Linux基础.交叉编译工具链，makefile

一. 交叉工具链大纲
1. 什么是交叉工具链？什么是交叉编译？
2. 安装交叉工具链方法，结合环境变量PATH，工具链选项
3. Makefile使用，Makefile书写规则
4. 嵌入式静态库/动态库制作，库是如何使用？

二. 什么是交叉工具链？什么是交叉编译？

1. 回顾编译过程
   编译
   高级语言(xxxx.c) ------> 目标程序(xxxx)

编译器：GCC
编译过程： 预处理，编译，汇编，链接

gec@ubuntu:~$ which gcc --> gcc编译器本身也是一个linux命令
/usr/bin/gcc

gec@ubuntu:~$ man 1 gcc --> 查询gcc编译器选项以及参数用法

GCC编译器特点： 在主机A编译，在主机A运行 --> GCC编译器也叫本地编译器。
Ubuntu Ubuntu

1. 什么是交叉编译？
   无论是本地编译，还是交叉编译，都是属于把高级语言变成目标程序过程！

所谓交叉编译： 在主机A编译，在主机B运行 --> 对应的编译器就是交叉编译器，也叫交叉工具链。
Ubuntu 开发板

1. 什么是交叉工具链？
   一个纯净版linux系统没有交叉工具链，需要用户自己进行配置。
   交叉工具链原材料： arm-2009q3.tar.bz2

三. 如何配置交叉工具链？

1. 先把下载好的工具链存放在linux共享目录下
2. 切换到共享目录下
3. 创建一个交叉工具链安装包
   sudo mkdir /usr/arm —> 起始权限受到超级用户umask的影响
   sudo chmod 777 /usr/arm
4. 直接把工具链对应的安装包解压到安装路径下就可以
   tar jxvf arm-2009q3.tar.bz2 -C /usr/arm

结果：工具链路径在/usr/arm/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc

例子：交叉编译helloworld程序

本地编译命令： gcc umask.c -o umask
结果：
file umask：
umask: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386 --> 该程序的运行平台
, version 1 (SYSV),

交叉编译命令： /usr/arm/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc umask.c -o umask

结果：
file umask：
umask: ELF 32-bit LSB executable, ARM --> 该程序的运行平台
, version 1 (SYSV),

结论： 可执行程序的运行平台由谁来决定？  --> 由编译器决定。

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练习1： 写一个helloworld程序，交叉编译它！
练习2： 为工具链取新的名字 “arm-linux-gcc”
sudo ln -s arm-none-linux-gnueabi-gcc arm-linux-gcc
alias arm-linux-gcc=‘arm-none-linux-gnueabi-gcc’

练习3： 在任何的路径下都可以随时使用交叉工具链"arm-linux-gcc"
思路：谁想在任何的路径下都可以使用，办法就是把谁所在的目录加入到PATH中
arm-linux-gcc /usr/arm/arm-2009q3/bin

	临时修改：export PATH=$PATH:/usr/arm/arm-2009q3/bin 
	永久修改：~/.bashrc

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四. 工具链版本号/位数/参数选项

1. 查看工具链版本号
   gec@ubuntu:~$ arm-linux-gcc -v
   gcc version 4.4.1 (Sourcery G++ Lite 2009q3-67) --> 当前版本4.4.1

2. 64位系统(18.04/16.04)安装32位工具链，还得安装32位兼容包
   命令： sudo apt-get install libc6:i386
   安装之后，工具链正常使用

3. 常用选项
   -E: 预处理
   -S: 编译
   -c: 汇编
   -v: 查看版本号
   -o filename: 指定编译后的程序名字
   -I include_path: 告诉编译器，指定头文件的路径
   -L lib_path: 告诉编译器，指定库文件的路径

五. Makefile工程管理文件

1. makefile的意义？
   makefile在一个项目源码工程中被称之为"工程管理文件"。makefile内部会有一套用户自己定义的规则，makefile在执行时就会按照makefile的规则进行处理。

2. 什么时候使用到makefile？makefile是一定要写的吗？
   当工程的文件（.c源程序文件，.h头文件,.so库文件）较多时，就会导致编译命令非常复杂，一般都会选择使用makefile提高编译效率。
   makefile在一个项目源码中不一定是存在的！

3. 工程组成
   源程序文件 main.c --> 包含main函数在内的.c文件
   功能程序文件 fun.c --> 不包含main函数在内的.c文件
   头文件 head.h --> 对功能程序文件函数的声明文件
   库文件 libxxxx.so --> 将功能程序文件进行封装之后的文件
   工程管理文件 makefile --> 用于编译整个项目代码的文件

程序写好了，用户自己进行编译：gcc main.c fun.c -o main
任务： 学习makefile，让makefile帮我们处理"gcc main.c fun.c -o main"

六. makefile的书写规则

1. makefile的核心： 依赖 和 目标
   依赖：一般指的是.c文件 main.c fun.c
   目标：你最终想得到的文件，一般指的是可执行程序 main

2. makefile的书写规则

1）确定好"依赖"与"目标"是谁？
2）按照以下的格式写makefile：

目标:依赖（如果有多个依赖，则每一个依赖文件之间使用空格隔开）
编译规则

注意：
1）. 不等于"四个空格"，编译规则之所以能运行，就是因为这个Tab键
2）. 常见变量：
$^: 代表所有依赖 等价于 “main.c fun.c”
$@: 代表目标 等价于 “main”

1. makefile的helloworld版本

target: --> 依赖文件不是必须要写，但是目标一定要写。
echo “helloworld” --> 用户书写的规则，当执行make时，就会执行这套规则

结果：
echo “helloworld” --> 默认会打印出来编译规则
helloworld

target:
@echo “helloworld” --> 在规则前面加@，结果中就不会输出编译命令

结果：
helloworld

练习时间： 写一个makefile，实现编译出main

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确定好"依赖"与"目标"是谁？
依赖： main.c fun.c
目标： main

答案：
main:main.c fun.c
gcc $^ -o $@

再次执行make
gec@ubuntu:/mnt/hgfs/GZ1917/03 交叉工具链/project$ make
make: `main’ is up to date. --> makefile检测到源程序的文件与上一次一致，就不会进行编译！

1. makefile可以有多个目标，make时可以指定执行某个目标的规则

gec@ubuntu:/mnt/hgfs/GZ1917/03 交叉工具链/project$ make main --> 指定执行main这个目标对应的规则
gec@ubuntu:/mnt/hgfs/GZ1917/03 交叉工具链/project$ make --> 默认执行makefile的第一个目标

例子：
main:main.c fun.c
gcc $^ -o $@

clean:
rm main

执行"make clean"时，就只会执行clean的规则，不会理会main的规则

七. makefile的变量种类

1. 自定义变量 —> 默认是字符串类型
   规则：
   1）只能用数字，字母，下划线组成
   2）大小写敏感
   3）不能出现 # =
   4）给变量赋值时，等号两边可以有空格，但是shell编程中的环境变量赋值时，等号两边不能有空格！
   5）引用变量时，只需要在变量的前面加$就可以了，加个括号括住变量也可以。 $A $(A)
   6）赋的值的""可以省略

   例子：
   A = Hello 等价于 A = “Hello”
   a = Hello
   B=world
   C = $A $(B)

例子：
C_SOURCE=main.c fun.c

main:$(C_SOURCE)
gcc $^ -o $@

clean:
rm main

1. 系统预设定变量
   有些变量是系统中已经定义好的，不需要我们用户再次定义，常用变量
   CC： 编译器名字，默认是cc cc等价于gcc
   RM： 删除内容变量，默认是rm -f

例子：
C_SOURCE=main.c fun.c

CC=arm-linux-gcc

main:$(C_SOURCE)
$(CC) $^ -o $@

clean:
$(RM) main

1. 自动化变量 --> 变量的值不是固定的，而是会变化！

   $^: 代表所有依赖
   $@: 代表目标

八. makefile伪指令

假设makefile有一目标规则：

clean:
$(RM) main

当我们执行make clean时就会执行这套规则，如果当前有一个文件名字也叫clean
那么在执行make clean时，就会提示：make: `clean’ is up to date.

解决方案：将clean关键词添加到伪指令中

添加代码：
.PHONY:clean

例子：

.PHONY:clean

clean:
$(RM) main

实例：
C_SOURCE=main.c fun.c

CC=arm-linux-gcc

main:$(C_SOURCE)
$(CC) $^ -o $@

.PHONY:clean

clean:
$(RM) main

============================================= Makefile ==========================================
一、什么是 Makefile
什么是makefile？或许很多Winodws的程序员都不知道这个东西，因为那些Windows的 IDE 都为你做了这个工作，
但我觉得要作一个好的和professional的程序员，makefile还是要懂。这就好像现在有这么多的HTML的编辑器，
但如果你想成为一个专业人士，特别在Unix下的软件编译，你就不能不自己写makefile了，
会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。因为，makefile关系到了整个工程的编译规则。
一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，
哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，
其中也可以执行操作系统的命令。makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，
整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，
一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

二 关于程序的编译和链接

在此，我想多说关于程序编译的一些规范和方法，一般来说，无论是C、C++、还是pas，首先要把源文件编译成中间代码文件，

在Windows下也就是 .obj 文件，UNIX下是 .o 文件，即 Object File，这个动作叫做编译（compile）。然后再把大量的Object File合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。
编译时，编译器需要的是语法的正确，函数与变量的声明的正确。对于后者，通常是你需要告诉编译器头文件的所在位置（头文件中应该只是声明，而定义应该放在C/C++文件中），

只要所有的语法正确，编译器就可以编译出中间目标文件。一般来说，每个源文件都应该对应于一个中间目标文件（O文件或是OBJ文件）。

链接时，主要是链接函数和全局变量，所以，我们可以使用这些中间目标文件（O文件或是OBJ文件）来链接我们的应用程序。

链接器并不管函数所在的源文件，只管函数的中间目标文件（Object File），在大多数时候，由于源文件太多，编译生成的中间目标文件太多，而在链接时需要明显地指出中间目标文件名，

三、 Makefile的使用
1)规则，格式如下：
目标:依赖
条件

目标：也就是一个目标文件.o文件，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）

依赖：就是要生成那个 目标 所需要的文件或是目标。

条件：也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）

举例如下：
target:main.c
gcc main.c -o target

注意：
如果目标文件比依赖文件新，就不编译
如果依赖文件比目标文件新，就 编译
如果目标文件没有也会编译

2)变量 —>v4
自定义变量 —>不要想成 C 的那种变量

自动变量
cc —》默认是gcc
$< -->依赖列表中最前面的一个
$^ -->所有依赖
$@ -->所有目标，但是我们最终希望是：一个目标，多个依赖！！！！
% —》自动匹配，相当于linux下的通配符* *.c

3)函数
wildcard
patsubst

文件名可以写 makefile 或者 Makefile
也可以写成别的名字，比如：abc —>编译命令:make -f abc