嵌入式Linux操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn) 4-1Vi 使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：學(xué)會(huì)用 vi編輯器實(shí)驗(yàn)要求：熟練使用該節(jié)所介紹的 vi創(chuàng)建、編輯、保存文件實(shí)驗(yàn)器材 ：軟件：1.安裝了 Ubunt 的vmware 虛擬機(jī)硬件： PC機(jī)一臺(tái)實(shí)驗(yàn)步驟：1. 在當(dāng)前目錄下鍵入命令 vi hello.c 創(chuàng)建名為 hello.c 的文上圖是在命令行模式下2. 鍵入 i進(jìn)入插入模式3. 在插入模式下輸入文字hello word!4. 按Esc 鍵退出到命令行模式5. 按shift+; 鍵，即：鍵進(jìn)入底行模式6. 鍵入 wq保存退出7. 將文件 /etc/samba/smb.conf 拷貝到當(dāng)前目錄下， 下面的實(shí)驗(yàn)步驟是為了讓大家能夠熟練使用 vi中的

2、常見(jiàn)操作。命令： cp /etc/samba/smb.conf ./8. 用vi打開(kāi)文件 smb.conf ，設(shè)定顯示行號(hào)，指出 “Share Definitiongs 的”所在行號(hào)在底行模式下，輸入： set nu 顯示行號(hào)這樣就可以看到 “Share Definitions 所在”的行為 246 行。9. 將光標(biāo)移動(dòng)到 248 行命令： 248G即在命令行模式下輸入 248shitf+g10. 復(fù)制改行以下 6行內(nèi)容命令： 6yy11. 將光標(biāo)移動(dòng)到最后一行行首命令： G，即 shift+g12. 粘貼復(fù)制的內(nèi)容命令： p13. 刪除12步粘貼的 6行命令： 6dd14. 撤銷(xiāo)第 13 步

3、的操作命令： u15. 查找字符串 “Share Definitions ” 命令： /Share Definitions16. 強(qiáng)制退出 vi，不存盤(pán)命令： q！17. 總結(jié)：對(duì)vi編輯的使用必須非常的熟練，因?yàn)?vi編輯器是非常常用的。以后編輯程序、查看文檔、修改配置文件等操作都會(huì)用到，所以大家要多練習(xí)。實(shí)驗(yàn) 4-2Gcc 程序編譯實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：學(xué)會(huì)使用 gcc編譯器及各種常用編譯選項(xiàng)的使用理解庫(kù)設(shè)計(jì)的功能：1) 代碼的封裝保密2) 代碼模塊化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：1、編寫(xiě)一應(yīng)用程序，使用 gcc 進(jìn)行編譯，并分別使用-o,-g,-static,-o2 等選項(xiàng)2、靜態(tài)庫(kù)和動(dòng)態(tài)庫(kù)的使用實(shí)驗(yàn)器材 ：軟件

4、：安裝了 ubunt 12.4的vmware虛擬機(jī)硬件： PC機(jī)一臺(tái)第1題實(shí)驗(yàn)步驟：先用 vi編輯 hello.c 文件，內(nèi)容如下：int sum_int(int a, int b)return a+b;int main()int a=2,b=3,c;c=sum_int(a, b);printf(“sum of a and b is %dn”,c);目標(biāo)文件gcc 指令的一般格式為：gcc 選項(xiàng) 要編譯的文件選項(xiàng) 例：使用 gcc 編譯命令，編譯 hello.c 生成可執(zhí)行文件 hello ，并運(yùn)行 hello命令： #gcc hello.c o hello上面的命令一步由 .c 文件生成了可

5、執(zhí)行文件，將 gcc的四個(gè)編譯流程 :預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接一步完成，下面將介紹四個(gè)流程分別做了什么工作。E選項(xiàng)的使用-E選項(xiàng)的作用：只進(jìn)行預(yù)處理，不做其他處理。例：只對(duì) hello.c 文件進(jìn)行預(yù)處理，生成文件 hello.i ，并查看命令： #gcc E hello.c o hello.i使用命令 #cathello.i 查看 hello.i 文件的內(nèi)容可以看到頭文件包含部分代碼 #include <stdio.h> 經(jīng)過(guò)預(yù)處理階段之后，編譯器已將 stdio.h 的內(nèi)容貼了進(jìn)來(lái)。S選項(xiàng)的使用-S選項(xiàng)的作用：只是編譯不匯編，生成匯編代碼例：將 hello.i 文件只進(jìn)行編譯而

6、不進(jìn)行匯編，生成匯編代碼hello.s命令： gcc S hello.i o hello.s使用命令 #cat hello.s 查看 hello.s 的類(lèi)容c選項(xiàng)的使用-c選項(xiàng)的作用：只是編譯不連接，生成目標(biāo)文件 “.o” 例：將匯編代碼 hello.s 只編譯不鏈接生成 hello.o 文件命令： #gcc c hello.s o hello.o使用 objdump -d hello.o命令查看反匯編代碼將編譯好了的 hello.o 鏈接庫(kù)，生成可執(zhí)行文件hello命令： #gcc hello.o o hellstatic 選項(xiàng)的使用-static 選項(xiàng)的作用：鏈接靜態(tài)庫(kù)例：比較 hello

7、.c 鏈接動(dòng)態(tài)庫(kù)生成的可執(zhí)行文件 hello 和鏈接靜態(tài)庫(kù)生成的可執(zhí)行文件 hello1 的大小命令： #gcc hello.c o hello#gcc hello.c o static hello1可以看到靜態(tài)鏈接庫(kù)的可執(zhí)行文件 hello1 比動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的可執(zhí)行文件 hello 要大的多，他們的執(zhí)行效果是一樣的。-g選項(xiàng)的使用-g 選項(xiàng)的作用：在可執(zhí)行程序中包含標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試信息例：將 hello.c 編譯成包含標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試信息的可執(zhí)行文件hello2命令： #gcc g hello.c o hello2帶有標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試信息的可執(zhí)行文件可以使用 gdb調(diào)試器進(jìn)行調(diào)試，以便找出邏輯錯(cuò)誤。O2 選項(xiàng)的使用-

8、O2 選項(xiàng)的作用：完成程序的優(yōu)化工作。例：將 hello.c 是用 O2優(yōu)化選項(xiàng)編譯生成可執(zhí)行文件 hello1 ，和正常編譯產(chǎn)生的可執(zhí)行文件 hello 進(jìn)行比較2、實(shí)驗(yàn)步驟：1、建立 project 目錄，其子目錄結(jié)構(gòu)如下，2、在 src 文件夾編寫(xiě) main.c 主程序，參考代碼如下：編譯運(yùn)行，通過(guò)，之后做如下調(diào)整：1) 在include 文件夾下新建頭文件 myhead.h, 將main.c 程序中，包含頭文件語(yǔ)句和函數(shù)聲明語(yǔ)句刪除并添加到 myhead.h中。在src 文件夾下編寫(xiě) sum.c 文件，將 main.c 程序函數(shù)的實(shí)現(xiàn)部分移動(dòng)到,sum.c 中。將 myhead.h 包

9、含到 main.c 中。myhead.h的參考代碼如下 :main.c的參考代碼如下：2) 目錄結(jié)構(gòu)如下：3) 由于頭文件 myhead.h與mian.c 不在用一個(gè)目錄下， 編譯時(shí)必須加入-I 選項(xiàng)來(lái)鏈接指定目錄的頭文件，gcc main.c sum.co main I./include/myhead.h4) 繼續(xù)修改代碼，將 sum.c 制作為靜態(tài)庫(kù) sum.a, 并將其保存到 lib 目錄中。并將 sum.c源程序剪切到桌面暫時(shí)保存。并且為了實(shí)驗(yàn)效果，將 lib 文件夾下用 touch 命令創(chuàng)建兩個(gè)庫(kù)文件。目錄結(jié)構(gòu)如下：靜態(tài)庫(kù)的制作及加載的一般方法如下：gcc sum.c -c -o s

10、um.o -I ./include/->先得到 *.o 的目標(biāo)文件（可重定位）ar -crs libsum.a add.o->通過(guò) ar 歸檔工具，將 add.o 生成靜態(tài)庫(kù)文件庫(kù)方法（庫(kù)加載方式）： gcc main.c -o main -I ./include -L ./ -lsum -static- 靜態(tài)編譯（通過(guò) -static指定）-靜態(tài)編譯使用的是靜態(tài)庫(kù)-> libxxx.a編譯完成后運(yùn)行 main 程序，并嘗試將 main.c 拷貝到其它目錄下程序能否正確運(yùn)行，從而驗(yàn)證鏈接靜態(tài)庫(kù)生成的可執(zhí)行程序，程序在運(yùn)行時(shí)，不依賴庫(kù)，因?yàn)榫幾g時(shí)已經(jīng)將庫(kù)中的代碼添加到目標(biāo)文件中

11、了，并且系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)態(tài)編譯而不是靜態(tài)編譯。分析動(dòng)態(tài)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)并寫(xiě)到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中：優(yōu)點(diǎn)：執(zhí)行時(shí)不需要再額外加載，速度快缺點(diǎn)：全部代碼被編譯進(jìn)程序，體積大5) 動(dòng)態(tài)庫(kù)的制作及鏈接方法：將保存的 sum.c 制作成動(dòng)態(tài)庫(kù)gcc sum.c -c -o sum.o -I ./include/->先得到 *.o 的目標(biāo)文件（可重定位）gcc -shared -fPIC sum.o -o libsum.so->生成位置無(wú)關(guān)的共享庫(kù)文件并將生成的動(dòng)態(tài)庫(kù) libsum.so ，移動(dòng)到 lib 目錄中庫(kù)加載方法：gcc main.c -o main -I ./include -L ./ -lsum生成可

12、執(zhí)行程序 main, 程序的運(yùn)行卻要依賴動(dòng)態(tài)庫(kù)，原因及解決方法如下：程序編譯時(shí)：需要加載對(duì)應(yīng)的庫(kù)文件，庫(kù)文件的位置？/lib/usr/lib如果所需的頭文件不在標(biāo)準(zhǔn)頭文件目錄，則需要通過(guò)-L選項(xiàng)指定->-L庫(kù)文件路徑-l指定庫(kù)文件名稱-> libadd.so ->-ladd動(dòng)態(tài)庫(kù)文件參與鏈接-運(yùn)行前，必須確保庫(kù)文件在準(zhǔn)確的庫(kù)文件加載路徑中，否則將提示加載失??！解決方法：1 ） 將庫(kù)文件拷貝到標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)路徑（/lib/usr/lib）2 ） 確認(rèn)自定義生成的庫(kù)文件在自定義目錄中，如：/home/gec/project/lib修改環(huán)境變量 LD_LIBRARY_PATH ->

13、指定路徑 exportLD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/gec/project/lib 如果想長(zhǎng)期有效，需要修改系統(tǒng)的配置文件，例如：/etc/bash.bashrc3 ） 修改系統(tǒng)的庫(kù)文件加載配置文件：在該文件中添加庫(kù)的新路徑（ /home/gec/project/lib）使能：ldconfig理解動(dòng)態(tài)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 大部分加載的庫(kù)代碼不被編譯進(jìn)程序，只保留調(diào)用的信息符號(hào)，在執(zhí)行時(shí)再調(diào)用，體積小缺點(diǎn)：執(zhí)行時(shí)再額外加載， 速度慢；對(duì)運(yùn)行環(huán)境中庫(kù)文件有依賴 （必須在執(zhí)行的環(huán)境中有相應(yīng)的庫(kù)文件）知識(shí)點(diǎn)：1、系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)態(tài)編譯，所謂動(dòng)態(tài)編譯，編譯器優(yōu)先鏈

14、接動(dòng)態(tài)庫(kù)，只有在鏈接的動(dòng)態(tài)庫(kù)不存在的時(shí)候才會(huì)鏈接靜態(tài)庫(kù)，除非自己指定是靜態(tài)編譯（ -static ）。2、動(dòng)態(tài)編譯時(shí)，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)庫(kù)，只有靜態(tài)庫(kù)->系統(tǒng)將靜態(tài)庫(kù)鏈接入程序，影響程序的體積等價(jià)于： 靜態(tài)庫(kù)中的代碼，直接加載到當(dāng)前文件，成為程序的一部分。實(shí)驗(yàn) 4-3GDB 程序調(diào)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：學(xué)會(huì) gdb 調(diào)試器的使用實(shí)驗(yàn)要求：編寫(xiě)一應(yīng)用程序，使用 gdb 調(diào)試，調(diào)試中使用到該小結(jié)所介紹的所有命令實(shí)驗(yàn)器材 ：軟件：1.安裝了 Ubunt 的vmware 虛擬機(jī)硬件： PC機(jī)一臺(tái)實(shí)驗(yàn)步驟：先用 vi編輯文件 test.c 用于 geb 調(diào)試器調(diào)試，內(nèi)容如下：將test.c 文件編程成包含標(biāo)準(zhǔn)

15、調(diào)試信息的文件test命令： #gcc g test.c o test啟動(dòng) gdb 進(jìn)行調(diào)試命令： gdb test可以看到 gcb 的啟動(dòng)界面中顯示了 gdb的版本、自由軟件等信息，然后進(jìn)入了由 “gdb”開(kāi)頭的命令行界面。l（list ）命令l命令用于查看文件，如下圖：可以看到每行代碼前面都有對(duì)應(yīng)的行號(hào)，這樣方便我們?cè)O(shè)置斷點(diǎn)。b（breakpoint ）命令b用于設(shè)置斷點(diǎn)，斷點(diǎn)調(diào)試是調(diào)試程序的一個(gè)非常重要的手段，設(shè)置方法：在 “b”命令之后加上對(duì)應(yīng)的行號(hào)，如下圖：在gdb中可以設(shè)置多個(gè)斷點(diǎn)。 代碼運(yùn)行時(shí)會(huì)到斷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行之前暫停，上圖中，代碼就會(huì)運(yùn)行到第 7行之前暫停（并沒(méi)有運(yùn)行第 7行）。

16、info 命令info 命令用于查看斷點(diǎn)情況，設(shè)置好斷點(diǎn)后可以用它來(lái)查看，如下圖：r（ run）命令r命令用于運(yùn)行代碼， 默認(rèn)是從首行開(kāi)始運(yùn)行， 也可以在 r后面加上行號(hào)，從程序中指定行開(kāi)始運(yùn)行。可以看到程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處就停止了。p（print ）命令p命令用于查看變量的值， 在調(diào)試的時(shí)候我們經(jīng)常要查看某個(gè)變量當(dāng)前的值與我們邏輯設(shè)定的值是否相同，輸入 p+變量名即可，如下圖：可以看到 result 在第6行已被賦值為零，而 i目前還沒(méi)有被賦值所以是一個(gè)隨機(jī)數(shù)，在主函數(shù)里看不到 num 的值，只有進(jìn)入子函數(shù)才能看到。s（step ）命令s命令用于單步運(yùn)行，另外 n（next ）命令也用于單步運(yùn)行

17、，它們的區(qū)別在于：如果有函數(shù)調(diào)用的時(shí)候， “s”會(huì)進(jìn)入該函數(shù)而“n”不會(huì)進(jìn)入該函數(shù)。下面是 s命令的使用：可以看到進(jìn)入了 sum 子函數(shù)，這時(shí)候就能看到num 的值為100 。n（next ）命令n命令用于單步運(yùn)行，下面是n命令的使用：和s命令的運(yùn)行效果對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)，使用 n命令后，程序顯示函數(shù)sum 的運(yùn)行結(jié)果并向下執(zhí)行，而使用 s命令后則會(huì)進(jìn)入到 sum 函數(shù)之中單步運(yùn)行。finish 命令finish 命令用于運(yùn)行程序，直到當(dāng)前函數(shù)結(jié)束。例如我們進(jìn)入了sum 函數(shù)，使用 finish 命令的情況：當(dāng)我們調(diào)試的時(shí)候如果覺(jué)得某個(gè)函數(shù)存在問(wèn)題，進(jìn)入函數(shù)體調(diào)試后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題不在這個(gè)函數(shù)，那么我們就可以

18、使用 finish 命令運(yùn)行程序，直到當(dāng)前函數(shù)結(jié)束。c命令c命令用于恢復(fù)程序的運(yùn)行， 例如我們?cè)谝粋€(gè)程序中設(shè)置了兩個(gè)斷點(diǎn)，而覺(jué)得問(wèn)題不會(huì)出在這兩個(gè)斷點(diǎn)之間的代碼上。那么我們可以在查看完第一個(gè)斷點(diǎn)的變量及堆棧情況后， 使用 c 命令恢復(fù)程序的正常運(yùn)行，代碼就會(huì)停在第二個(gè)斷點(diǎn)處。q(quit) 命令q命令用于退出 gdb 調(diào)試器實(shí)驗(yàn) 5-2Makefile實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：學(xué)會(huì)編寫(xiě) Makefile實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)現(xiàn)一應(yīng)用程序， 該程序由兩個(gè) c文件構(gòu)成，使用 makefile 來(lái)完成該程序的編譯實(shí)驗(yàn)器材 ：軟件：安裝了 Ubunt 的vmware 虛擬機(jī)硬件： PC機(jī)一臺(tái)實(shí)驗(yàn)步驟：一、先用 vi編輯一個(gè)簡(jiǎn)單的 c程序，由兩個(gè)文件組成，文件 fun.c 內(nèi)容文件 main.c 的內(nèi)容文件 fun.h 的內(nèi)容使用 gcc 編譯命令直接編譯出可執(zhí)行文件 main ，并運(yùn)行查看結(jié)果。命令： #gcc fun.c main.co main用vi編輯 makefile ，內(nèi)容如下所示：退出并保存，在 shell 中鍵入 make ，查看并運(yùn)行產(chǎn)生的可執(zhí)行文件 main ：用 vi打開(kāi) makefile 進(jìn)行改寫(xiě)，用變量進(jìn)行替換，經(jīng)變量替換后的 makefile 如下所示：退出保存后，在shell 中