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1、第4章 嵌入式Linux程序设计基础,本章要点,1、嵌入式Linux编译器GCC 2、“文件包含”处理 3、make命令和Makefile文件 4、使用 autotools系列工具 5、位运算,单击此处编辑母版副标题样式,4.1 嵌入式Linux编译器,Linux下C语言编译过程 GCC编译器,Linux下C语言编译过程,Linux下的C语言程序设计与在其他环境中的C程序设计一样，主要涉及编辑器、编译链接器、调试器及项目管理工具。 （1）编辑器. Linux下的编辑器就如Windows下的记事本、写字板等一样，完成对所录入文字的编辑功能。Linux中最常用的编辑器有vi（vim）和emacs，
2、,（2）编译链接器。 编译是指源代码转化生成可执行代码的过程，它所完成的主要工作如图所示。编译过程是非常复杂的，它包括词法、语法和语义的分析、中间代码的生成和优化、符号表的管理和出错处理等。在Linux中，最常用的编译器是gcc编译器。 （3）调试器 调试器并不是代码执行的必备工具，而是专为方便程序员调试程序而用的。gdb是绝大多数Linux开发人员所使用的调试器，它可以方便地设置断点、单步跟踪等。 （4）项目管理器。 Linux中的项目管理器“make”有些类似于Windows中Visual c+里的“工程”，它是一种控制编译或者重复编译软件的工具，另外，它还能自动管理软件编译的内容、方式和
3、时机，使程序员能够把精力集中在代码的编写上而不是在源代码的组织上。,GCC编译器,Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作之一。gcc可以在多种硬体平台上编译出可执行程序，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%30%。 GCC编译器能将C、C+语言源程序、汇编程序编译、链接成可执行文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。,GCC编译器,使用GCC编译程序时,编译过程可以被细分为四个阶段: 预处理(Pre-Processing) 编译(Compili
4、ng) 汇编(Assembling) 链接(Linking),GCC编译器,gcc通过后缀来区别输入文件的类别： .c为后缀的文件: C语言源代码文件 .a为后缀的文件: 是由目标文件构成的库文件 .C，.cc或.cxx 为后缀的文件: 是C+源代码文件 .h为后缀的文件: 头文件 .i 为后缀的文件: 是已经预处理过的C源代码文件 .ii为后缀的文件: 是已经预处理过的C+源代码文件 .o为后缀的文件: 是编译后的目标文件 .s为后缀的文件: 是汇编语言源代码文件 .S为后缀的文件: 是经过预编译的汇编语言源代码文件。,起步（演示）,hello.c： #include int main(vo
5、id) printf (Hello world!n); return 0; 编译和运行这段程序: # gcc hello.c -o hello # ./hello 输出：Hello world!,Gcc的基本用法和选项,Gcc最基本的用法 gcc options filenames -c：只编译，不连接成为可执行文件。 -o output_filename：确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。 -g：产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯，要想对源代码进行调试，我们就必须加入这个选项。 -O：对程序进行优化编译、链接，采用这个选项，整个
6、源代码会在编译、链接过程中进行优化处理，产生的可执行文件的执行效率较高。 -O2，比-O更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。,编译选项(optimize.c),#include int main(void) double counter; double result; double temp; for (counter = 0; counter 2000.0 * 2000.0 * 2000.0 / 20.0 + 2020; counter += (5 - 1) / 4) temp = counter / 1979; result = counter; printf(Result
7、 is %lfn, result); return 0; ,1. gcc optimize.c -o optimize time ./optimize 2. gcc O optimize.c -o optimize time ./optimize 对比两次执行的输出结果不难看出,程序的性能的确得到了很大幅度的改善,-static：静态链接库文件 例：gcc static hello.c -o hello 库有动态与静态两种，动态通常用.so为后缀，静态用.a为后缀。例如：libhello.so libhello.a。当使用静态库时，连接器找出程序所需的函数，然后将它们拷贝到可执行文件，一旦连接
8、成功，静态程序库也就不再需要了。然而，对动态库而言，就不是这样，动态库会在执行程序内留下一个标记指明当程序执行时，首先必须载入这个库。由于动态库节省空间，linux下进行连接的缺省操作是首先连接动态库。 演示：静态链接与动态链接可执行文件大小比较,-Wall：生成所有警告信息 -w：不生成任何警告信息,4.2 “文件包含”处理,1、头文件 在C语言中，需要利用头文件来定义结构、常量以及声明函数的原型。大多数C的头文件都存放在 /usr/include及其子目录下。 引用以上目录中的头文件在编译的时候无需加上路径，但如果程序中引用了其他路径的头文件，需要在编译的时候用 I 参数。,4.2 “文件
9、包含”处理,-Idirname: 将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中。 C程序中的头文件包含两种情况 #include #include “B.h” 对于，预处理程序cpp在系统预设的头文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件；而对于”，cpp在当前目录中搜寻头文件。这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。 例：gcc foo.c -I /home/include -o foo,-lname：在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例
10、如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。 例：gcc foo.c -L /home/lib -lfoo -o foo,2、“文件包含”处理 “文件包含”处理，意思是把另外一个源文件的内容包含到本程序中来。其作用是减少编写程序的重复劳动，即把一些要重复使用的东西，编写到一个“头文件”（*.h）中，然后在程序中用 include命令来实现“文件包含”的操作。,例如： n=1+2+3+100 求和运算。 1 #include 2 int main() 3 int x=100,s=0,i=1; 5 while(i=x) 6 s=s+i; 7 i+; 8 9 printf(“ sum= %d
11、n“,s); 10 return 0; 11 ,为了让加法部分能重复使用，将加法部分写成一个函数int sum(int n)。 int mysum(int n) int i=1,ss=0; while(i=n) ss=ss+i; i+; return (ss); ,再在主函数中调用它 1 #include 2 int mysum(int n); 3 int main() 4 5 int x=100; 6 int s=0; 7 s=mysum(x); 8 printf(“ sum= %dn“,s); 9 return 0; 10 ,注意：上述程序中的第2行语句 int mysum(int n);
12、 是必不可少的。由于mysum(int n)函数的定义是从第11行语句开始，而调用mysum(int n)函数的语句在第7行。因此，要在调用之前声明这个函数。 下面进一步将程序中具有独立功能的mysum()函数分割出来。该程序可分割为下列3个程序：mysum.h、mysum.c和ex_sum.c。,（1）程序mysum.h： 1 /* mysum.h */ 2 int mysum(int n); （2）程序mysum.c： 1. /* mysum.c */ 2. int mysum(int n) 3. 4. int i=1,ss=0; 5. while(i=n) 6. ss=ss+i; 7.
13、i+; 8. 9. return (ss); 10. ,主程序ex_sum.c： 1. /* ex_sum.c */ 2. #include 3. #include “mysum.h“ 4. int main() 5. 6. int x=100; 7. int s=0; 8. s=mysum(x); 9. printf(“sum=%dn“,s); 10. return 0; 11. ,在Linux环境下，执行编译程序命令： gcc ex_sum.c mysum.c -o sum 此命令将ex_sum.c和 mysum.c编译成一个在Linux环境下的可执行文件sum。 在Linux环境下运行可
14、执行文件sum， ./sum 结果如下： sum=5050,4.3 Make命令和Makefile工程管理,Linux程序员必须学会使用GNU make来构建和管理自己的软件工程。GNU 的make能够使整个软件工程的编译、链接只需要一个命令就可以完成。 make在执行时, 需要一个命名为Makefile的文件。Makefile文件描述了整个工程的编译，连接等规则。其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译；需要创建那些库文件以及如何创建这些库文件、如何最后产生我们想要得可执行文件。,Makefile 是 一个配置文件。 Makefile 中通常包含如下内容：用于说明如何生成一个或多个目
15、标文件规则 需要由make 工具创建的目标体， 通常是目标文件或可执行文件； 要创建的目标体所依赖的文件； 创建每个目标体时需要运行的命令。,Makefile的格式为： targets : prerequisites command 目标依赖命令 main.o : main.c gcc c main.c 目标？依赖？命令？ *命令需要以【TAB】键开始*,认识Make,编写一个Makefile文件如下： sum: ex_sum.o mysum.o gcc ex_sum.o mysum.o -o sum ex_sum.o：ex_sum.c gcc -c ex_sum.c mysum.o: mys
16、um.c mysum.h gcc -c mysum.c,注意， “gcc ex_sum.c mysum.c -o sum”前面不是空格，而是按下“tab”键的符号位。 我们将其保存为：makefile，文件名没有后缀。然后，在Linux环境下执行make，其运行结果如下： # make gcc -c ex_sum.c gcc -c mysum.c gcc ex_sum.o mysum.o -o sum 将ex_sum.c和 mysum.c编译成在Linux环境下的可执行文件sum。,在Makefile 中，规则的顺序是很重要的，因为，Makefile中只应该有一个最终目标，其它的目标都是被这个目标所连带出来的，所以一定要让make知道你的最终目标是什么。一般来说，定义在Makefile中的目标可能会有很多，但是第一条规则中的目标将被确立为最
