makefile简单脚本编写和Linux调试器gdb的简单应用

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了makefile简单脚本编写和Linux调试器gdb的简单应用相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

目录

🏀1. 初识make/makefile

🥏1.1 背景

🏀2. Linux项目自动化构建工具-make/makefile

🥏2.1 普通方法编译

🥏2.2 利用make和makefile编译

🥏2.3 升级版编译

🥏2.4 函数版编译

🏀3. 第一个Linux程序---进度条

🥏3.1 缓冲区

🥏3.2 \\n和\\r的区别

🥏3.3 倒时游戏

🥏3.4 进度条的编写

🥅3.4.1 程序的编写

🥅3.4.2 脚本的编写

🥅3.4.3 运行结果的动图展示 

🏀4. gdb工具的简单使用

🥅如何在Linux让程序可调式

🥅gdb的调试


🏀1. 初识make/makefile

❤️首先先区分一下make和makefile;make是一条命令,makefile是一个文件!

🥏1.1 背景

❤️会不会写makefile,从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。
❤️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,makefile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。
❤️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是一个命令工具,是一个解释makefile中指令的命令工具,一般来说,大多数的IDE都有这个命令,比如:Delphi的make,Visual C++的nmake,Linux下GNU的make。可见,makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
❤️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。

🏀2. Linux项目自动化构建工具-make/makefile

❤️make和makefile到底有什么用呢?我们又怎么使用呢?

❤️我们不妨写一个小代码,就简单打印10遍hello world吧!我们把这个程序的实现写成项目的模式:contact.h表示头文件的包含,函数的声明等、contact.c具体函数的实现、main.c主函数和测试功能:

❤️这里又两个.c文件,我们要将这两个.c文件合成一个可执行文件,怎么办呢?两种方法!

🥏2.1 普通方法编译

❤️直接编译

     ⭐️这里直接用了.c文件是不合理的,最好是先转换成.o文件,然后利用.o文件一起编译生成mybin可执行文件!这里前面gcc编译器已经讲解,不在多说!

🥏2.2 利用make和makefile编译

❤️makefile两个核心构成:1.依赖关系  2.依赖方法 ;通常情况下缺一不可! 

❤️在当前目录再创建一个makefile/Makefile(都可以)文件;然后在makefile里面写如下脚本,直接make就能运行:

❤️脚本:

mybin:main.c contact.c
  2   gcc main.c contact.c -o mybin
  3 
  4 .PHONY:clean
  5 clean:
  6   rm -rf mybin  

❤️脚本详解 

    

❤️实操理解:

❤️脚本写好后,我们就用make和makefile共同来进行编译:

       ⭐️输入make我们调用makefile里面的脚本,直接就会生成mybin可执行文件;

       ⭐️输入make clean就会删除可执行文件mybin

🥏2.3 升级版编译

❤️对于上面我们虽然用的是make和makefile进行编译,但是还是直接调用的test.c直接生成mybin;但是我们在gcc编译器已经声明,最好使用.o目标文件去生成mybin;那么怎么实现呢?我们还是先给出脚本!

❤️脚本:

mybin:main.o contact.o
  2   gcc $^ -o $@
  3 
  4 %.o:%.c
  5   gcc -c $<
  6 
  7 .PHONY:clean
  8 clean:
  9   rm -rf *.o mybin 

❤️脚本详解

❤️这个脚本就没有上面那个好理解了,但是这样写的效果无疑是最好的,特别是.c文件越多越好;这里%.o代表任意文件,*.o代表所有文件;

   ⭐️(1) mybin:main.o contact.o;对于依赖关系不再是mybin依赖.c文件了;而是依赖.o文  件,main.o和contact.o文件

   ⭐️(2) gcc $^ -o $@;$^表示依赖文件列表(.o文件),$@表示目标文件(mybin);

   ⭐️(3)%o.%c;%c表示当前目录下的所有的.c文件;%.o表示对应的.c文件形成.o

   ⭐️(4)gcc -c $<;$<表示把所有的.c文件一个个拿出来,用gcc进行编译生成同名的.o文件

   ⭐️(5)最后删除基本一样的,区别就是多删除生成.o文件;*.o就表示以.o结尾的所有文件;

🥏2.4 函数版编译

❤️这里相信大家也发现了,2.3版本的编译虽然好,还是有很大问题;对于一个大工程,如果有很多.c文件,我们需要把所有对应的.o文件都要写出来吗?当然不是,这里就给大家一个函数的版本,可以了解一下!

❤️脚本:

CC=gcc -g    
ELF=mybin    
src = $(wildcard *.c)    
object = $(src:%.c=%.o)    
$(ELF):$(object)    
  @$(CC) $^ -o $@     
$(object):    
.PHONY:clean    
clean:    
  @rm -rf $(object) $(ELF) 

❤️这里先给大家介绍三个函数:wildcard函数、patsubst函数、notdir函数

   ⭐️wildcard函数:当前目录下匹配模式的文件,例如:src=$(wildcard *.c),找到所有的.c文 件,类似于find *.c;也可以写成src=$(shell find ‘*.c’),找到所有的.c文件。

   ⭐️patsubst函数:$(patsubst%.c,%.o,$src),这个不理解比较难记;可以写成下面这种方式:object=$(src:.c=.o),作用是把所有的.c文件转换成.o文件。

   ⭐️notdir函数:如果是多级目录呢?那就需要加上$(notdir $src),作用是去除目录的限制;不懂的同学也可以用:$(shell find -name '*.c');这句话就可以代替1,3的功能。

❤️脚本详解

    ⭐️这里我没有写太复杂,只用了wildcard函数;感兴趣的小伙伴可以自己学习一下上述的三个函数,尝试一下全用函数实现! 

🏀3. 第一个Linux程序---进度条

在写进度条之前我们先理解两个知识点!

1.缓冲区;  

2. \\n换行和\\r回车;

🥏3.1 缓冲区

我们就拿一段代码来提出问题:

❤️sleep(3)表示睡眠 3秒,需要的头文件是<unistd.h>,想要深度了解的不妨去man 3 sleep查看详情;

    ⭐️我们常见的就是后者带\\n;它是先打印在睡眠3秒;然后结束程序;

    ⭐️对于前者不带\\n先睡眠3秒然后直接打印结束;为什么呢?这就涉及到缓冲区的概念了!那么怎么不带\\n也能带到带\\n的效果呢?利用fflush刷新一下缓冲区!

    ⭐️缓冲区就是一块内存区域;刷新策略主要有三种:
         a.无缓冲(立即)
         b.行缓冲(\\n)
         c.全缓冲(缓冲区满了才缓冲)

   ⭐️程序退出,也会自动刷新!
❤️我们的进度条肯定是在同一行打印的,肯定不能用\\n进行换行;那么我们怎么让不带\\n达到带\\n的效果?这就需要fflush刷新缓冲区;fflush(stdout);刷新到显示器!

🥏3.2 \\n和\\r的区别

❤️对于\\n是换行,\\r是回车;我们都是知道的,但是你深入理解过这两个吗?其实这两个是和光标的位置有关系的!

❤️对于\\n(换行)

    ⭐️对于换行;我们写完一句话,写完了需要换行,它是对应着当前光标的位置另起一行!但是不从头开始,而是衔接着上一行的位置;比如:

但是C语言里的\\n实际上有两个功能换行和回车! 

❤️对于\\r(回车)

    ⭐️对于回车,并不会新起一行,而是在当前行回退到起始位置,原来的内容会被新的内容覆盖,比如:

我们目前就记住一句话:\\n既回车又换行,\\r只回车不换行!

🥏3.3 倒时游戏

 既然我们理解了前两个,不妨就写一个好玩的倒时小游戏,就利用\\n和\\r看看有什么区别!

❤️(1)用\\n

#include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>                                                                                                                                                                    
  3 int main()
  4 
  5   int i = 10;
  6   while(i)
  7   
  8      printf("%d\\n",i);
  9      sleep(1);
 10      i--;
 11   
 12 
 13   return 0;
 14 

⭐️运行效果动图如下:

❤️(2)用\\r

#include <stdio.h>
  2 #include <unistd.h>
  3 int main()
  4 
  5   int i = 9;                                                                                                                                                                           
  6   while(i)
  7   
  8      printf("%d\\r",i);
  9      fflush(stdout); //刷新缓存
 10      sleep(1);
 11      i--;
 12   
 13 
 14   return 0;
 15 

⭐️运行效果动图如下:

🥏3.4 进度条的编写

有了前面的一整套学习,我们就可以写我们的第一个Linux正式小程序了,进度条的编写!

🥅3.4.1 程序的编写

❤️我们还是分成三个部分:ProcBar.h头文件的包含等、ProcBar.c具体函数的实现、Main功能的测试!

❤️(1)Main.c

#include "ProcBar.h"
  2 int main()
  3 
  4   process_bar();                                                                                                                                                                       
  5   return 0;
  6 

 ⭐️主要包括函数的调用,用来测试功能!注意需要引头文件“ProcBar.h”

❤️(2)ProcBar.h

 #pragma once
 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>//sleep的头文件
 #include <string.h>//memset的头文件
 #define M 101
 void process_bar();

⭐️主要包括头文件的包含、宏的定义、函数的声名!

❤️(3)ProcBar.h 

#include "ProcBar.h"    
void process_bar()    
    
  char arr[M];    
  memset(arr,0,sizeof(arr));//初始化    
  const char* p = "|/-\\\\";    
  int i = 0;    
  while(i<=100)    
      
    printf("[%-100s][%-3d%%][%c]\\r",arr,i,p[i%4]);    
    fflush(stdout);    
    arr[i++] = '#';    
    usleep(50000);//1s = 1000ms 1ms = 1000um                                                                                                                                               
      
  printf("\\n");    
    
    

⭐️主要包括具体函数的实现!注意需要引头文件“ProcBar.h”

🥅3.4.2 脚本的编写

❤️我么还用前面学过的知识点,利用make和makefile进行编译链接!

❤️makefile脚本的编写

procbar:Main.o ProcBar.o    
  @gcc $^ -o $@    
    
%.o:%.c    
  @gcc -c $<    
    
.PHANY:clean    
clean:    
  @rm -rf procbar *.o  

⭐️脚本的解释我们前面都已经分析过了,这里只强调一点在前面加的@表示在make和make clean的时候不显示过程!

🥅3.4.3 运行结果的动图展示 

❤️程序的代码编写好了,脚本也完成了,接下来就是编译运行啦!请看下面动图效果!

🏀4. gdb工具的简单使用

🥅如何在Linux让程序可调式

❤️gdb --version查看系统中是否有gdb;直接输入gdb回车就能进入gdb的交互模式,退出输入q回车即可!发现系统没有gdb就自己安装,sudo yum -y install gdb即可!

❤️gdb:默认是以release版本的方式进行发布的!我们在学c的时候已经提过,调试版本是debug版本,包含了调试信息;并且debug生成的程序,体积上一定大于release;release是发布版本,是不支持调试的,一般默认会对代码进行优化!

❤️Linux 默认是release版本,如何改成debug版本呢?直接在Makefile脚本里的gcc编译时加一个参数-g就可以了!生成的是debug版本,包含着调试的信息,怎么查看呢?

readelf -Sh 可执行文件  |  grep debug即可,例如下面:

🥅gdb的调试

我们调试肯定需要一个程序,先写一个求前100和的程序,在写好nakefile里面的脚本,具体如下:

❤️代码

#include <stdio.h>
  2 int my_sum(int n)
  3 
  4   int i = 0;
  5   int sum = 0;
  6   for(i = 1;i<=n;i++)                                                                                       
  7   
  8     sum += i;
  9   
 10   return sum;
 11 
 12 
 13 int main()
 14 
 15   printf("process begin runing...\\n!");
 16   int result = my_sum(100);
 17   printf("result:%d\\n",result);
 18   printf("process end runing...\\n!");
 19 
 20   return 0;
 21 

❤️makefile脚本

mytest:test.o    
  @gcc $^ -o $@ -g "-g参数生成debug版本"                                                                        
%.o:%.c    
  @gcc -c $< -g     
.PHONY:clean    
clean:    
  @rm -rf *.o mytest  

❤️调试

❤️gdb mytest就可以进入交互模式;

    ⭐️输入l就可以看到代码;l 1可以看到第一行的代码,在回车就可以看到整个代码

    ⭐️打断点b+行号;

    ⭐️r运行代码,到断点处停止;如果没有断点r直接运行程序到结束;类似于VS中的F5

    ⭐️n(next)表示一步步代码往下走,是逐过程直接跳过函数,相当于VS中的F10;

    ⭐️s(step)表示逐语句,会进入函数内部,相当于VS中的F11

    ⭐️info b查看断点,并给断点表上新的数字(从1开始);

    ⭐️d 1删除断点,删除后info b在查看,就没有断点信息了 ;

    ⭐️c(continue):从一个断点直接跳转到另一个断点;

    ⭐️display常显示:display i 就可以看到i变量的变化,想看地址加上&i就可以了;

    ⭐️undisplay+数字,取消常显示;和删除断点一样,看新的编号,而不是行号

    ⭐️until + 行号:表示跳到指定行,一般用来跳出循环;

    ⭐️再次r,就可以重新运行到断点处,重新进行调试;

    ⭐️finish:会直接跳出函数内部,结束函数调用,然后停下;

    ⭐️q:跳出gdb,结束调试

以上是关于makefile简单脚本编写和Linux调试器gdb的简单应用的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

[Linux]编写一个简单的C语言程序,编写Makefile文件。

1编写一个简单Makefile模板

C开发编译与调试

C开发编译与调试

Linux中的Makefile

Linux makefile 调试库