”，那么就不会执行有关这个目标的所有指令，这个规则对于依赖文件也生效，如果修改了某个原始代码文件，make命令只会根据修改时间，来调整有影响文件。

3.3.3 伪目标

  • 有些时候，使用make时并不希望得到最开始的目标文件，而是中间的目标文件。在make命令以后添加目标文件的名字就能完成需求
    make [target]
  • 例如使用make main.o可以只生成main.o这个目标文件，而不会执行前面的命令。
  • 利用上述特点，可以专门设置一些伪目标（.PHONY），伪目标并不是生成程序所必须的可执行文件或者依赖 文件，它们更加类似于实现其他功能的命令，例如清理二进制文件，重新生成代码等等
.PHONY:clean rebuild
rebuild:clean main
clean:
rm -rf main.o file.o main
  • 伪目标设计的主要是为了避免中间依赖文件和clean、rebuild重名的情况（这种情况，make命令会认为clean已经存在，就不再需要修改的情况），执行伪目标的用法和一般目标一样
make clean
make rebuild

3.3.4 变量

Makefile可以定义变量，在调用的时候，需要使用$()来引用变量（实际上就是字符串替换）

out = main #out代表了main，在运行的时候会进行字符串替代
$(out):main.o func.o
gcc -o $(out) main.o func.o

因为 = 定义变量会在执行的时候出现字符串替代，所以出现递归定义的时候，会进行递归展开。但是有些情况，我们不希望递归展开，只希望进行一次字符串替换，这种情况可以采用 := 来定义变量，这也是工作当中的主流用法

out := main #out代表了main，在定义完成的时候会进行字符串替代
$(out):main.o func.o
gcc -o $(out) main.o func.o

= 和 := 的区别可以从下面的例子当中区别，两次执行的结果会有区别

##case 1 =
#out = hello
#rout = $(out)
#out = world
#$(rout):
# @echo $(rout)
#case 2 :=
out := hello
rout := $(out)
out := world
$(rout):
@echo $(rout)

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编程日记 2025/8/13 22:20:22

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我想要实现一个通过使用C#、Semantic Kernel库、OpenAI GPT 4的API和以下使用C#开源库MathNet实现通过中文自然语言提示词中包含LATEX代码输入到系统，通过以下符号和数值计算和其它符号和数值计算程序输出计算结果和必要步骤的应用，这样的数学计算使用程序直接产生结果，可以…...

编程日记 2025/8/14 1:20:42

2025年03月中国电子学会青少年软件编程（Python）等级考试试卷（三级）真题

青少年软件编程&#xff08;Python&#xff09;等级考试试卷&#xff08;三级&#xff09; 分数&#xff1a;100 题数&#xff1a;38 答案解析&#xff1a;https://blog.csdn.net/qq_33897084/article/details/147341388 一、单选题(共25题&#xff0c;共50分) 1. 学校进行体…...

编程日记 2025/8/13 16:23:49

校平机：精密制造的“材料雕刻家“

在液晶面板生产线的无尘车间里&#xff0c;一片薄如蝉翼的玻璃基板正经历纳米级的形态修正&#xff1b;在新能源电池极片生产线上&#xff0c;铜箔以每秒5米的速度穿越精密辊系&#xff0c;完成微米级的平整蜕变。这些现代工业的"毫米级魔术"&#xff0c;都离不开一台…...

编程日记 2025/8/15 22:01:36

FPGA HR Bank如何支持ODELAY问题分析

目录 1.ODELAY简单介绍 2.IODELAY 的特性 3.IODELAY 的 资源支持的管脚 4.HR bank如何支持ODELAY固定延迟 1.ODELAY简单介绍 FPGA 中的 IODELAY（Input/Output Delay），这是 Xilinx（现 AMD）FPGA 中一种用于精确控制输入/输出信号时序延迟的硬件资源。以下是关于 IODELAY…...

编程日记 2025/8/15 21:19:24

深入解析C++驱动开发实战：优化高效稳定的驱动应用

深入解析C驱动开发实战&#xff1a;优化高效稳定的驱动应用 在现代计算机系统中&#xff0c;驱动程序&#xff08;Driver&#xff09;扮演着至关重要的角色&#xff0c;作为操作系统与硬件设备之间的桥梁&#xff0c;驱动程序负责管理和控制硬件资源&#xff0c;确保系统的稳定…...

编程日记 2025/8/14 8:21:33