Makefile及gdb的使用方法介绍

• makefile网址：跟我一起写Makefile — 跟我一起写Makefile 1.0 文档

• makefile

  • 本质

    • 是一个工程管理文件

    • 作用

      • 简化编译流程

  • 理论基础

    • gcc 分步编译（4步）

      • 预处理->编译->汇编->链接

    • makefile

      • 将.c文件生成二进制文件.o（汇编）

      • 使用.o文件完成最后的链接过程

  • 文件的作用

    • 简化了编译流程，不需要将全部源文件重新编译

    • 如果源文件发生修改，只需要重新编译发生修改的源文件即可，节省了编译时间

    • Makefile会检查文件的时间戳，如果有文件时间戳更新(修改文件就会重新生成)

  • make工具

    • 读取make文件

      • 默认执行第一个目标

        • 只写一条规则，会自动推导前面的运行过程

      • 当目录下有Makefile和makefile 两个文件时，默认读取小写字母开头的文件

      • make的标准使用格式:

        • make 目标

        • 直接运行Makefile中指定目标的那条规则

      • make -f 指定文件

        • make -f 文件名 目标名

        • 不读入默认文件，读入指定文件的指定目标

    • makefile文件是make工具的唯一读入文件

  • Makefile文件的书写

    • 由规则，变量，条件编译及函数构成

  • 规则的构成

    • 由多条规则构成，每一条规则包含

      • 目标：依赖 编译指令

        • 一般指令是指 依赖 生成 目标 的过程

        • 指令前不是Tab键而是四个空格则会报错

    • 一条规则中一定要有一个目标，一条规则中可以有多个依赖

    • 一条规则可以没有依赖，只执行某些指令

    • 一条规则可以没有指令，只描述目标和依赖之间的关系

  • 第一版Makefile

    • all:fun fun.o:fun.c gcc -c fun.c -o fun.o fun:fun.o main.o gcc fun.o main.o -o fun main.o:main.c gcc -c main.c -o main.o clean: rm *.o fun

      • 如果依赖的时间戳比目标的时间戳更新，目标会重新生成

      • 只写一条规则，Makefile会进行自动推导(Makefile在每次运行前，会自动生成文件依赖树)

  • make中的变量

    • 变量赋值

      • =

        • 递归赋值

          • 变量名 = 变量的值 (Makefile中赋值运算符两侧可以有空格也可以没有空格)

          • 获取变量的值为其最后一次赋值的结果

            • 调用时不管是在其最后一次赋值前还是后

      • :=

        • 立即赋值

          • 赋值为当前值

      • +=

        • 追加赋值

          • 连续赋值多次，且不覆盖

            • 将这一次的值添加在之前值的后面，并用空格隔开

      • ?=

        • 条件赋值

          • 只能被赋值一次，相当于常量，不可修改

      • 使用变量的值:${}、$()、$

        • 推荐使用$()和shell脚本做区分

  • 第二版Makefile

    • 引入变量

      • EXE=fun

        • 保存可执行文件

      • OBJs+=fun.o

      • OBJs+=main.o

      • CC=gcc

        • Makefile中表示使用的编译器的自动变量

      • CFLAGS=-c -o

        • 保存编译参数

    • EXE=FUN OBJs+= fun.o OBJs+=main.o CC=gcc CFLAGS=-c -o all:$(EXE) $(EXE):$(OBJs) $(CC) $(OBJs) -o $(EXE) fun.o:fun.c $(CC) $(CFLAGS) -c -o fun.o fun.c main.o:main.c $(CC) $(CFLAGS) -c -o main.o main.c clean: rm $(OBJs) $(EXE)

    • 引入自动变量和通配符

      • 自动变量

        • $@:所有的目标

        • $^:所有的依赖

        • $<:第一个依赖

          • 针对于一条规则而言的， 不是针对整个Makefile文件

      • EXE=FUN OBJs+= fun.o OBJs+=main.o CC=gcc CFLAGS=-c -o all:$(EXE) $(EXE):$(OBJs) $(CC) $^ -o $@ %.o:%.c $(CC) $(CFLAGS) $@ $^ clean: rm $(OBJs) $(EXE)

  • 第三版Makefile

    • 引入通配符:

      • *:通配所有情况

      • %:是一种(字符串的)模式匹配，在Makefile中的作用是,有一个.o，就匹配一个同名的.c

      • %.o:%c

        • 从上一条规则中，获取到需要两个.o文件，fun.o和main.o，使用%进行模式匹配，

        • %匹配相同的部分，有一个fun.o就能匹配到一个fun.c，有一个main.o就能匹配到一个main.c

    • EXE=FUN OBJs+= fun.o OBJs+=main.o CC=gcc CFLAGS=-c -o all:$(EXE) $(EXE):$(OBJs) $(CC) $^ -o $@ %.o:%.c $(CC) $(CFLAGS) $@ $^ clean: rm $(OBJs) $(EXE)

  • 伪目标

    • 在makefile中有些目标并不需要生成文件，也没有文件依赖，往往把这样的目标定义为伪目标，为了防止因为同名文件而不能执行目标的情况发生

    • clean

      • 直接将目标定义为伪目标 .PHONY : clean 将clean定义为伪目标

    • 伪目标的作用

      • 不会检查时间戳，直接执行规则中的内容

  • 引入函数

    • make工具内置函数是帮助程序员查找文件信息的，所以要求在查找路径下，只有程序需要的.c文件，没有其他程序的.c文件

    • wildcard（通配符）

      • 根据给定的条件，获取指定的文件名(找文件名的功能)

      • $(wildcard 指定字符串的格式)

      • $(wildcard *.c)

        • 找到当前路径下，所有.c文件的文件名

    • patsubst（字符串替换）

      • 模式匹配替换字符串

      • $(patsubst 源格式,目标格式,要替换的字符串)

      • $(patsubst %.c,%.o,1.c 2.c)

        • 获取到1.c和2.c字符串，根据模式匹配,得到1.o和2.o中字符串

      • 每一个参数之间以逗号作为分隔，要替换的字符串之间以空格作为分隔

  • 第四版Makefile

    • 引入内置函数

    • EXE=fun #保存可执行文件 FILES=$(wildcard *.c) #保存了所有.c文件的文件名 OBJs=$(patsubst %.c,%.o,$(FILES)) #使用patsubst将所有的.c字符串替换成.o字符串 CC=gcc #Makefile中表示使用的编译器的自动变量 CFLAGS=-c -o #保存编译参数 all:$(EXE) $(EXE):$(OBJs) $(CC) $^ -o $@ %.o:%.c $(CC) $(CFLAGS) $@ $^ .PHONY:clean #将clean定义为伪目标 clean: @rm $(OBJs) $(EXE) #@取消指令的回显

  • gdb调试工具

    • 用于调试代码中的逻辑错误，而非语法错误

    • gdp调试流程

      • 生成可以使用gdb调试的可执行文件

        • gcc -g xxx.c

        • 生成的a.out文件可以使用gdb调试

      • 进入gdb工具

        • gdb 可执行文件名

          • 使用gdb工具开始调试可执行文件

      • 查看源文件内容

        • l(list):查看.c文件的前10行，如果代码超出10行，再输入l

      • 工具指令

        • b 行号

          • 在指定行数打断点

        • r

          • 让程序运行，会停在断点处

        • n

          • 让程序向下执行一步 (如果碰到函数，不能进入函数内部)

        • s

          • 让程序向下执行一步 (如果碰到函数，可以进入函数内部，继续执行)

        • p 变量名

          • 打印变量的值

        • q

          • quit退出gdb工具

    • 调试core文件

      • core何时生成：当程序出现重大错误时，会生成一个临时的镜像文件，保存程序状态(段错误)

      • 由于系统的权限问题，不是每一次段错误都会生成core文件

      • ulimit -a 查看文件的权限

        • help ulimit

        • core file size如果为0该文件不会生成

        • ulimit -c unlimited 使用指令取消限制

        • 若上面的指令不能执行，则执行以下指令

        • sudo bash -c "echo core > /proc/sys/kernel/core_pattern"

      • 需要同时gdb 可执行文件和core文件

        • gdb a.out core

        • 程序会停在发生错误的一行

    • 调试正在运行的程序

      • 需要在后台终端运行可执行文件

      • ./a.out &

        • 会终端回显进程号

        • ps -ajx | grep a.out

          • 查找指定进程的进程号

      • gdb -p 进程号