Linux下C和C++开发基础

Linux下C和C++开发基础 作者 阿江 日期 2009-3-23 4:57:00

基本编程概念
n 编程语言：C 、C++
n 编译(compile)：源文件（.c）->目标文件(.o)
n 连接(link)：目标文件(.o)->可执行文件
n 库(library)：静态连接库(.a)、动态连接库(.so)

Linux下开发工具
n编辑器：vi、emacs、窗口编辑器
n编译器：GCC
n调试器：GDB
n可执行文件工具：Binutils
n连接器：ld
n汇编程序：as
n库管理工具：ar
n可执行文件符号管理：nm
n显示可执行文件信息：objdump

简单程序示例(C语言)：
n hello.c
/***************************

＃i nclude <stdio.h>
int main(int argc,char **argv)
{
printf("HelloWorld!\n");
return 0;
}
/***************************
n编译方法：gcc –o hello hello.c
n运行方法：./hello
简单程序示例(C++语言)：

n hello.cpp
/*******************************

＃i nclude <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char **argv)
{
cout << "Hello World!“ << endl;
return 0;
}

/*******************************
n 编译方法：g++ –o hello hello.cpp
n 运行方法：./hello
GCC编译器
n GNU平台下主流编译器
n目前最新稳定版4.0
n官方网站：http://gcc.gnu.org
n支持编译语言：C、C++、Objective-C、
Objective-C++、Java、Fortran、Ada
n跨平台支持：支持几乎所有主流操作系统，如
Linux、UNIX、Windows等。支持多种硬件平
台，如X86、ARM、PPC、MIPS等
n交叉编译功能

编译相关文件路径
n头文件
n一般在/usr/include目录下
n库文件
n一般在/lib、/usr/lib目录下
n某些库在其他目录下，如X Window相关库一般在
/usr/X11R6/lib目录下
n编译器、连接器核心文件
n一般在/usr/lib/gcc-lib/<target>/<version>目录下

Linux下函数库
n静态库(.a)和动态库(.so)
n库命名：lib开头，库版本号
n库链接
n标准库：
n动态加载库：ld-linux.so(/lib)
n标准C库：libc.so(/lib)
n标准C++库：libstdc++.so(/usr/lib)
n数学库：libm.so(/lib)

GCC使用用法
n基本用法：
n gcc [options] file…
n示例：gcc –o hello hello.c，编译hello.c为可执行文件
hello(自动连接标准C库libc.so)
n示例：gcc –o hello hello.c –lm，编译hello.c为可执行
文件hello，连接数学库libm
n示例：g++ -o hello hello.cpp，编译hello.cpp为可执行
文件hello，自动连接标准C++库libstdc++.so

GCC常用选项
-v ：显示gcc版本信息及其相关信息
n示例：gcc -v
n可用于查看gcc核心文件信息及其编译配置选项
n -o：生成可执行文件名
n示例：gcc -o hello hello.c
n -c：仅编译成中间目标文件(.o)，不连接
n示例：gcc -c hello.c，将生成hello.o
n -S：由源程序生成汇编文件(.s)
n示例：gcc -S hello.c，将生成hello.s
-E：对源程序仅进行预处理，输出到标准输出上（可
用于分析预处理如define的问题）
n 示例：gcc -E hello.c> hellop.c
n -I：指定头文件所在路径
n 示例：gcc -Iinclude -o hello hello.c
n -L：指定库文件所在路径
n 示例：gcc –o hello hello.c -Llib -ltest
n -l：指定连接的库文件
n 示例：同上
n -D：定义宏
n 示例：gcc -D DEBUG=3 -o hello hello.c
-On：代码优化选项，以产生更小和更快的目标代码，
n表示优化级别，如-O1,-O2,-O3等
n 示例：gcc -O2 -o hello hello.c
n -m<arch>：针对特定处理器的优化，如-m386，-m586等
n 示例：gcc -m586 -o hello hello.c
n -g：产生调试代码，用于gdb调试工具
n 示例：gcc -g -o hello hello.c
n -pg：产生用于性能测试的附加信息，供gprof程序使用
n 示例：gcc -pg -o hello hello.c
n -Wall：显示所有警告信息
n 示例：gcc -Wall -o hello hello.c




GNU调试工具gdb
n基本功能：
n设置断点，暂停程序执行
n监视运行状态下变量值
n单步执行代码
n汇编、反汇编
n调试信息
n源程序编译时加上-g选项，保证目标程序内含调试
信息，方便gdb调试时显示代码行、变量名等。


GDB调试示例程序test.c

＃i nclude <stdio.h>
int main()
{
int i,j;
j=0;
for(i=0;i<10;i++)
{
j+=2;
printf(“j=%d\n”,j);
}
}

GDB调试命令
n 编译：gcc -g -o test test.c
n 运行gdb：gdb test
n gdb命令：
n help：可查看gdb命令帮助
n gdb命令可采用缩写，如list可缩写为l
n 列出源文件：list
n 设置断点：break
n 示例：break 6，在第6行设置断点
n 示例：break <filename>:<linenum>，在特定源文件的特定行设置断点
n 示例：break <>，在函数上设置断点
n 示例：break *<address>，在特定地址上设置断点
n 运行：run，在断点处程序暂停

GDB调试命令
n 打印变量值：print，printf
n 示例：print i，打印变量i的值
n 示例：print i=10，将变量i赋值为10
n 示例：printf “0x%x\n”,j+20，按格式打印变量值
n 设置表达式观察点：awatch、watch
n 功能：awatch当变量被读写时暂停程序运行，watch当变量发生改变时暂停程序运行
n 示例：awatch j，当j发生改变时暂停运行，显示原值和新值；j被读时显示当前值
n 继续运行：continue
n查看当前断点：info break
n清除断点：clear
n示例：clear 6，清除第6行设置的断点
n删除断点：delete
n示例：delete 2，删除编号为2的断点
n屏蔽断点：disable
n示例：disable 2，暂时使编号为2的断点失效
n激活断点：enable
n示例：enable 2，重新激活编号为2的断点
n条件断点：
n示例：break 8 if j==8，每执行到第8行检测j的值，如果j=8则程序暂停
n其他断点命令：
n ignore：忽略断点特定次数
n tbreak：设置临时断点，仅执行一次
n单步运行：step，跟踪到函数内部
n单步运行：next，不跟踪到函数内部
n显示表达式值：display，每运行到断点均显示值
n显示display的表达式：info display
n删除display的表达式：delete display <编号>
n设置变量值：set variable
n示例：set variable i=8
n打印当前堆栈信息：backtrace
n设置运行时参数：set args
n源程序编译时-l选项可自动连接相应动态库
n查看目标文件使用的动态库ldd
n示例：ldd hello
n动态库路径
n默认/lib，/usr/lib
n由/etc/ld.so.conf指定
n ldconfig程序根据/etc/ld.so.conf重建动态库cache
n ld-linux.so动态库负责完成动态链接
n环境变量LD_LIBRARY_PATH

n全称：executable and linkable format
n目标文件：可重定位文件(relocatable，.o)，可执行文件，静态库，动态库等
n ELF文件组成
n文件头ELF header
n程序段，典型的段.text(代码段)、.bss(未初始化的数据段)、.data(初始化的数据段)
n重定位和位置无关代码(PIC)

二进制文件工具binutils
n 用于查看和操作二进制文件
n 包含工具：
n 连接器：ld
n 汇编器：as
n 转换地址到源程序行：addr2line
n 建立、修改函数库：ar
n 列出目标文件的符号表：nm
n 目标文件转换和拷贝：objcopy
n 显示目标文件信息：objdump
n 删除目标文件中的符号表：strip
n 显示elf文件信息：readelf

二进制文件工具使用示例
n查看目标文件基本信息
n示例：readelf –h hello
n查看目标文件中的符号
n示例：nm hello
n查看目标文件中的段信息
n示例：objdump –h hello
n反汇编目标文件
n示例：objdump –d hello
n删除目标文件中的符号，减小文件大小
n示例：strip hello
n显示可执行文件中的常量串
n示例：strings hello

编程帮助
n man：用于查看标准命令、系统调用和函数库等的用法
n示例：man sleep(查看标准命令sleep)
n示例：man 3 sleep(查看函数sleep的用法)
n Info：查看命令用法，类似Web页面
n示例：info gcc，查看gcc用法
n示例：info libc，查看标准C函数