嵌入式linux系統(tǒng)與應(yīng)用編程基礎(chǔ)

Linux編程基礎(chǔ)部門日期

版本管理修改記錄

審核記錄版本號(hào).作者描述修改日期V01edwardCreated2014-06-01V02xushanModified2014-12-16版本號(hào).職務(wù)簽名修改日期

內(nèi)容組成GCC程序編譯GDB程序調(diào)試Makefile工程管理

GCC簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介

Linux系統(tǒng)下的GCC(GNUCCompiler)是GNU推出的功能強(qiáng)大、性能優(yōu)越的多平臺(tái)編譯器，是GNU的代表作之一，GCC可以在多種硬件平臺(tái)上編譯出可執(zhí)行程序，其執(zhí)行效率與一般的編譯器相比提高了20%~30%。

GCC程序編譯過程編譯過程GCC編譯器能將C、C++語言的源程序、匯編程序編譯、鏈接成可執(zhí)行文件。在Linux系統(tǒng)中、可執(zhí)行文件沒有統(tǒng)一的后綴，系統(tǒng)從文件的屬性來區(qū)分可執(zhí)行文件和不可執(zhí)行文件在使用GCC編譯程序是，編譯過程可分為四階段: 1)預(yù)處理(Pre-Processing) 2)編譯(Compiling) 3)匯編(Assembling) 4)鏈接(Linking)

文件類型

GCC通過后綴來區(qū)別輸入文件的類別:后綴名文件類型.cC語言源碼文件.a由目標(biāo)文件構(gòu)成的庫文件.C/.cc/.cxxC++源代碼文件.h頭文件.i預(yù)處理后的C源代碼文件.ii預(yù)處理后C++源代碼文件.o編譯后的目標(biāo)文件.s匯編語言源代碼文件.S經(jīng)過預(yù)編譯的匯編源代碼文件GCC文件類型

GCC演示示例(hello.c): #include<stdio.h> intmain(void) { printf(“hellozynq!\n”); retrun0; }

編譯和運(yùn)行這段程序: #gcchello.c–ohello #./hello

輸出：hellozynq!

GCC基本用法GCC基本用法 gcc[options]filename options：編譯器所需要的編譯選項(xiàng) filename：要編譯的文件名options編譯選項(xiàng) gcc編譯器的編譯選項(xiàng)大約有100多個(gè)，其中多數(shù)我們根本就用不到，這里只介紹其中最基本、最常用的參數(shù).–ooutput_filename：確定可執(zhí)行文件的名字為output_filename.如果不給這個(gè)選項(xiàng)，gcc就給出預(yù)設(shè)的可執(zhí)行文件a.out

GCC程序編譯–c：只編譯，不鏈接成可執(zhí)行文件，編譯器只是由輸入的.c等源代碼文件生成.o為后綴的目標(biāo)文件。–g：產(chǎn)生調(diào)試工具(GNU的gdb)所必要的符號(hào)信息，要想對(duì)編譯出的程序進(jìn)行調(diào)試，就必須加入這個(gè)選項(xiàng)。-O:對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化編譯、鏈接，采用這個(gè)選項(xiàng)，整個(gè)源代碼會(huì)在編譯、鏈接過程中進(jìn)行優(yōu)化處理，這樣產(chǎn)生的可執(zhí)行文件的執(zhí)行效率可以提高，但是，編譯、鏈接的速度相應(yīng)地要慢一些。-O2：比-O更好的優(yōu)化編譯、鏈接，當(dāng)然整個(gè)編譯、鏈接過程會(huì)更慢。

GCC程序編譯示例(test.c)#include<stdio.h>intmain(void){ doublecounter; doubleresult; doubletemp; for(counter=0;counter<2000.0*2000.0/20.0;counter+=5-1/4){ temp=counter/1979; result=counter; } printf("Resultis%lf\n",result); return0;}

GCC程序編譯 #gcctest.c–otest #time./test #gcc–Otest.cotest #time./test

對(duì)比兩次執(zhí)行的輸出結(jié)果不難看出，程序的性能的確得到了很大幅度的改善

GCC程序編譯-ldirname：將dirname所注冊(cè)的目錄加入到程序的頭文件目錄列表中。C程序中的頭文件包含兩種情況(1)#include<a.h>(2)#include“b.h”

對(duì)于<>,預(yù)處理程序cpp在系統(tǒng)預(yù)設(shè)的同文件目錄(如/usr/include)中搜尋相應(yīng)的文件；而對(duì)于“”，cpp在當(dāng)前目錄中搜尋頭文件，這個(gè)選項(xiàng)的作用是告訴cpp，如果當(dāng)前目錄中沒有找到需要的頭文件，就到指定的dirname目錄中去尋找。例:gcctest.c–l/home/include–otest

GCC程序編譯–Ldirname：將dirname所指出的目錄加入到庫文件的目錄列表中，在默認(rèn)狀態(tài)下，鏈接程序ld在系統(tǒng)的預(yù)設(shè)路徑中(如/usr/lib)尋找所需要的庫文件，這個(gè)選項(xiàng)告訴鏈接程序，首先到-L指定的目錄中去尋找，然后再到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的路徑中尋找-lname：在鏈接時(shí)，裝載名字為libname.a的函數(shù)庫，該函數(shù)庫位于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目錄或者由-L選項(xiàng)確定目錄下，如，-lm表示鏈接名為libm.a的數(shù)學(xué)函數(shù)庫。

例:gcctest.c–L/home/lib–lm–otest

GCC程序編譯-static：靜態(tài)鏈接庫文件

例:gcc–statictest.c–otest

庫有動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩種，動(dòng)態(tài)庫通常用.so為后綴，靜態(tài)庫用.a為后綴。當(dāng)使用使用靜態(tài)庫時(shí)，連接器找出程序所需要的函數(shù)，然后將他們拷貝到可執(zhí)行文件，一旦李連杰成功，靜態(tài)程序庫也就不需要了，然而，對(duì)于動(dòng)態(tài)庫而言，就不是這樣，動(dòng)態(tài)庫會(huì)在執(zhí)行程序內(nèi)流下一個(gè)標(biāo)記，指明當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，首先必須載入這個(gè)庫。由于動(dòng)態(tài)庫節(jié)省空間，linux下進(jìn)行連接的缺省操作是首先連接動(dòng)態(tài)庫。

GCC程序編譯-Wall：生成所有的警告信息-w：不生成任何警告信息-DMACRO:定義MARCRO宏，等效于在程序中使用#defineMARCRO

內(nèi)容組成GCC程序編譯GDB程序調(diào)試Makefile工程管理

GDB程序調(diào)試簡(jiǎn)介 GDB是GNU發(fā)布的一款功能強(qiáng)大的程序調(diào)試工具。GDB主要完成以下三個(gè)方面的功能:啟動(dòng)被調(diào)試的程序讓被調(diào)試的程序在指定的位置停住當(dāng)程序被停住時(shí)，可以檢查程序狀態(tài)

GDB程序調(diào)試示例(tst.c)#include<stdio.h>intmain(void){ inti; longresult=0; for(i=0;i<=100;i++){ result+=i; } printf("Result=%ld\n“,result); return0;}

GDB程序調(diào)試編譯生成可執(zhí)行文件: #gcc–gtst.c–otst啟動(dòng)GDB #gdbtst在main函數(shù)處設(shè)置斷點(diǎn) (gbd)breakmain運(yùn)行程序 (gdb)run單步運(yùn)行 (gbd)next繼續(xù)運(yùn)行 (gbd)continue

GDB程序調(diào)試GDB命令解析list(l)：查看程序break(b)函數(shù)名：在某個(gè)函數(shù)入口處添加斷點(diǎn)break(b)行號(hào)：在指定的行添加斷點(diǎn)break(b)文件名:符號(hào)：在指定文件的指定行添加斷點(diǎn)break(b)行號(hào)if條件：當(dāng)條件為真時(shí)，指定行號(hào)處斷點(diǎn)生效，例如b6ifi=12,當(dāng)i等于12時(shí)第6行斷點(diǎn)生效infobreak：查看所有設(shè)置斷點(diǎn)delete斷點(diǎn)編號(hào)：刪除斷點(diǎn)run(r)：開始運(yùn)行程序

GDB程序調(diào)試next(n)：?jiǎn)尾竭\(yùn)行程序(不進(jìn)入子函數(shù))step(s)：?jiǎn)尾竭\(yùn)行(進(jìn)入子函數(shù))continue(c)：繼續(xù)運(yùn)行程序print(p)變量名：查看指定變量值finish：運(yùn)行程序，直到當(dāng)前函數(shù)結(jié)束watch變量名：對(duì)指定變量進(jìn)行監(jiān)控quit(q)：推出gdb

內(nèi)容組成GCC程序編譯GDB程序調(diào)試Makefile工程管理

Makefile工程管理GNUmake簡(jiǎn)介

Linux程序員必須學(xué)會(huì)使用GNUmake來構(gòu)建和管理自己的軟件工程。GNU的make能夠使整個(gè)軟件工程的編譯、鏈接只需要一個(gè)命令就可以完成。這不過需要我們投入一些時(shí)間去完成一個(gè)或者多個(gè)稱之為Makefile文件的編寫。此文件正是make正常工作的基礎(chǔ)。

Makefile文件描述了整個(gè)工程的編譯、鏈接等規(guī)則。其中包括:工程中的那些源文件需要編譯以及如何編譯；需要?jiǎng)?chuàng)建那些庫文件以及如何創(chuàng)建這些庫文件、如何最后產(chǎn)生我們想要的可執(zhí)行文件。

make是一個(gè)命令工具，它解釋Makefile中的指令。在make執(zhí)行時(shí)，需要Makefile

Makefile工程管理示例(Makefile)hello:main.ofunc1.ofunc2.o gccmain.ofunc1.ofunc2.o-ohellomain.o:main.c gcc-cmain.cfunc1.o:func1.c gcc-cfunc1.cfunc2.o:func2.c gcc-cfunc2.c.PHONY:cleanclean: rm-rfhellomain.ofunc1.ofunc2.o

Makefile工程管理Makefile術(shù)語

規(guī)則:用于說明如何生成一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件，規(guī)則格式如下:

targets:prerequisites

command

目標(biāo)

依賴命令

main.o:main.c gcc–omain.omain.c

問題:那個(gè)是目標(biāo)？那個(gè)是依賴？那個(gè)是命令？

NOTE：命令需要以【TAB】件開始

Makefile工程管理目標(biāo)

在Makefile中，規(guī)則的順序是很重要的，因?yàn)?，Makefile中只應(yīng)該有一個(gè)最終的目標(biāo)，其它的目標(biāo)都是被這個(gè)目標(biāo)所連帶出來的，所以一定要讓make知道你的最終目標(biāo)是什么。一般來說，定義在Makefile中的目標(biāo)可能會(huì)很多，但是第一條規(guī)則中的目標(biāo)被確立為最終的目標(biāo)文件名

make命令默認(rèn)在當(dāng)前目錄下尋找makefile或Makefile的工程文件，當(dāng)名字不為這兩者之一時(shí)，可以使用如下方法指定:

make-f文件名

Makefile工程管理偽目標(biāo)

Makefile中把那些沒有任何依賴只有可執(zhí)行動(dòng)作的目標(biāo)稱為“偽目標(biāo)”(phonytargets)。

.PHONY:clean .clean: rm–rfhellomain.ofunc1.ofunc2.o

“.PHONY”將“clean”目標(biāo)聲明為偽目標(biāo)

Makefile工程管理變量

hello:main.ofunc1.ofunc2.o gccmain.ofunc1.ofunc2.o–ohello思考1:如果要為hello目標(biāo)添加一個(gè)依賴，如:func3.o,該如何修改？答案1： hello:main.ofunc1.ofunc2.ofunc3.o gccmain.ofunc1.ofunc2.ofunc3.o–ohello答案2: obj=main.ofunc1.ofunc2.ofunc3.o hello:$(obj) gcc$(obj)–ohello

Makefile工程管理自動(dòng)化變量

在makefile中，存在系統(tǒng)默認(rèn)的自動(dòng)化變量$^：代表所有的依賴文件$