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嵌入式学习笔记:gcc和gdb学习总结
时间:2018-09-27作者:华清远见

【1】GCC 编译器

(1)GNU 工具

编译工具:把一个源程序编译为一个可执行程序

调试工具:能对执行程序进行源码或汇编级调试

软件工程工具:用于协助多人开发或大型软件项目的管理,如 make、CVS、Subvision其他工具:用于把多个目标文件链接成可执行文件的链接器,或者用作格式转换的工

具。

(2)部分相关资源

http://www.gnu.org/

http://gcc.gnu.org/

http://www.kernel.org/

http://www.linux.org/

http://www.linuxdevices.com/

http://sourceforge.net/index.php

(3)GCC 简介

全称为 GNU CC ,GNU 项目中符合 ANSI C 标准的编译系统

编译如 C、C++、Object C、Java、Fortran、Pascal、Modula-3 和 Ada 等多种语言

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%

一个交叉平台编译器 ,适合在嵌入式领域的开发编译 gcc 所支持后缀名解释

.c C 原始程序

.C/.cc/.cxx C++原始程序

.m Objective-C 原始程序

.i 已经过预处理的 C 原始程序

.ii 已经过预处理的 C++原始程序

.s/.S 汇编语言原始程序

.h 预处理文件(头文件)

.o 目标文件

.a/.so 编译后的库文件

(4)GCC 编译器的版本

GNU Compiler Collection

C, C++, Objective-C, Fortran, Java, Ada

http://gcc.gnu.org

(5)编译器的主要组件

1)分析器:分析器将源语言程序代码转换为汇编语言。因为要从一种格式转换为另一

种格式(C 到汇编),所以分析 2)器需要知道目标机器的汇编语言。

3)汇编器:汇编器将汇编语言代码转换为 CPU 可以执行字节码。

4)链接器:链接器将汇编器生成的单独的目标文件组合成可执行的应用程序。链接器需要知道这种目标格式以便工作。

5)标准 C 库:核心的 C 函数都有一个主要的 C 库来提供。如果在应用程序中用到了 C 库中的函数,这个库就会通过链接器和源代码连接来生成最终的可执行程序。

(6)GCC 的基本用法和选项

Gcc 最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]

-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。

-I dirname,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。

-L dirname,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,是在链接过程中使用的参数。

(7)GCC 的错误类型及对策

1)第一类∶C 语法错误

错误信息∶文件 source.c 中第 n 行有语法错误(syntex errror)。

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。

2)第二类∶头文件错误

错误信息∶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。

3)第三类∶档案库错误

错误信息∶链接程序找不到所需的函数库(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。

4)第四类∶未定义符号

错误信息∶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。

(8)GCC 使用实例

#include

int main(void)

{

int i,j;

j=0;

i=j+1;

printf(“hello,world\n”);

printf(“the result is %d\n”,i);

}

编译:

执行:

$ gcc –o test test.c

$ ./test

查看更详细的信息:

$ gcc –v –o test test.c

(9)GCC 编译过程

GCC 的编译流程分为四个步骤:

预处理(Pre-Processing)

编译(Compiling)

汇编(Assembling)

链接(Linking)

(10)生成预处理代码

$ gcc –E test.c -o test.i

用 wc 命令,查看这两个阶段代码大小: $ wc test.c test.cpp

916127test.c

842 193416498 test.cpp

851 195016625 总用量

test.i 比 test.c 增加了很多内容,主要是放在系统提供的 include 文件中的。(11)生成汇编代码

检查语法错误,并生成汇编文件

$ gcc –S test.c –o test.s

(12)生成目标代码

方法一,用 gcc 直接从 C 源代码中生成目标代码:

$ gcc –c test.s –o test.o

方法二,用汇编器从汇编代码生成目标代码:

$ as test.s –o test.o

(13)生成可执行程序

将目标程序链接库资源,生成可执行程序

$ gcc test.s –o test

./test

【2】GDB 调试工具

(1) 调试器--Gdb 调试流程

首先使用 gcc 对 test.c 进行编译,注意一定要加上选项‘-g’

# gcc -g test.c -o test

# gdb test

(2) Gdb 调试流程

查看文件

(gdb) l

设置断点

(gdb) b 6

查看断点情况

(gdb) info b

运行代码

(gdb) r

查看变量值

(gdb) p n

单步运行

(gdb) n

(gdb) s

恢复程序运行

(gdb) c

帮助

(gdb) help [command]

(3)Gdb 的使用切记点

在 gcc 编译选项中一定要加入‘-g’。

只有在代码处于“运行”或“暂停”状态时才能查看变量值。

设置断点后程序在指定行之前停止

(4)Gdb 调试

运行被调试程序,设置所有的能影响该程序的参数和变量。

保证被调试程序在指定的条件下停止运行。

当被调试程序停止时,让开发工程师检查发生了什么。

根据每次调试器的提示信息来做响应的改变,以便修正某个错误引起的问题


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