Linux下C编程基础

本章的要求第三章、Linux下C编程熟悉Linux系统下的开发环境熟悉vi的基本操作熟练emacs的基本操作熟悉gcc编译器的基本原理熟练使用gcc编译器的常用选项熟练使用gdb调试技术熟悉makefile基本原理及语法规范熟练使用autoconf和automake来生成makefile本章的主要内容3.1Linux下C语言编程概述3.2常用编辑器3.3gcc编译器3.4gdb调试器3.5make工程管理器3.6使用autotools3.7实验语言C语言最早是由贝尔实验室的DennisRitchie为了UNIX的辅助开发而编写的，它是在B语言的基础上开发出来的。尽管Ｃ语言不是专门针对UNIX操作系统或机器编写的，但它与UNIX系统的关系十分紧密。由于它的硬件无关性和可移植性，使C语言逐渐成为世界上使用最广泛计算机语言。为了进一步规范C语言的硬件无关性，1987年，美国国家标准协会（ANSI）根据C语言问世以来各种版本对C语言的发展和扩充，制定了新的标准，称为ANSIC。ANSIC语言比原来的标准C语言有了很大的发展。目前流行的C语言编译系统都是以它为基础的。语言的特点C语言的成功并不是偶然的，它强大的功能和它的可移植性让它能在各种硬件平台上游刃自如。总体而言，C语言有如下特点。C语言是“中级语言”。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工作单元。C语言是结构化的语言。C语言采用代码及数据分隔，使程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便地调用，并具有多种循环、条件语句控制程序流向，从而使程序完全结构化。C语言功能齐全。C语言具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效率更高。另外，C语言也具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器，而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大，可以实现决策目的。C语言可移植性强。C语言适合多种操作系统，如DOS、Windows、Linux，也适合多种体系结构，因此尤其适合在嵌入式领域的开发。编辑器Linux中最常用的编辑器有vi（vim）和emacs：命令-输入-底行模式命令模式底行模式输入模式用法---编辑新增(append)--a从光标所在位置後面开始新增资料，光标後的资料随新增资料向後移动。--A从光标所在列最後面的地方开始新增资料。插入(insert)--i从光标所在位置前面开始插入资料，光标後的资料随新增资料向後移动。--I从光标列的第一个非空白字符前面开始插入资料。开始(open)--o在光标所在列下新增一列并进入输入模式。--O在光标所在列上方新增一列并进入输入模式。用法---修改和删除x删除光标所在字符。dd删除光标所在的列。r修改光标所在字符，r後接著要修正的字符R进入取代状态，新增资料会覆改原先资料，直到按[ESC]回到指令模式下为止。s删除光标所在字符，并进入输入模式。S删除光标所在的列，并进入输入模式。用法---退出:q不保存退出:q!不保存强制性退出:w保存编辑:wfilename存入文件filename中:w!filename强制性存入文件filename中:wq(:x)保存并退出（shift+zz）用法---光标移动b移动到当前单词的开始e移动到当前单词的结尾w向前移动一个单词h向前移动一个字符j向上移动一行k向下移动一行l向后移动一个字符用法---替换操作r替换光标所在的字符R替换字符序列cw替换一个单词ce同cwcb替换光标所在的前一字符c$替换自光标位置至行尾的所有字符C同c$cc替换当前行用法---复制与粘贴/yw将光标所在单词拷入剪贴板y$将光标至行尾的字符拷入剪贴板Y同y$yy将当前行拷入剪贴板p将剪贴板中的内容粘贴在光标后P将剪贴板中的内容粘贴在光标前：欢迎窗口和工作窗口：工作模式和保存文档编译器GNUCC（简称为gcc）是GNU项目中符合ANSIC标准的编译系统，能够编译用C、C++和ObjectC等语言编写的程序。gcc不仅功能强大，而且可以编译如C、C++、ObjectC、Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等多种语言，而且gcc又是一个交叉平台编译器，它能够在当前CPU平台上为多种不同体系结构的硬件平台开发软件，因此尤其适合在嵌入式领域的开发编译。预处理阶段在该阶段，对包含的头文件（#include）和宏定义（#define、#ifdef等）进行处理。可以使用gcc的选项“-E”让gcc在预处理结束后停止编译过程。[root@localhostgcc]#gcc–Ehello.c–ohello.i/*hello.i*/……typedefint(*__gconv_trans_fct)(struct__gconv_step*,struct__gconv_step_data*,void*,__constunsignedchar*,__constunsignedchar**,__constunsignedchar*,unsignedchar**,size_t*);……#2hello.c2intmain(){printf(Hello!Thisisourembeddedworld!\n);return0;}编译阶段（1）接下来进行的是编译阶段，在这个阶段中，gcc首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等，以确定代码的实际要做的工作，在检查无误后，gcc把代码翻译成汇编语言。用户可以使用“-S”选项来进行查看，该选项只进行编译而不进行汇编，生成汇编代码。[root@localhostgcc]#gcc–Shello.i–ohello.s编译阶段（2）/*hello.s*/.filehello.c.section.rodata.align4.LC0:.stringHello!Thisisourembeddedworld!.text.globlmain.typemain,@functionmain:pushl%ebpmovl%esp,%ebpsubl$8,%espandl$-16,%espmovl$0,%eaxaddl$15,%eaxaddl$15,%eaxshrl$4,%eaxsall$4,%eaxsubl%eax,%espsubl$12,%esppushl$.LC0callputsaddl$16,%espmovl$0,%eaxleaveret.sizemain,.-main.identGCC:(GNU)4.0.0200X0Y19(RedHat4.0.0-8).section.note.GNU-stack,,@progbits常用选项[root@localhostgcc]gcchello1.c–I/root/workplace/gcc/-ohello1库选项函数库分为静态库和动态库两种，静态库是一系列的目标文件（.o文件）的归档文件（文件名格式为libname.a），如果在编译某个程序时链接静态库，则链接器将会搜索静态库，从中提取出它所需要的目标文件并直接拷贝到该程序的可执行二进制文件(ELF格式文件)之中；动态库（文件名格式为libname.so[.主版本号.次版本号.发行号]）在程序编译时并不会被链接到目标代码中，而是在程序运行时才被载入。函数库的创建与使用（1）/*unsgn_pow.c：库程序*/unsignedlonglongunsgn_pow(unsignedintx,unsignedinty){unsignedlonglongres=1;if(y==0){res=1;}elseif(y==1){res=x;}else{res=x*unsgn_pow(x,y-1);}returnres;}/*pow_test.c*/#includestdio.h#includestdlib.hintmain(intargc,char*argv[]){unsignedintx,y;unsignedlonglongres;if((argc3)||(sscanf(argv[1],%u,&x)!=1)||(sscanf(argv[2],%u,&y))!=1){printf(Usage:powbaseexponent\n);exit(1);}res=unsgn_pow(x,y);printf(%u^%u=%u\n,x,y,res);exit(0);}静态库$gcc-cunsgn_pow.c$arrcsvlibpow.aunsgn_pow.oa-unsgn_pow.o$gcc-opow_testpow_test.c-L.–lpow$./pow_test2102^10=1024动态库$gcc-fPIC-Wall-cunsgn_pow.c$gcc-shared-olibpow.sounsgn_pow.o$gcc-opow_testpow_test.c-L.–lpow在运行可执行程序之前，需要注册动态库的路径名。其方法有几种：修改/etc/ld.so.conf文件，或者修改LD_LIBRARY_PATH环境变量，或者将库文件直接拷贝到/lib或者/usr/lib目录下（这两个目录为系统的默认的库路径名）。$cplibpow.so/lib$./pow_test2102^10=1024静态库与动态库的比较动态库只有在使用它的程序执行时才被链接使用，而不是将需要的部分直接编译入可执行文件中，并且一个动态库可以被多个程序使用故可称为共享库，而静态库将会整合到程序中，因此在程序执行时不用加载静态库。从而可知，链接到静态库会使你的程序臃肿，并且难以升级，但是可能会比较容易部署。而链接到动态库会使你的程序轻便，并且易于升级，但是会难以部署。警告选项（1）$gcc–ansiwarning.c–owarningwarning.c:在函数“main”中：warning.c:7警告：在无返回值的函数中，“return”带返回值warning.c:4警告：“main”的返回类型不是“int”警告选项（2）$gcc–pedanticwarning.c–owarningwarning.c:在函数“main”中：warning.c:5警告：ISOC90不支持“longlong”warning.c:7警告：在无返回值的