【Linux】gcc/g++ 、make/Makefile、git、gdb 的使用

1. Linux编译器-gcc/g++

1.1 编译器gcc/g++的工作步骤

1. 预处理（进行宏替换)
   实例: gcc –E hello.c –o hello.i
2. 编译（生成汇编)
   实例: gcc –S hello.i –o hello.s
3. 汇编（生成机器可识别代码）
   实例: gcc –c hello.s –o hello.o
4. 链接（生成可执行文件或库文件)
   实例: gcc hello.o –o hello

1.2 函数库

1.2.1 函数库的作用及分类

函数库是在链接过程中涉及的重点

• 我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?
• 最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

函数库一般分为静态库和动态库两种。

• 静态库是指编译链接时,把库文件的代码全部加入到可执行文件中,因此生成的文件比较大,但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为“.a”
• 动态库与之相反,在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中,而是在程序执行时由运行时链接文件加载库,这样可以节省系统的开销。

1.2.2 动态链接和静态链接

动态链接和静态链接：

• 在Linux中，编译形成可执行程序，默认采用的就是动态链接–提供动态库
  tatic

• 在Linux中，如果要按照静态链接的方式，进行形成可执行程序，需要添加-static选项 – 提供静态库

• 如果我们没有静态库，但是我们就要-static，行不行呢? 不行

• 如果我们没有动态库，只有静态库，而且没有添加-static选项，gcc能找到吗-----能的，gcc默认优先动态链接，若没有动态库或动态库里没找到，就会使用静态链接，去静态库

• static的本质:改变优先级，并且让所有的连接要求全部变成静态链接

• 链接不一定是纯的全部动态链接或者静态链接，有时是混合的!

1.2.3 动态库和静态库的优缺点

动态库

• 优：动态库因为是共享库，有效的节省资源(磁盘空间，内存空间，网络空间等)
• 缺：动态库一旦缺失,导致各个程序都无法运行

静态库

• 优：静态库，不依赖库，程序可以独立运行
• 缺：体积大，比较消耗资源

1.3 gcc选项

• -E 只激活预处理,这个不生成文件,你需要把它重定向到一个输出文件（.i后缀）里面
• -S 编译到汇编语言不进行汇编和链接（.s后缀）
• -c 将汇编语言翻译成机器可识别代码（即可重定位目标二进制文件，简称目标文件）（.o后缀，.obj文件）
  目标文件：该类文件虽然已经是二进制文件，但是仍不能执行，需要经过链接才能执行
• -o 文件输出到指定文件
• -static 此选项对生成的文件采用静态链接
• -g 生成调试信息。GNU 调试器可利用该信息。
• -shared 此选项将尽量使用动态库，所以生成文件比较小，但是需要系统由动态库.
• -O0
• -O1
• -O2
• -O3 编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化,-O1为缺省值，-O3优化级别最高
• -w 不生成任何警告信息。
• -Wall 生成所有警告信息。

2. Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

• makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建
• make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件

2.1 .PHONY

.PHONY：使指令总是被执行
我们有时会看到这样的情况：

这是因为 mycode.c 文件已经生成了 mycode 文件，且之后没有修改 mycode.c 文件。
这样设计的优点：提高了效率
原理：通过对比 mycode.c 文件 和 mycode 文件 的最近修改时间的先后 来确定mycode.c 是否更新情况。
原理详细讲解：一定是源文件形成可执行，现有源文件，才有可执行，一般而言，源文件的最近修改时间比可执行文件要老。但如果我们更改了源文件，历史上曾经还有可执行，那么源文件的最近修改时间，一定要比可执行程序要新!所以只需要比较，可执行程序的最近修改时间和源文件的最近修改时间、(.exe 新于 .c 源文件是老的，不需要重新编译；.exe 老于.c源文件是老的，需要重新编译）
.PHONY：通过更改mycode.c 文件的修改时间（无论文件是否修改），来使mycode.c文件一定会被执行

2.2 尝试编写进度条程序

进度条程序的简单版（原理版）：

//processBar.c
#include"processBar.h"
#include<string.h>
#include<unistd.h>char bar[NUM];
memset(bar,'\0',sizeof(bar));const char* icon="|/-\\";
void processBar()
{int len=strlen(icon);int cnt=0;while(cnt<=TOP)  //每循环一次进度+1，循环了101次，最后一次加的进度，进度条没有被记录到缓存区{printf("[%-100s][%d%%][%c] \r",bar,cnt,icon[cnt%len]);fflush(stdout);bar[cnt++]=STYLE;   //进度+1;if(cnt<=99)   bar[cnt]=STYLE_TAIL;usleep(TIME);  //0.05s，单位是微秒。 unistd.h是头文件}printf("\n");}

//processBar.h
#pragma once#include<stdio.h>#define NUM 102
#define STYLE  '-'
#define STYLE_TAIL '>'
#define TIME 50000    //0.05s   总：5s
#define TOP 100extern void processBar();

 //main.c:
#include"processBar.h"
#include<unistd.h>int main()
{processBar();return 0;
}

输出结果截图：

修饰重装版（更完善、全面）：

//processBar.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"processBar.h"
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>//进度条
char bar[NUM];    //全局数组默认初始化为0//进度进行的旋转标志
const char* icon = "|/-\\";//把当前比率转化为进度条,并为下一次加一个小格（一个百分点）
//rate[0,100]
void processBar(int rate)
{if (rate < 0 || rate>100)   return;int len = strlen(icon);printf(ANSI_COLOR_GREEN"[%-100s]"ANSI_COLOR_END"[%d%%][%c]\r", bar, rate, icon[rate % len]);fflush(stdout);bar[rate++] = STYLE;if (rate <= 99)   bar[rate] = STYLE_TAIL; 
}void initbar()
{memset(bar, '\0', sizeof(bar));
}

//main.c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include"processBar.h"
#include<unistd.h>typedef void(*callback_t)(int);  //函数指针类型void download(callback_t cb)
{int total = 1000;  //总共1000MBint curr = 0;      //现在共加载0MBwhile (curr <= total){Sleep(50000);  //0.05s，模拟加载时间int rate = curr * 100 / total; //更新进度//processBar(rate);cb(rate);        //通过回调，显示进度curr += 10;  //因为processBar函数为下一个循环加载了一个百分点,//所以curr要加上total*1%==10，进度条、百分号才会一一对应；}printf("\n");initbar();
}int main()
{download(processBar);//download(processBar);return 0;
}

//processBar.h
#pragma once#include<stdio.h>#define NUM 102
#define STYLE  '='
#define STYLE_TAIL '>'
#define TIME 50000    //0.05s   总：5s
#define TOP 100#define ANSI_COLOR_GREEN   "\x1b[32m"
#define ANSI_COLOR_END   "\x1b[0m"extern void processBar(int rate);extern void initbar();

输出结果截图：

3. git

3.1 安装 git

yum install git

3.2 下载项目到本地

创建好一个放置代码的目录。
这里的 url 就是刚刚建立好的 项目 的链接

git clone [url]

3.3 三板斧第一招: git add

将代码放到刚才下载好的目录中
文件名是要上传的文件的名字

git add [文件名]

3.3 三板斧第二招: git commit

提交改动到本地

git commit -m "提交日志"

3.4 三板斧第三招: git push

git push

3.5查看三板斧的情况：git status

git status

4. Linux调试器-gdb

• 使用程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
• Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
• 要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序（gcc编译时）的时候, 加上 -g 选项，即必须是debug模式

4.1 gdb的使用

• list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
• list／l 函数名：列出某个函数的源代码。
• r或run：运行程序
• break(b) 行号：在某一行设置断点
• break 函数名：在某个函数开头设置断点
• info break ：查看断点信息。
• delete breakpoints：删除所有断点
• delete breakpoints n：删除序号为n的断点
• n 或 next：单条执行，逐过程，不进入函数
• s或step：进入函数调用，逐语句，进入函数
• p 变量：打印变量值。
• display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
• undisplay 编号：取消对先前设置的那些变量的跟踪
• until X行号：跳至X行
• finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令，可以快速的判断问题是不是出在某一个函数里
• c：从一个断点运行到另一个断点，与 r 功能差不多
• disable 断点编号：禁掉断点
• enable 断点编号：解除断点被禁状态
• quit、ctrl + d：退出gdb