【Ubuntu】gcc与Makefile操作

叁歲伎倆 2024-04-26 01:34 10阅读 0赞

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#### 阅读指南 ####

*  什么是gcc？
 *  gcc处理源代码的流程
 *  gcc常用的参数选项
 *  Ubuntu下的C程序
 *  gdb的简单使用
 *  直接采用gcc编译文件的问题
 *  Makefile
 *  多层次目录结构的Makefile

## 什么是gcc？ ##

*  **Linux** 环境下编译 **C** 语言程序的工具

在命令终端输入：`gcc -v` 可以查询当前系统安装的 **gcc** 版本

如果我们有 **hello.c** 的 **C** 语言源代码，那么编译的命令是：`gcc -o hello hello.c`

## gcc处理源代码的流程 ##

1.  预处理阶段：对 **.c** 文件的包含、预处理等语句的处理，并生成名为 **test.i** 的中间文件
2.  编译阶段：以 **test.i** 为输入，编译生成汇编语言文件 **test.s**
3.  汇编阶段：以 **test.s** 为输入，生成目标文件 **test.o**
4.  链接阶段：将使用到库函数链接到可执行程序中的正确位置，形成二进制代码文件

## gcc常用的参数选项 ##

*  `-c`：仅生成拓展名为 **.o** 的目标文件，不链接生成可执行文件
 *  `-o 文件名`：指定 **gcc** 可执行文件名，系统默认生成的可执行文件名为 **a.out**
 *  `-g`：编译时加入调试信息，使得后期方便对程序进行调试，主要是为支持 **gdb** 的调试

## Ubuntu下的C程序 ##

那么在 **ubuntu** 中我们怎么来创建和编辑 **C** 语言程序呢？

很简单

1.  使用 Ctrl \+ Alt \+ t 打开终端
2.  使用 `mkdir 文件夹名` 来创建文件夹
3.  使用 `touch mytest.cpp` 创建 **C** 文件
4.  创建完 **C** 文件后，我们需要进行编写文件。**ubuntu** 中提供了一个程序编辑软件 **gedit**，我们借助命令 `gedit mytest.cpp` 就会弹出编辑对话框，如何就可以在其中进行编辑，当然你也可以选择找到 **mytest.cpp** 后双击打开
5.  编辑完记得保存文件
6.  在命令行中输入 `gcc mytest.cpp` 编译文件，若没有出错则编译成功
7.  编译成功后会生成一个可执行文件 **a.out**，在命令行中输入 `./a.out` 运行程序

**mytest.cpp**

![在这里插入图片描述][25cb872edfa14e63a7d86a1a006d857d.png]

操作如图：

![在这里插入图片描述][fc594ab558ca4af783b28a8b5f8d2cbe.png]

编译后可以发现多了一个 **a.out** 文件

![在这里插入图片描述][e1f5db7add274d4c97561e00be673660.png]

刚才的编译是没有带参数的，下面我们试试看使用带参数的编译

![在这里插入图片描述][2d5007c3549f417fa92ad6df88358789.png]

## gdb的简单使用 ##

**什么是 gdb ?**

*  **gdb** 是 **gnu** 开源组织发布的、用来调试 **C** 程序的调试工具

**怎么使用？**

*  `gdb 程序名`

**常用的 gdb 功能如下**

*  `list 命令`：显示程序源代码
 *  `break 行号`：给程序对应的行号打断点
 *  `break 函数名`：给函数的入口设置断点
 *  `info break`：查看全部断点信息
 *  `delete 断点号`：删除对应编号的断点
 *  `run`：开始运行程序，直到遇到断点
 *  `continue`（缩写为 **c**）：程序继续执行
 *  `next`（缩写为 **n**）：执行下一语句
 *  `quit`：退出调试

## 直接采用gcc编译文件的问题 ##

当一个应用程序涉及到的 **C** 语言源代码文件达到成百上千后，直接采用 **gcc** 编译会出现以下问题：

*  手动去敲每个编译命令不现实
 *  当修改某个文件时，要避免对所有的文件进行编译链接，只对依赖该文件的部分进行重新编译链接，节省时间

## Makefile ##

**什么是Makefile?**

*  自动化编译 **C** 语言程序的脚本工具

**为什么需要 Makefile 呢？**

*  为了解决 **gcc** 编译的不足

**如何使用 Makefile？**

*  根据应用程序的文件数量，依赖关系等书写 **Makefile** 编译脚本
 *  包含 **Makefile** 编译脚本的目录下，敲击 **make** 命令

创建两个文件：**cal.c** 和 **add.c**

![在这里插入图片描述][7a5ba4e4aa114b70b010866bbfdf2a62.png]

![在这里插入图片描述][6c82e153627a4619ad1ecc04f9024cab.png]

对应的 **Makefile**：

cal: cal.o add.o
    	gcc -o cal cal.o add.o
    cal.o: cal.c 
    	gcc -c cal.c
    add.o: add.c 
    	gcc -c add.c

冒号左边的文件依赖于右边的文件

在 **cal.c** 和 **add.c** 文件的同目录下创建一个名为 **Makefile** 的文本文件：

![在这里插入图片描述][91f9a0568b534b6b92962eacc5a427e1.png]

**Makefile 的自动推导功能**

**make** 命令可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，**make** 会自动识别并自己推导命令。只要 **make** 查到某个 **.o** 文件，它就会自动把相关的 **.c** 加到依赖文件中

![在这里插入图片描述][717efadd2cc544818bc8aae2a56097e3.png]

**Makefile 常用的符号**

*  **$@**：表示当前目标文件的名字
 *  **$^**：表示用空格隔开的所有依赖文件
 *  **$<**：表示第一个依赖文件
 *  **$+**：与 **$^** 类似，只是没有排除重复的条件
 *  **$\***：目标的主文件名，不包含拓展名

简化的 **Makefile** 如下：

cal: cal.o add.o
    	gcc -o $@ $^
    cal.o: cal.c 
    	gcc -c $<
    add.o: add.c 
    	gcc -c $<

## 多层次目录结构的Makefile ##

之前的案例：**cal.c**、**add.c** 源代码与 **Makefile** 在同一个目录

现在：**cal.c** 和 **add.c** 位于 **src** 目录，而 **Makefile** 位于 **src** 的父级目录

要求：编译 **cal.c** 和 **add.c** 文件，并将可执行文件放置于父级目录

环境需要自己准备，记得将 **Makefile** 改成这样：

![在这里插入图片描述][087e5e0cd83643ce95e6c1ee505dfce6.png]

编译运行过程：

![在这里插入图片描述][3d2b330b7bff4eab8e9d33387e3e173d.png]

清理掉不需要的文件：

![在这里插入图片描述][47aaf57f54074be482443d5a42ef2ddc.png]

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