linux系统编程 (四) gdb调试与makefile

1.gdb调试工具

程序中除了一目了然的Bug之外都需要一定的调试手段来分析到底错在哪。到目前为止我们的调试手段只有一种：根据程序执行时的出错现象假设错误原因，然后在代码中适当的位置插入printf，执行程序并分析打印结果，如果结果和预期的一样，就基本上证明了自己假设的错误原因，就可以动手修正Bug了，如果结果和预期的不一样，就根据结果做进一步的假设和分析。

本章我们介绍一种非常强大的调试工具gdb，可以完全操控程序的运行，使得程序就像你手里的玩具一样，叫它走就走，叫它停就停，并且随时可以查看程序中所有的内部状态，比如各变量的值、传给函数的参数、当前执行的语句位置等。掌握了gdb的用法以后，调试的手段就更加丰富了。但要注意，即使调试的手段非常丰富了，其基本思想仍然是“分析现象->假设错误原因->产生新的现象去验证假设”这样一个循环，根据现象如何假设错误原因，以及如何设计新的现象去验证假设，这都需要非常严密的分析和思考，如果因为手里有了强大的工具就滥用，而忽视了严谨的思维，往往会治标不治本地修正Bug，导致一个错误现象消失了但Bug仍然存在，甚至是把程序越改越错。

gcc -g main.c -o main
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常用命令

1.1 gdb调试

gdb调试工具：大前提，程序是自己写的

             -g:使用该参数编译可执行文件，得到调试表。
	gdb ./a.out
	list : l 2 列出源码 。根据源码指定行号设置断点。
	b:  	b20 在20行位置设置断点。
	run/r: 	运行程序
	n/next：	下一条指令（会越过函数）
	s/step:	下一条指令（会进入到函数里面去）
	p:	p   i  查看变量的数值。
	continue :继续执行断点后续

	其他指令：
		run:段错误：gdb直接run
		start:单步调试，运行程序，停在第一句执行语句。
		quit:结束gdb
		finish：结束当前函数调用
常见错误：
没有符号表：是编译的时候没有加-g
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2.Makefile 项目管理

2.1 用途

+ 项目代码编译管理
+ 节省编译项目时间
+ 一次编写终身受益
+ 操作示例文件：add.c sub.c mul.c dive.c main.c
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2.2 基本规则

Makefile由一组规则组成，规则如下：

目标:依赖
（tab）命令
如：add.o:add.c
(一个tab缩进)gcc –Wall –g –c add.c –o add.o
目标：要生成的目标文件
依赖：目标文件由哪些文件生成
命令：通过执行该命令由依赖文件生成目标
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2.2.1 三要素

• 目标
• 条件
• 命令

2.3 Makefile 工作原理

基本原则：
1.若想生成目标，检查规则中的依赖条件是否存在，如不存在，则寻找是否有规则用来 生成该依赖文件
2.检查规则中的目标是否需要更新，必须先检查它的所有依赖，依赖中有任一个被更 新，则目标必须更新

• 分析各个目标和依赖之间的关系
• 根据依赖关系自底向上执行命令
• 根据修改时间比目标新，确定更新
• 如果目标不依赖任何条件，则执行对应命令，以示更新

2.4 Makefile 变量

在Makefile中使用变量有点类似于C语言中的宏定义，使用该变量相当于内容替换， 使用变量可以使Makefile易于维护，修改内容变得简单
变量定义及使用：

foo = abc
bar = $(foo)
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定义了两个变量：foo、bar，其中bar的值是foo变量值的引用。

1、变量定义直接用'='
2、使用变量值用$(变量名)
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通常我们在Makefile中会定义一些变量，方便Makefile的修改维护

src = main.c func1.c func2.c
CC = gcc #arm-linux-gcc
CPPFLAGS : C预处理的选项 如：-I
CFLAGS：C编译器的选项 –Wall –g -c
LDFLAGS ：链接器选项 –L -l
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自动变量：

$@：表示规则中的目标
$<：表示规则中的第一个条件
$^：表示规则中的所有条件，组成一个列表，以空格隔开，如果这个列表中有重复的项则消除重复项。
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模式规则：
至少在规则的目标定义中要包含’%‘，’%‘表示一个或多个，在依赖条件中同样可以
使用’%‘，依赖条件中的’%’的取值，取决于其目标： 模式规则示例：

%.o:%.c
$(CC) –c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o $@
其中，“$@”表示依次取出目标值，$<表示依次取出依赖条件。
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注意：只有写成模式规则的时候，$<才表示了所有依赖条件的依次取值，否则只是取依 赖条件中的第一个。

2.5 Makefile 函数

src = $(wildcard *.c)
找到当前目录下所有后缀为.c的文件,赋值给src
obj = $(patsubst %.c,%.o, $(src))
把src变量里所有后缀为.c的文件替换成.o
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2.6 clean

• 用途：清除编译生成的中间.o文件和最终目标文件
• make clean 如果当前目录下有同名clean文件，则不执行clean对应的命令
• 伪目标声明：.PHONY:clean
• clean命令中的特殊符号
  – “-”此条命令出错，make也会继续执行后续的命令。如：“-rm main.o”
  – “@”不显示命令本身，只显示结果。如：“@echo”clean done“”
• 其它
  – make 默认执行第一个出现的目标，可通过make dest指定要执行的目标
  – distclean目标
  – install目标
  – make -C 指定目录 进入指定目录，调用里面的Makefile
  – make -n：只打印要执行的命令，不会真正执行命令
  – make -p：显示隐含规则数据库中的信息
  – make -C：切换到另一个目录中执行该目录下的Makefile
  – make -f：-f执行一个makefile文件名称，使用make执行指定的makefile

3.总结

Makefile 就是一个脚本文件：
脚本文件就是把一系列的命令放到一个文本里批量执行。
	命名：makefile或Makefile
	一个规则
		目标：依赖条件
		（一个tab）命令
		1.目标的时间必须晚于依赖条件的时间，否则，更新目录
		2.依赖条件如果不存在，找寻新的规则去产生依赖
	两个函数
		src=$(wildcard ./*.c):匹配当前目录下的所有.c文件。将文件名组成列表，赋值给变量src。src = add.c sub.c div.c
		obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)):将参数3中的，包含参数1的部分，替换为参数2.obj=add.o sub.o div .o 
	clean :(没有依赖)
		-rm -rf $(obj) a.out  "-":作用是，删除不存在的文件时候，不报错。顺序执行结束	
	make clean 只执行make里面的clean 
	make clean -n 模拟执行make 里面的clean
三个自动变量：
	$@:在规则的命令中，表示规则中的目标
	$<：在规则的命令中，还表示第一个依赖条件。如果将该变量应用在模式规则中，它可将依赖条件列表中的依赖依次取出，套用模式规则。
	$^：在规则的命令中，表示所有的依赖条件。

模式规则：
	%.o:%.c
        		gcc -c $< -o $@
静态模式规则：

	$(obj):%.o:%.c
        		gcc -c $< -o $@

伪目标：
	.PHONY:clean ALL


参数：
	-n：模拟执行make make clean
	-f:指定文件执行make命令
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