嵌入式linux学习笔记之c编程基础

c编程基础包括编辑器Vi，编译器gcc，调试器gdb，项目管理器make。（另编辑器emacs，autotools等略）

1文本编辑
Linux提供了一系列功能强大的编辑器， 如vi和Emacs。

1-1   vi 是linux系统的第一个全屏幕交互式编辑器，从诞生到现在一直得到广大用户青睐。

       vi 有3种工作模式，分别是 命令行模式、插入模式、底行模式。

• 命令行模式：最初进入的一般模式，该模式下可以移动光标进行浏览，整行删除，但无法编辑文字。
• 插入模式：只有在该模式下，用户才能进行文字的编辑输入，用户可以使用[ESC]键回到命令行模式。
• 底行模式：该模式下，光标位于屏幕底行，用户可以进行文件保存或退出操作，也可以设置编辑环境，如寻找字符串、列出行号。

1-1-1文本编辑

1. vi hello.c

2. 键入i进入插入模式

3. 编辑

4. 键入[ESC]退入到命令行模式

5. 键入:wq保存退出

1-1-2  命令行模式功能键：

• yy: 复制当前光标所在行

• [n]yy：n为数字，复制当前光标开始的n行

• p: 粘贴复制的内容到光标所在行

• dd：删除当前光标所在行

• [n]dd：删除当前光标所在行开始的n行

• /name：查找光标之后的名为“name”的字符串

• G：光标移动到文件尾（注意是大写）

• u: 取消前一个动作（注意是小写）

1-1-3底行模式功能键：

• :w 保存

• :q 退出vi(系统会提示保存修改)

• :q! 强行退出（对修改不做保存）

• :wq 保存后退出

• :w [filename] 另存为filename的文件

• :set nu 显示行号

• :set nonu 取消行号

1-1-4插入模式功能键：

       只有一个，esc退出到命令行模式。

2．GCC（  GNU C Compiler） 程序编译：将C、C++语言程序、汇编程序编译、链接成可执行文件。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。

2-1     编译过程课细分四步骤：

预处理：Pre-processing

编译：Compiling

汇编：Assembling

链接：Linking

例:使用gcc编译命令,编译hello.c生成可执行文件hello,并运行hello。以下是两种实现方法。

（1）命令： #gcc hello.c   -o  hello

（2）预处理：gcc -E   hello.c  -o   hello.i

          编译：gcc -S   hello.i   -o   hello.s

          汇编：gcc -c  hello.s   -o   hello.o

          链接：gcc     hello.o   -o   hello

            

2-2    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。

语法：gcc 编译器的编译选项要编译的文件名

  举例：

hello.c：

#include <stdio.h>

int main(void)

{

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!

2-3   gcc最基本的用法是∶gcc [options] [filenames]

• options：编译器所需要的编译选项
• filenames: 要编译的文件名。

gcc编译器的编译选项大约有100多个，其中多数我们根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。

• -o output_filename：确定可执行文件的名称为output_filename。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。(演示)
• -c：只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件。
• -g：产生调试工具(GNU的gdb)所必要的符号信息，要想对编译出的程序进行调试，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，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。
• -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。
• - l dirname： 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以下两种情况：

• 1、#include<A.H>
• 2、#include"B.h"
• 对于< >，预处理文件cpp会在系统预设的头文件目录（如/usr/include）中搜寻头文件；对于" " ，cpp在当前的目录中去寻找头文件。
• 这个选项的作用是告诉cpp，如果当前目录中，没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。
• 例如：gcc foo.c -l /home/include -o foo
• - L dirname： 将dirname所指出的目录加入到库文件目录列表中。
  • 默认情况下，连接程序ld在系统设置的预存路径中（如/usr/lib）中搜寻所需的库文件，这个选项的作用是告诉连接程序，首先到就到-L指定的目录中去寻找，然后到系统预设路径中寻找。
• 
  
• -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
• -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
•  -DMACRO： 定义MACRO 宏，等效于在程序中使用#define MACRO

3．GDB 程序调试功能：

启动被调试程序

让被调试的程序在制定位置停住
当程序被停住时，可以检查程序状态（如变量值）

启动GDB：

1. gdb 调试程序名;
2. gdb ,

file 调试程序名。

使用过程：

• gcc -g test. c test          //编译生成可执行文件，要带上-g
• gdb test                         //启动GDB
• break main                     //在main 函数设置断点
• run                                 //运行程序
• next                               //单步运行：
• continue                         //继续运行

GDB命令

• list(l)                               //查看程序
• break(b)                     // 函数名在某函数入口处添加断点
• break(b)                      //行号在指定行添加断点
• break(b)                     // 文件名:行号在指定文件的指定行添加断点
• break(b)                      //行号if 条件当条件为真时，指定行号处断点生效，例b 5 if i=10，当i等于10时第5行断点生效
• info break                     // 查看所有设置的断点
• delete                         //断点编号删除断点
• run(r)                         //开始运行程序
• next(n)                       // 单步运行程序(不进入子函数)
• step(s)                        //单步运行程序(进入子函数)
• continue(c)                      //继续运行程序
• print(p)                        //变量名查看指定变量值
• finish                        //运行程序,直到当前函数结束
• watch                        //变量名对指定变量进行监控
• quit(q)                        // 退出gdb

4．Makefile 工程管理：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。

举例：

hello: main.o func1.o func2.o

gcc main.o func1.o func2.o -o hello

main.o : main.c

gcc –c main.c

func1.o : func1.c

gcc –c func1.c

func2.o : func2.c

gcc –c func2.c

.PHONY : clean

clean :

rm –f hello main.o func1.o func2.o

规则：用于说明如何生成一个或多个目标文件，
规则格式如下：

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**

目标

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终的目标。

文件名

make命令默认在当前目录下寻找名字为makefile或者Makefile的工程文件，当名字不为这两者之一时，可以使用如下方法指

定：   make –f 文件名

伪目标

Makefile中把那些没有任何依赖只有执行动作的目标称为“伪目标”（phonytargets）。

.PHONY : clean

clean :

rm –f hello main.o func1.o func2.o

“.PHONY” 将“clean”目标声明为伪目标

变量

hello: main.o func1.o func2.o

gcc main.o func1.o func2.o -o hello

思考1：如果要为hello目标添加一个依赖，如：func3.o，该如 何修改？

答案1：

hello: main.o func1.o func2.o func3.o

gcc main.o func1.o func2.o func3.o -o hello

答案2：

obj=main.o func1.o func2.o func3.o

hello: $(obj)

gcc $(obj) -o hello

在makefile中，存在系统默认的自动化变量

 ^：代表所有的依赖文件

 $@：代表目标

 $<：代表第一个依赖文件

例：

hello: main.o func1.o func2.o

gcc main.o func1.o func2.o -o hello

=》

hello: main.o func1.o func2.o

gcc $^ -o $@

杂项
Makefile中“#”字符后的内容被视作注释。

hello: hello.c

@gcc hello.c –o hello

@:取消回显