在Linux系统下用命令行编译调试C++

可能会下雨 / 2024-04-29 / 原文

在Linux系统下用命令行编译调试C++

在Linux系统下用命令行编译调试C++
- 一、编译
  - 1. 单文件编译
  - 2. 多文件编译
  - 3. 链接第三方动态库
- 二、调试
  - 1. 启动和退出
  - 2. 查看源代码：list/l
  - 3. 断点：breakpoint/br、watchpoint
  - 4. 单步、步入、跳出
  - 5. 计算表达式命令：expression/expr、p、po
  - 6. 操作内存：memory read/x、memory write
  - 7. 获取当前线程调用栈：thread backtrace/bt
  - 8. 一些进阶操作

总结 Ubuntu 下使用 clang 和 lldb 对 C++ 进行编译调试的常用命令。

贴一下系统及工具版本：

mayrain@PC-HOME-Y:~$ cat /etc/os-release
PRETTY_NAME="Ubuntu 22.04.4 LTS"
NAME="Ubuntu"
VERSION_ID="22.04"
VERSION="22.04.4 LTS (Jammy Jellyfish)"
VERSION_CODENAME=jammy
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="https://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
UBUNTU_CODENAME=jammy

mayrain@PC-HOME-Y:~$ cat /proc/version
Linux version 5.15.146.1-microsoft-standard-WSL2 (root@65c757a075e2) (gcc (GCC) 11.2.0, GNU ld (GNU Binutils) 2.37) #1 SMP Thu Jan 11 04:09:03 UTC 2024
mayrain@PC-HOME-Y:~$ clang++ --version
Ubuntu clang version 14.0.0-1ubuntu1.1
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin

mayrain@PC-HOME-Y:~$ lldb --version
lldb version 14.0.0

一、编译

这里仅介绍常用的单文件及多文件编译，包括第三方库的链接。复杂项目还是直接上IDE哈哈哈。

注意，ubuntu默认是不安装libc++的，我在网上没搜到有什么方便的安装方式，干脆自己编译一下，过程记录如下（参考llvm官网编译指引）：

git clone https://github.com/llvm/llvm-project.git ./llvm

cd llvm

mkdir build

cmake -G Ninja -S runtimes -B build -DCMAKE_C_COMPILER=clang -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++ -DLLVM_ENABLE_RUNTIMES="libcxx;libcxxabi;libunwind"

ninja -C build cxx cxxabi unwind

ninja -C build check-cxx check-cxxabi check-unwind 

ninja -C build install-cxx install-cxxabi install-unwind

1. 单文件编译

将源文件 main.cpp 编译为可执行文件 foo：

clang++ -Wall -g -std=c++11 -stdlib=libc++ main.cpp -o foo

2. 多文件编译

首先准备三个文件：

add.h

int add(int a, int b);

add.cpp

#include <iostream>

using namespace std;

int add(int a, int b)
{
	int ret = a + b;
	cout << "sum of " << a << " and " << b << " is " << ret << endl;
	return ret;
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <set>
#include "add.h"

using namespace std;

template <typename T>
void print(const T& v)
{
    for (auto iter = v.begin(); iter != v.end(); iter++)
    {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main(int argc, char** argv) 
{
    cout << "hello lldb!" << endl;
    
    int i = 42;
    int *pi = &i;
    
    int i2 = 15;
    int i3 = add(i, i2);
    
    string s("A lazy dog jumps over the fox");
    string *ps = &s;

    vector<int> iv = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    
    set<int> is;
    is.insert(0);
    is.insert(42);

    print(iv);
    print(is);

    return 0;
}

将以上代码编译为可执行文件 foo：

clang++ -Wall -g -std=c++11 -stdlib=libc++ main.cpp add.cpp -o foo

编译器默认会在当前目录中寻找头文件，所以这里无需单独指定包含目录。

3. 链接第三方动态库

以 opencv 为例：

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    string path = "./cv_test.png";
    Mat img = imread(path);
    namedWindow("cv_test", 0);
    resizeWindow("cv_test", 1024, 768);
    imshow("cv_test", img);
    waitKey(0);
    return 0;
}

编译以上示例程序的命令为：

clang++ -Wall -g -std=c++11 -stdlib=libstdc++ -I /usr/local/include/opencv4 -L /usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_highgui -lopencv_imgproc -lopencv_imgcodecs main.cpp -o foo

为什么改成 -stdlib==libstdc++ ？

因为 opencv 库是使用 libstdc++ 进行编译的，如果两者不一致，会报cv::imread函数找不到定义。细节可以看这篇文章