《3.0Linux开发基础.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.0Linux开发基础.ppt（57页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、学习目标,学员需要掌握如下内容：Linux 的编程常识Linux下vim的使用编译器gcc的使用调试器gdb的使用项目管理工具make的使用,Linux开发基础,Linux 的编程常识,用户程序、函数库、系统调用、内核,Linux 的编程常识,系统调用系统调用是操作系统提供给外部应用程序的一组特殊的接口。应用程序通过这组特殊“接口”来获得操作系统内核提供的服务。在 C 语言中，操作系统的系统调用通常通过函数调用的形式完成，这是因为这些函数封装了系统调用的细节，将系统调用的入口、参数以及返回值用 C 语言的函数调用过程实现。,Linux 的编程常识,应用编程接口API程序员并不是直接使用系统调用
2、。程序员调用的是函数库中定义的应用编程接口API。也就是，通过应用编程接口，使用系统调用，请求内核服务。一个API可能对应几个系统调用。通过系统调用就可以请求内核服务，为何还用引入应用编程接口API呢。,C 函数库GNU 的C函数库glibc，是 Linux 上最重要的函数库。它定义了 ANSI C 标准指定的所有的库函数，以及由 POSIX 或其他 UNIX 操作系统统变种指定的附加特色，还包括有与 GNU 系统相关的扩展。ANSI C：C 编程语言的国际标准 POSIX：GNU C 函数库实现了 POSIX.1（POSIX 系统应用程序编程接口）指定的所有函数。同时，GUN C 函数库还支
3、持部分由 POSIX.2（POSIX Shell 和 工具标准）指定的函数。Berkeley Unix：BSD 和 SunOS。GNU C 函数库定义了某些 UNIX 版本中尚未标准化的函数。,Linux 的编程常识,库和头文件的保存位置 函数库/lib：系统必备共享库/usr/lib：标准共享库和静态库/usr/i486-linux-libc5/lib：libc5 兼容性函数库/usr/X11R6/lib：X11R6 的函数库/usr/local/lib：本地函数库 头文件/usr/include：系统头文件/usr/local/include：本地头文件,Linux 的编程常识,C 语言编
4、程风格在Linux上编程主要有两种编程风格:GNU风格和Linux内核风格。GNU风格例如：函数的开头的左花括号放到最左边，避免把任何其它的左花括号、左括号或者左方括号放到最左边。对于函数定义来说，把函数名的起始字符放到最左边也同样重要。int lots_of_args(int an_integer,long a_long,short a_short,double a_double,float a_float),Linux 的编程常识,C 语言编程风格Linux 内核编程风格缩进：Linux内核缩进风格是8个字符。括号的位置：将开始的大括号放在一行的最后，而将结束的大括号放在一行的第一位。命名
5、：命名尽量简洁。函数：函数最好短小精悍，而且只能做一件事。详见：/usr/src/linux/Documentation/CodingStyle,Linux 的编程常识,Linux 编程环境概述,主要涉及到编辑器、编译链接器、调试器及项目管理工具。编辑器Linux 中最常用的编辑器有 Vi（Vim）和 Emacs编译链接器在Linux中，最常用的编译器是Gcc编译器。它是GNU推出的功引导代码能强大、性能优越的多平台编译器.调试器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,Linux 编程环境概述,项目管理器Linux 中的项目管理器“make”是
6、一种控制编译或者重复编译软件的工具。它还能自动管理软件编译的内容、方式和时机，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。,VI是Linux最常用的编辑器，Linux里提供的是VI的加强版VIM，但同VI是完全兼容。Vi 3种基本工作模式：命令模式、插入模式、末行模式。,Linux下VIM的使用,VI 3种基本工作模式：命令模式下，键入的每个字符都被当作一个命令处理。刚启动时，处于命令模式。在插入模式下按“ESC”，也可以回到指令模式。插入模式。在命令模式下按“a”、“i”、“o”进入插入模式。末行命令模式也是一种常用模式，用于输入命令进行文字编辑的辅助功能。通过冒号“：”进入
7、末行模式。例如“:q”,Linux下VIM的使用,VIM进入：在系统提示符“$”下键入命令vim，后面跟上想要编辑（或者建立）的文件名，VIM 可以自动载入所要编辑的文件或是开启一个新文件。VIM的退出：可以在命令行方式下使用命令“:wq”或者“:q！”，前者的功能是写文件并从VIM中退出，后者的功能是从VIM中退出，但不保存所作的修改（注意冒号）。Vim中的语法加亮：:syntax enable，也可以在配置文件中激活该功能。,Linux下VIM的使用,Vimrc配置文件Vim在启动时会读取该文件。该文件可以放在用户目录下/.vimrc，/etc/vim/vimrc编写语法可参考vi的用户手
8、册的41章。Vim的使用教程：推荐使用vimtutor，学习vim的最好方式就是练习，而vimturor是非常好的教学平台。Vimtutor 使用系统默认语言Vimtutor en 英文教程练习vim的使用,Linux下VIM的使用,vi的常用命令,GNU C ANSI C（标准 C）GNU C 支持GNU 扩展的C 语言。GNC CC对C 语言提供了很多扩展，这些扩展对优化、目标代码布局、更安全的检查等方面提供了很强的支持。Linux 内核代码使用了大量的 GNU C 扩展，以至于能够编译 Linux 内核的唯一编译器是 GNU CC，以前甚至出现过编译 Linux 内核要使用特殊的 GNU
9、 CC 版本的情况。,GCC编译器的使用,GCC（GNU Compiler Collection）GNU CC（简称为 Gcc）是 GNU 项目中符合 ANSI C 标准的编译系统，能够编译用 C、C+和 Object C 等语言编写的程序。Gcc 又是一个交叉平台编译器，在当前CPU平台上为多种不同体系结构的硬件平台开发软件。适合在嵌入式领域的开发编译。,GCC编译器的使用,gcc则通过后缀来区别输入文件的类别。gcc所遵循的部分后缀约定规则：.c:C语言源代码文件；.a:是由目标文件构成的档案库文件；.C，.cc或.cxx:是C+源代码文件；.h:是程序所包含的头文件；.i:是已经预处理过
10、的C源代码文件；.ii:是已经预处理过的C+源代码文件；.o:是编译后的目标文件；.s:是汇编语言源代码文件；.S:是经过预编译的汇编语言源代码文件。,GCC编译器的使用,GCC通常gcc后跟一些选项和文件名来使用 GCC 编译器 gcc options filenames 其中options就是编译器所需要的参数，filenames给出相关的文件名称例如：gcc o hello hello.c,GCC编译器的使用,Gcc的编译流程预处理阶段：gcc E hello.c o hello.i编译阶段：gcc S hello.i o hello.s汇编阶段：gcc c hello.s o hell
11、o.o链接阶段：gcc hello.o o hello执行：./hello,GCC编译器的使用,GCC的选项 GCC 有超过100个的编译选项可用.主要包括编译处理选项、警告选项、出错选项、优化选项、体系结构选项。-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，通常用于编译不包含主程序的子程序文件。-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。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。-S 编译选项告诉 GCC 在为 C 代码产生了汇编语言文件后停止编译.
12、GCC 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是.s.,GCC编译器的使用,GCC 选项-g，产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号信息，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、连接，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。,GCC编译器的使用,GCC 选项-Idirname，在头文件的搜索路径列表中添加dirname目录。这个选项的作用是：到指定的dirname目录中去寻找需要的头文件。-Ldirname，在库文件的搜索路径列表中添加dirname目录。在预设
13、状态下，连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的档案库文件，这个选项 告诉连接程序，首先到-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。,GCC编译器的使用,GCC 选项更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。(man)很多的 GCC 选项包括一个以上的字符.因此你必须为每个选项指定各自的连字符,并且就象大多数 Linux 命令一样你不能在一个单独的连字符后跟一组选项.gcc g O2
14、o hello hello.cgcc包含的c/c+编译器 一般c程序就用gcc编译，c+程序就用g+编译,GCC编译器的使用,练习使用gcc编译C源文件通过Hello world程序，熟悉gcc及其选项的使用。,Hello Worldhello.cint main(void)printf(“hello world!n”);return 0；编译$gcc-o hello hello.c,GCC编译器的使用,多个c文件两个源文件 main.c 和 factorial.c 两个源文件，现在要编译生成一个计算阶乘的程序。factorial.cint factorial(int n)if(n=1)ret
15、urn 1;else return factorial(n-1)*n;,GCC编译器的使用,多个c文件 factorial.c main.c#include#include int factorial(int n);int main(int argc,char*argv)int n;if(argc 2)printf(Usage:%s nn,argv 0);return-1;else n=atoi(argv1);printf(Factorial of%d is%d.n,n,factorial(n);return 0;,GCC编译器的使用,多个c文件编译：$gcc-o factorial main
16、.c factorial.c 练习编译多个c文件,GCC编译器的使用,Gdb 调试器,Gdb 使用流程Gdb 调试器是一款GNU 开发组织并发布的 UNIX/Linux 下的程序调试工具。Gdb让您能够看到一个程序的内部结构，指出变量的值，设置断点并在源码中进行单步执行。,Gdb 调试器,Gdb 使用流程要使用gdb进行调试，一定要在编译时加上调试选项“-g”。gcc-g test.c-o testgdb test使用“help”命令查看帮助信息。,Gdb 调试器,Gdb的简单使用查看文件 l设置断点 b 行号查看断点情况 info b运行代码 r run查看变量值“p”变量值单步运行“n”（
17、next）或“s”step）若有函数调用的时候，“s”会进入该函数而“n”不会进入该函数。恢复程序运行“c”（continue）,Gdb 调试器,Gdb 基本命令通过查看 help 查找命令。Gdb 的 help 将其分成了很多种类（class）。help Help“种类”查看该种类中的命令列表 Help 命令已知命令名：Help 命令,Gdb 调试器,Gdb 基本命令工作环境相关命令对程序相关的工作环境进行相应的设定使用shell中的命令进行相关的操作,Gdb 调试器,Gdb 基本命令设置断点与恢复命令,Gdb 调试器,Gdb 基本命令设置断点有多种方式：函数断点：“b 函数”此时的断点实际
18、是在函数的定义处条件断点：b 行数或函数名 if 表达式b 8 if i=10,Gdb 调试器,Gdb 基本命令Gdb 中源码查看相关命令,Gdb 调试器,Gdb 基本命令Gdb 中查看运行数据相关命令,Make介绍Make是一种控制编译或者重复编译软件的非常重要的工具。Make 可自动决定一个大程序中哪些文件需要重新编译，并执行重新编译它们的命令。要使用make，必须编写一个叫做Makefile的文件。Makefile文件是定义make如何执行的规则文件，它包含一些规则告诉make工具编译哪些文件、怎么编译以及在什么条件下去编译。Makefile写好之后，每次改变了某些源文件，只要执行mak
19、e命令，所有必要的重新编译将执行。Make程序通过比较目标文件的生成时间和其所依赖的源文件的最后修改时间和来决定是否执行makefile中定义的命令来更新该目标文件。,项目管理工具make的使用,Makefile文件的基本结构Makefile包含一些规则来告诉make处理哪些文件以及如何处理这些文件。这些规则主要是描述哪些文件（称为target目标文件，不要和编译时产生的目标文件相混淆）是从哪些别的文件（称为dependency依赖文件）中产生的，以及用什么命令（command）来执行这个过程。每条规则包含以下内容：一个“目标体”。即可是可执行文件和目标文件，目标也可以是要执行的动作。一个或多
20、个依赖文件（dependency）列表。一系列命今(command)，是make执行的动作，通常是把指定的相关文件编译成目标文件的编译命令，每个命令占一行，且每个命令行的起始字符必须为TAB字符。,项目管理工具make的使用,Makefile文件的基本结构Makefile规则的一般形式如下：target：dependency dependency(tab)例子：hello.o:hello.c hello.hgcc c hello.c o hello.o,项目管理工具make的使用,Makefile文件的基本结构Makefile规则的一般形式如下：target：dependency depend
21、ency(tab)target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）。dependency要生成target所需要的文件或是目标。command也就是make需要执行的命令。可以是任意的Shell命令。,项目管理工具make的使用,调用make命令可输入：#make targettarget是Makefile文件中定义的目标之一，如果省略target，make就将生成Makefile文件中定义的第一个目标。,项目管理工具make的使用,make处理makefile文件的过程首先make按顺序读取makefile中的规则，然后检查该规则
22、中的依赖文件与目标文件的时间戳哪个比较新。如果目标文件的时问戳比依赖文件还早，就按规则中定义的命令更新目标文件。如果该规则中的依赖文件又是其他规则中的目标文件，那么依照规则链不断执行这个过程，直到Makefile文件的结束，至少可以找到一个不是规则生成的最终依赖文件，获得此文件的时间戳，然后从下到上依照规则链执行目标文件的时间戳比此文件时间戳旧的规则，直到最顶层的规则。通过以上的分析过程，可以看到make的优点，因为.o目标文件依赖.c源文件，源码文件里一个简单改变都会造成那个文件被重新编译，并根据规则链依次由下到上执行编译过程，直到最终的可执行文件被重新连接。,项目管理工具make的使用,M
23、akefile中的变量Makefile里的变量对大小写敏感，一般使用大写宇母。变量的主要作用如下：保存文件名列表。保存可执行命令名，如编译器。保存编译器的参数。在很多源代码编译时，gcc需要很长的参数选项，在很多情况下，所有的编译命令使用一组相同的选项，如果把这组选项使用一个变量代表，那么可以把这个变量放在所有引用编译器的地方。当要改变选项的时候，只需改变一次这个变量的内容即可。,项目管理工具make的使用,Makefile中的变量Makefile中的变量是用一个文本串在Makefile中定义的，这个文本串就是变量的值。只要在一行的开始写下这个变量的名字，后面跟一个“”号，以及要设定这个变量的
24、值即可定义变量，定义变量的语法：VARNAME=string使用时，把变量用括号括起来，并在前面加上$符号，就可以引用变量的值：$VARNAME、$(VARNAME)make解释规则时，VARNAME在等式右端展开为定义它的字符串。变量一般都在Makefile的头部定义。,项目管理工具make的使用,利用变量把前面的Makefile重写一遍：OBJS=prog.o code.oCC=gcctest：$OBJS$CC o test$OBJS prog.o：prog.c prog.h code.h$CC c prog.c o prog.ocode.o：code.c code.h$CC c code
25、.c o code.oclean：rm f*.o,项目管理工具make的使用,GNU make 的主要预定义变量 预定义变量含义$*不包含扩展名的目标文件名称。$+所有的依赖文件，以空格分开，并以出现的先后为序，可能包含重复的依赖文件。$第一个依赖文件的名称。$?所有的依赖文件，以空格分开，这些依赖文件的修改日期比目标的创建日期晚。$目标的完整名称。$所有的依赖文件，以空格分开，不包含重复的依赖文件。$%如果目标是归档成员，则该变量表示目标的归档成员名称。,项目管理工具make的使用,GNU make 的主要预定义变量AR 归档维护程序的名称，默认值为 ar。ARFLAGS 归档维护程序的选项
26、。AS 汇编程序的名称，默认值为 as。ASFLAGS 汇编程序的选项。CC C 编译器的名称，默认值为 cc。CCFLAGS C 编译器的选项。CPP C 预编译器的名称，默认值为$(CC)-E。CPPFLAGS C 预编译的选项。CXX C+编译器的名称，默认值为 g+。CXXFLAGS C+编译器的选项。,项目管理工具make的使用,Makefile的隐含规则make知道一些默认的动作，它有一些称作隐含规则的内置的规则，这些规则告诉make当用户没有完整地给出某些命令的时候，应该怎样执行。把生成prog.o和code.o的命令从规则中删除，make将会查找隐含规则，然后会找到并执行一个适
27、当的命令。,项目管理工具make的使用,在上面的例子中，利用隐含规则，可以简化为：OBJS=prog.o code.oCC=gcctest：$OBJS$CC o$prog.o：prog.c prog.h code.hcode.o：code.c code.hclean：rm f*.o,项目管理工具make的使用,运行 make make makefile 命令行选项 含义-C DIR 在读取 makefile 之前改变到指定的目录 DIR。-f FILE 以指定的 FILE 文件作为 makefile-h 显示所有的 make 选项。-i 忽略所有的命令执行错误。-s 在执行命令时不显示命令。,项目管理工具make的使用,
