LINUX环境高级编程(三)

1、LINUX环境高级编程中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 朱静朱静中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院LINUX下下C编程概述编程概述v程序安装目录程序安装目录/usr/local /usr/bin /usr/local/binv编程语言编程语言C C+ Java JavaScriptPerl Python PHP .(LP P4 表1-1)中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院LINUX下下C编程概述编程概述v头文件目录头文件目录/usr/include /us

2、r/include/sys(linux)v库文件目录库文件目录/lib /usr/lib*.a *.sovGCC是是GNU项目的编译组件之一项目的编译组件之一GCC编译器能将C，C+源程序，汇编程序和目标程序编译链接成为可执行文件。v四个编译步骤四个编译步骤预处理（也叫预编译，preprocessing）编译（compliling）汇编（assembling）链接（linking）中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院GCC编译器编译器GCC编译器编译器vGCC的基本用法和选项的基本用法和选项 一般格式：gcc options filenames 例：gcc o hell

3、o hello.cOptions选项：-c-o-O-On-g,-ggdb-shared-static-thread中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院vGCC编译过程中的文件类型编译过程中的文件类型*.c C语言源代码文件*.a 由目标文件构成的档案库文件 *.C,*.cc,*.cxx C+源代码文件*.h 程序所包含的头文件*.i 已经预处理过的C源代码文件*.ii 已经预处理过的C+源代码文件*.m Objective-C源代码文件 *.o 编译后的目标文件*.s 汇编语言源代码文件*.S 经过预编译的汇编语言源代码文件中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武

4、汉）计算机学院GCC编译器编译器vGCC 警告提示功能警告提示功能gcc pedantic hello.c o hello 发现一些不符合发现一些不符合ANSI/ISO C标准的代码标准的代码 gcc Wall hello.c o hello 产生尽可能多的警告产生尽可能多的警告 库依赖gcc hell.c I/home/include o hellogcc -o fred fred.c -lmgcc -o fred fred.c /usr/lib/libm.a 代码优化gcc On hello.c o hello中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院GCC编译器编译器v

5、GCC的版本的版本 $gcc v 或 $gcc -version 查看gcc的版本，内核不同，可能gcc的版本不同 GCC是一组编译工具的总称C编译器 cc, ccl, ccplus, gccC+编译器 c+, ccplus, g+源码预处理器 cpp, cpp0库文件 libgcc.a, libgcc_eh.a, libgcc_s.so 帮助man gcc 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院GCC编译器编译器例：hello.c#include int main(int argc,char *argv)Printf(“Hello,linux!n”);编译：gcc o

6、hello hello.c运行：./hello中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院GCC编译器编译器例：创建一个小型静态函数库，其中包含两个函数，并在一个例程中调用函数。（LP P9 静态库）中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院GCC编译器编译器vIDE开发环境开发环境IDE是一个图形化集成开发环境，将创建、调试、运行应用程序的部分或所有工具集成到一起。一般会包含一个编辑器，一个文件浏览器和一种运行应用程序并捕获其输出的方法。 Kdevelop Eclipse Anjuta Netbeans Qt SlickEdit Code:Blocks中国地

7、质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院开发工具开发工具v命令行工具命令行工具 源代码控制源代码控制中大型团队项目开发中，通过源代码控制，避免项目组多个开发人员文件修改的冲突，跟踪管理对源文件进行的修改。 SCCS：已基本被RCS取代。RCS： 源代码版本管理工具, 通过RCS文件进行源文件管理。跟踪并记录源文件的每一次改动。通过这个记录文件，可以重建出任何一个以前的版本。RCS只保存文件版本间的不同之处，节省存储空间。RCS通常以.v为后缀。不支持并发访问（互斥访问）。（ lock-modify-unlock ）中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院开发工

8、具开发工具v命令行工具命令行工具 源代码控制源代码控制CVS：（Current Version Control）并发版本控制系统；CVS在进行源代码管理时的特点：源代码空间与用户空间分离并发访问（Copy-Modify-Merge）源文件共享独立的工作环境CVS使用手册：http:/ CVS 替代版；中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院开发工具开发工具v命令行工具命令行工具 发行软件发行软件patchtarv软件包管理工具软件包管理工具 rpm dpkg Alien-rpm和和dpkg之间的格式转换工具之间的格式转换工具v编写手册页编写手册页 手册页格式手册页格式 手册

9、页生成手册页生成groff 手册页安装手册页安装中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院开发工具开发工具v工程管理器工程管理器Makefile规定整个工程（规定整个工程（project）的编译规则。）的编译规则。一个工程中的源文件不计其数，按类型，功能，模块分别放在不同的目录中，Makefile通过定义一系列的规则来实现“自动化编译”。一旦写好Makefile，只需要一个make命令，就能完成整个工程的编译。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 make命令命令功能：功能：查找当前目录下的makefile文件；初始化文件中的变量；分析makefile

10、中的所有规则；为所有的目标文件创建依赖关系；根据依赖关系，决定哪些目标文件要重新生成；执行生成命令；特点：特点：提高工作效率，便于大型项目的开发。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 make命令的语法命令的语法make 参数 宏定义 目标文件参数：参数：-k make过程中发现错误时执行仍然继续-n 只输出要执行的操作步骤而不真正执行这些步骤-f 或-file 指定make要执行的makefile文件名-w make时修改了目录则打印信息-d 打印调试信息-I 指定makefile文件的目录-h help中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 一

11、个实例：一个实例：/*main.c*/#include mytool1.h #include mytool2.h int main(int argc,char *argv) mytool1_print(hello); mytool2_print(hello); 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 一个实例：一个实例：/*mytool1.c*/#include mytool1.h void mytool1_print(char *print_str) printf(This is mytool1 print %sn,print_str); /*mytool2.c*/#i

12、nclude mytool2.h void mytool2_print(char *print_str) printf(This is mytool2 print %sn,print_str); 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院/*mytool1.h*/#ifndef _MYTOOL_1_H #define _MYTOOL_1_H void mytool1_print(char *print_str); #endif /*mytool2.h*/#ifndef _MYTOOL_2_H #define _MYTOOL_2_H void mytool2_print(cha

13、r *print_str); #endif 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院#makefile文件main:main.o mytool1.o mytool2.o main:main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o main.o:main.c mytool1.h mytool2.h main.o:main.c mytool1.h mytool2.h gcc -c main.c gcc -c main.c

14、 mytool1.o:mytool1.c mytool1.h mytool1.o:mytool1.c mytool1.h gcc -c mytool1.c gcc -c mytool1.c mytool2.o:mytool2.c mytool2.h mytool2.o:mytool2.c mytool2.h gcc -c mytool2.cgcc -c mytool2.c将前述所有文件放到同一个文件夹中，执行make命令，则生成可执行文件main。$make 执行makefile文件$./main 运行main程序中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院make的工作过程m

15、ain.cmytool1.hmytool2.hmytool1.cmytool1.hmytool2.cmytool2.hmain.omytool1.omytool2.omain中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院make的工作过程1. make会在当前目录下找名字为“makefile”的文件2.如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（如main），并把这个文件做为最终的目标文件。 3. 如果目标文件不存在，或者目标所依赖的文件的修改时间比目标文件新，make就会执行后面所定义的规则来生成目标文件。4. 如果目标和目标依赖的文件都存在，且修改时间最新，则根据依赖文件的依赖关

16、系和文件修改时间决定是否按规则生成依赖文件，以此类推。5. 如果所有文件都找到，make先生成中间依赖文件（例如.o文件），再用依赖文件生成最终的目标文件。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 Makefile的文件名 make默认会在当前目录下按顺序寻找文件名为：GNUmakefile,makefile,Makefile的文件，找到后解释执行。 最好使用Makefile这个文件名，大多数make都支持makefile和Makefile这两个文件名。 最好不用GNUmakefile。 可以用其它的文件名来充当makefile文件，用make命令的-f或-file参数指定

17、文件。例： $make -f make.linux $make -file Make.AIX 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 Makefile的内容1 显式规则。说明了如何生成一个或多个目标文件。明确指出的要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令等。2 隐含规则。make命令的自动推导自动推导，可以比较简略地书写makefile。3 宏的定义。当makefile被执行时，定义的宏会被扩展到相应的引用位置上去。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 Makefile的内容4 文件指示。包含了三个部分。一个是在一个Makefile中引用另一个Ma

18、kefile；另一个是指根据某些条件指定Makefile中的有效部分，与C语言中的预编译#if类似；第三包含一个多行的命令。5 注释。Makefile中只有行注释“#”，如果要使用“#”字符，需要用转义字符进行转义：“#”6 特殊字符-：make时忽略所有错误；：执行某些命令时不显示该命令。例如echo说明信息。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院Makefile的基本语法规则目标文件：依赖文件列表目标文件：依赖文件列表命令列表命令列表例：main:main.o mytool1.o mytool2.o gcc -o main main.o mytool1.o mytoo

19、l2.o main.o:main.c mytool1.h mytool2.h gcc -c main.c mytool1.o:mytool1.c mytool1.h gcc -c mytool1.c mytool2.o:mytool2.c mytool2.h gcc -c mytool2.c中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院Makefile的宏定义例：OBJ = main.o mytool1.o mytool2.o CC = gccmain:$(OBJ)$(CC) -o main $(OBJ) main.o:main.c mytool1.h mytool2.h $(C

20、C) -c main.c mytool1.o:mytool1.c mytool1.h $(CC) -c mytool1.c mytool2.o:mytool2.c mytool2.h $(CC) -c mytool2.c中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院make的自动推导（隐含规则，内置规则）make命令只要发现一个.o文件，就会自动地把.c文件加在依赖关系中。如果make找到一个whatever.o，那么whatever.c就会是whatever.o的依赖文件。并且生成规则默认为cc c whatever.o whatever.c。 make -p 打印所有make

21、命令的自动推导规则中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院make的自动推导例：OBJ= main.o mytool1.o mytool2.o CC=gccmain:$(OBJ)$(CC) -o main $(OBJ) main.o: mytool1.h mytool2.h mytool1.o: mytool1.h mytool2.o: mytool2.h 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 模式规则模式规则模式规则可以自定义一个隐含规则。模式规则可以自定义一个隐含规则。模式规则中目标的定义要有“%”字符，用来表示一个或多个任意字符。依赖目标的定义

22、中也可以使用“%”，但依赖目标中的“%”的取值，取决于其目标。 说明：“%”的展开发生在变量和函数的展开之后，变量和函数的展开发生在make载入Makefile时，而模式规则中的“%”则发生在执行make时。 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 模式规则模式规则例：例：CC=gccCC=gccCFLAGS=CFLAGS=CPPFLAGS=CPPFLAGS= %.o%.o : : %.c %.c $(CC)$(CC) -c-c $(CFLAGS)$(CFLAGS) $(CPPFLAGS)$(CPPFLAGS) $ -o-o $ 这个例子表示了这个例子表示了,把所有的把所

23、有的.c文件都编译成文件都编译成.o文件文件。 其中，其中，$表示当前所有目标，表示当前所有目标，$表示当前所有表示当前所有依赖文件。这些变量叫依赖文件。这些变量叫自动化变量自动化变量。 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 模式规则模式规则-自动化变量（内置宏）自动化变量（内置宏）$?当前目标依赖的文件列表中比当前目标新的文件$当前所有目标名$当前所有依赖文件名$*不含后缀名的当前依赖文件名 (LP P323表9-1)中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 引用其他的引用其他的Makefile文件文件在一个Makefile文件中,可以使用incl

24、ude 关键字把别的Makefile包含进来。被包含的文件会原样插入到被包含的位置上。引用格式： include 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 文件搜寻文件搜寻在一些大的工程中，有大量的源文件，通常的做法是把源文件分类，放在不同的目录中。当make需要去找寻文件的依赖关系时，可以在文件前加上路径 。lMakefile文件中的特殊变量VPATH VPATH = src:./headers 指定两个目录，“src”和“./headers”，make会按照这个顺序进行搜索。 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 文件搜寻文件搜寻lmake的“v

25、path”关键字 三种使用方法：三种使用方法： 1、vpath 为符合模式的文件指定搜索目录。 2、vpath 清除符合模式的文件的搜索目录。 3、vpath 清除所有已被设置好了的文件搜索目录。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 文件搜寻文件搜寻lmake的“vpath”关键字 需要包含“%”字符。“%”表示匹配零或若干字符。例：%.h 表示所有以“.h”结尾的文件。例：vpath %.h ./headers 表示要求make在“./headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件。（如果某文件在当前目录没有找到的话） vpath %.c foo:bar vpat

26、h %.c blish 连续使用vpath中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 伪目标伪目标如果Makefile需要一次生成若干个可执行文件，可以使用“伪目标”例： all : prog1 prog2 prog3.PHONY : all prog1 : prog1.o utils.o cc -o prog1 prog1.o utils.o prog2 : prog2.o cc -o prog2 prog2.o prog3 : prog3.o sort.o utils.o cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o中国地质大学（武汉）计算机学院中

27、国地质大学（武汉）计算机学院 伪目标伪目标lMakefile中的第一个目标会被作为其默认目标。l“.PHONY : all”声明了“all”这个目标为“伪目标”。其依赖于其它三个目标。l伪目标的特性是，总是被执行的，所以其依赖的那三个目标就总是不如“all”这个目标新。所以，其它三个目标的规则总是会被编译。也就达到了一口气生成多个目标文件的目的。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 伪目标伪目标例：OBJ= main.o mytool1.o mytool2.o CC=gccmain:$OBJ$CC -o main $OBJ main.o:main.c mytool1.h

28、 mytool2.h $CC -c main.c mytool1.o:mytool1.c mytool1.h $CC -c mytool1.c mytool2.o:mytool2.c mytool2.h $CC -c mytool2.cclean: rm *.o temp 编译过程中生成了许多中间文件，定义一个清除它们的“目标”以备完整地重编译而用。 （clean这个伪目标后没有给出依赖关系的文件，因此不会被执行。执行make clean来使用该目标。） clean这个“伪目标”并不是一个文件，只是一个标签 （lable）。中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 多目标（

29、多个目标同时依赖于一个文件，并且多目标（多个目标同时依赖于一个文件，并且其生成的命令大体类似）其生成的命令大体类似） 例：bigoutput littleoutput : text.g generate text.g -$(subst output,$) $ 上述规则等价于：bigoutput : text.g generate text.g -big bigoutputlittleoutput : text.g generate text.g -little littleoutput 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 显示命令显示命令 make会把其要执行的命令行

30、在命令执行前输出到屏幕上。用“”字符在命令行前，这个命令将不被显示。如果make执行时，带参数“-n”或“-just-print”，那么只显示命令，不执行命令。make参数“-s”或“-slient”，全面禁止命令的显示。例： echo 正在编译XXX模块. 当make执行时，会输出“正在编译XXX模块.”字串，但不会输出命令，如果没有“”，那么，make将输出： echo 正在编译XXX模块. 正在编译XXX模块.中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 函数函数 函数的调用语法函数的调用语法函数调用，很像变量的使用，也是以“$”来标识的，其语法如下： $( )或是 $

31、例：comma= ,empty=space= $(empty) foo= a b cbar= $(subst $(space),$(comma),$(foo)subst函数把$(foo)中的空格替换成逗号，所以$(bar)的值是“a,b,c”。 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 函数函数 字符串处理函数：字符串处理函数：字符串替换函数字符串替换函数 $(subst ,) 模式字符串替换函数模式字符串替换函数 $(patsubst ,) 去空格函数去空格函数 $(strip )查找字符串函数查找字符串函数 $(findstring ,)文件操作函数文件操作函数 ：取目

32、录函数取目录函数 $(dir ) 取文件函数取文件函数 $(notdir ) 取后缀函数取后缀函数 $(suffix ) foreach函数函数$(foreach ,) if 函数函数 call函数函数中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院 make的退出码的退出码 make命令执行后有三个退出码： 0 表示成功执行。1 如果make运行时出现任何错误，其返回1。2 如果使用了make的“-q”选项，并且make使得一些目标不需要更新，那么返回2。-q make操作将根据目标文件是否已更新返回0或非0的状态信息 中国地质大学（武汉）计算机学院中国地质大学（武汉）计算机学院vGDB是是GNU开源组织发布的一个强大开源组织发布的一个强大的的UNIX下的命令行程序调试工具下的命令行程序调试工具 功能功能l 启动程序l 可以让被调试的程序在指定的断点位置停止l 当程序停住时，可检查发生的事件l 动态地改变程序执行环境 注意：注意： 编译时加上-g或-ggdb选项，并且不使用-On参数进行代码优化，才能使用gdb调试工具。