chapter14

hisun9發表於2024-11-05

APT

第一題

問題

首先，編寫一個名為 null.c 的簡單程式，它建立一個指向整數的指標，將其設定為NULL，然後嘗試對其進行釋放記憶體操作。把它編譯成一個名為 null 的可執行檔案。當你執行這個程式時會發生什麼？

自己寫的

輸出如下：

無任何輸出或錯誤提示。

第二題

問題

接下來，編譯該程式，其中包含符號資訊（使用-g 標誌）。這樣做可以將更多資訊放入可執行檔案中，使偵錯程式可以訪問有關變數名稱等的更多有用資訊。透過輸入 gdb null，在偵錯程式下執行該程式，然後，一旦 gdb 執行，輸入 run。gdb 顯示什麼資訊？

補充：

gcc 的 -g 標誌

gcc 的 -g 標誌用於在編譯時生成除錯資訊，這些除錯資訊可以幫助在程式崩潰或出現錯誤時使用偵錯程式（如 gdb）進行除錯。使用 -g 標誌時，編譯器會將符號資訊和原始碼行號等除錯資訊嵌入到可執行檔案中，這樣你就可以更方便地跟蹤程式的執行情況。

使用方法：

在使用 gcc 編譯原始碼時，加入 -g 標誌即可：
```
gcc -g -o output_program source_file.c
```
- -g 會在編譯過程中將除錯資訊新增到可執行檔案中。
- -o output_program 是指定輸出檔案的名稱。
- source_file.c 是你的原始碼檔案。
編譯完成後，你可以使用偵錯程式（如 gdb）進行除錯：
```
gdb ./output_program
```
除錯時，偵錯程式會使用 -g 標誌生成的除錯資訊，顯示原始碼、變數值等除錯資訊，幫助定位問題。
gcc 的 -o 標誌（小寫的o）

gcc 的 -o 標誌用於指定輸出檔案的名稱。預設情況下，gcc 編譯器將生成一個名為 a.out 的可執行檔案，但使用 -o 標誌可以自定義輸出檔案的名稱。

語法：
```
gcc [原始檔] -o [輸出檔名]
```
gcc 的 -O 標誌（大寫的O）

gcc 的 -O 標誌用於啟用最佳化，目的是透過編譯器最佳化程式碼來提高程式的執行效率。-O 後面可以跟不同的數字，以表示不同級別的最佳化。最佳化級別的選擇影響編譯過程的時間、生成的程式碼的執行效率以及可執行檔案的大小。

-O 標誌的使用：
- -O0（預設值）：不進行最佳化。
  
  這是編譯器的預設行為，適用於除錯階段，編譯速度快，生成的程式碼沒有經過最佳化，便於除錯。
```
gcc -O0 source_file.c -o output_program
```
- -O1：進行基本最佳化。
  
  啟用一些基本的最佳化，提升程式的效能，同時不會顯著增加編譯時間。適用於一般情況下的最佳化。
```
gcc -O1 source_file.c -o output_program
```
- -O2：進行更高階的最佳化。
  
  啟用更強的最佳化手段（例如刪除不必要的程式碼、最佳化迴圈等），可以顯著提高程式的執行效率，編譯時間會相對較長。
```
gcc -O2 source_file.c -o output_program
```
- -O3：進行最大化最佳化。
  
  啟用所有 -O2 的最佳化，並進一步進行更多的最佳化，目的是提高程式的效能，適用於對效能要求極高的程式。編譯時間和生成的程式碼大小都會增加。
```
gcc -O3 source_file.c -o output_program
```
- -Os：最佳化程式碼大小。
  
  進行最佳化以減少程式的大小，而不是最大化執行速度。這在記憶體受限的環境中非常有用（例如嵌入式系統）。
```
gcc -Os source_file.c -o output_program
```
- -Ofast：進行快速最佳化。
  
  啟用所有的 -O3 最佳化，並且還啟用一些可能不符合標準的最佳化，進一步提高程式的執行速度。
```
gcc -Ofast source_file.c -o output_program
```
總結：
- -O0：不進行最佳化，適合除錯。
- -O1：基本最佳化，編譯速度較快。
- -O2：更強的最佳化，適合大多數應用。
- -O3：最大化最佳化，提升效能但增加編譯時間和檔案大小。
- -Os：最佳化程式大小，適用於記憶體限制的環境。
- -Ofast：最大化效能最佳化，適合對速度要求極高的情況。