4-Linux环境下程序开发基础

Linux环境下程序开发基础2/349/13/2019Linux环境下程序编译Linux环境下程序编译3/349/13/2019Linux与C•Linux与C是天然的结合，从它们的诞生开始就有密切的联系：Linux的前身Unix在用C语言改写之后才为世界所广泛接受；而C语言也是在Unix编写、传播的过程中发展和流行起来的•Linux平台为C语言提供的编译工具是gcc。Gcc除了处理一般的C语言程序，还支持C++、ObjectiveC等一些语言。曙光4000A提供了PGIC/C++compiler—pgcc/pgCC•Linux系统与其他系统类似，C语言程序的运行过程分为三步：–编写源代码–用编译工具编译连接，生成可执行文件–运行该可执行文件4/349/13/2019一个简单的例子—hello.c•用vi编写源文件:#includestdio.hvoidmain(){printf(“helloworld.\n”);}•用gcc编译gcchello.c•运行a.out5/349/13/2019GCC简介•gcc（GNUCCompiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。•gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。•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。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍gcc常用的一些后缀。–.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档案库文件–.C，.cc或.cxx为后缀的文件，是C++源代码文件–.h为后缀的文件，是程序所包含的头文件–.o为后缀的文件，是编译后的目标文件•gcc最基本的用法是∶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6/349/13/2019GCC常用编译参数•-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。•-ooutput_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。•-g：产生符号调试工具(GNU的gdb)所必要的符号资讯，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，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。7/349/13/2019GCC常用编译参数•-Idirname：将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中，是在预编译过程中使用的参数。C程序中的头文件包含两种情况：A)#includestdio.hB)#include“myinc.h”其中，A类使用尖括号()，B类使用双引号(“”)。对于A类，预处理程序cpp在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件，而对于B类，cpp在当前目录中搜寻头文件，这个选项的作用是告诉cpp，如果在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。在程序设计中，如果我们需要的这种包含文件分别分布在不同的目录中，就需要逐个使用-I选项给出搜索路径。8/349/13/2019GCC常用编译参数•-Ldirname：将dirname所指出的目录加入到程序函数档案库文件的目录列表中，是在连接过程中使用的参数。在预设状态下，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，如果函数库存放在多个目录下，就需要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。•-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。上面我们简要介绍了gcc编译器最常用的功能和主要参数选项，更为详尽的资料可以参看Linux系统的联机帮助。9/349/13/2019GCC应用举例1.gcchello.c生成a.out2.gcc–ohellohelo.c生成hello3.gcc–O–ohellohello.c生成hello4.gcc–O2–ohellohello.c生成hello5.gcc–chello.c生成hello.ogcc–ohellohello.o生成hello6.gcc–chello1.c生成hello1.ogcc–chello2.c生成hello2.ogcc–ohellohello1.ohello2.o生成hello7.gcc–otesttest1.o–lm–I/home/czn/include10/349/13/2019Make简介•在开发大系统时，经常要将程序划分为许多模块。各个模块之间存在着各种各样的依赖关系，在Linux中通常使用Makefile来管理。–由于各个模块间不可避免存在关联，所以当一个模块改动后，其他模块也许会有所更新，当然对小系统来说，手工编译连接是没问题，但是如果是一个大系统，存在很多个模块，那么手工编译的方法就不适用了。–为此，在Linux系统中，专门提供了一个make命令来自动维护目标文件。–与手工编译和连接相比，make命令的优点在于他只更新修改过的文件，而对没修改的文件则置之不理，并且make命令不会漏掉一个需要更新的文件。11/349/13/2019一个简单的例子•先举一个例子:a.cb.c两个程序a.cexternvoidp(char*);main(){p(helloworld);}b.cvoidp(char*str){printf(%s\n,str);}zMakefilehello:a.cb.cgcca.cb.c-ohello注意这里是一个Tabz执行makegcca.cb.c-ohello产生一个叫hello的可执行程序12/349/13/2019书写makefile文件•Makefile时由规则来组成的,每一条规则都有三部分组成:目标(object),依赖(dependency)和命令(command).在上面的例子中,Makefile只有一条规则,其目标为hello,期依赖为a.cb.c,其命令为gcca.cb.c-ohello.•依赖可以是另一条规则的目标,也可以是文件.每一条规则被这样处理.如目标是一个文件是:当它的依赖是文件时,如果依赖的时间比目标要新,则运行规则所包含的命令来更新目标;如果依赖是另一个目标则用同样的方法先来处理这个目标.如目标不是一个存在的文件时,则一定执行.13/349/13/2019一个简单的makefile文件•例如:Makefilehello:a.ob.ogcca.ob.o-ohelloa.o:a.cgcc–ca.cb.o:b.cgcc–cb.c•当运行make时，可以接一目标名(eg:makehello)作为参数，表示要处理改目标。如没有参数，则处理第一个目标。•对上述例子执行make，则是处理hello这个目标。•hello依赖于文件目标a.o和b.o，则先去处理a.o,调用gcc–ca.c来更新a.o，之后更新b.o，最后调用gcca.cb.o-ohello来更新hello.14/349/13/2019Make中的宏(macro)•在make中是用宏，要先定义，然后在makefile中引用。宏的定义格式为：宏名=宏的值(宏名一般习惯用大写字母)例：CC=gcchello:a.ob.o$(CC)a.ob.o-ohelloa.o:a.c$(CC)–ca.cb.o:b.c$(CC)–cb.c15/349/13/2019系统定义的宏•还有一些设定好的内部变量，它们根据每一个规则内容定义。–$@当前规则的目的文件名–$依靠列表中的第一个依靠文件–$^整个依靠的列表（除掉了里面所有重复的文件名）。–$?依赖中所有新于目标的•以用变量做许多其它的事情，特别是当你把它们和函数混合使用的时候。如果需要更进一步的了解，请参考GNUMake手册。('manmake','manmakefile')16/349/13/2019修改原先的makefileCC=gccCFLAGS=-O2OBJS=a.ob.ohello:$(OBJS)$(CC)$^-o$@a.o:a.c$(CC)$(CFLAGS)-c$b.o:b.c$(CC)$(CFLAGS)-c$clean:rm–f*.ohello17/349/13/2019隐含规则•请注意在上面的例子里，几个产生.o文件的命令都是一样的，都是从.c文件和相关文件里产生.o文件，这是一个标准的步骤。•其实make已经知道怎么做—它有一些叫做隐含规则的内置的规则，这些规则告诉它当你没有给出某些命令的时候，应该怎么办。•如果你把生成a.o和b.o的命令从它们的规则中删除，make将会查找它的隐含规则，然后会找到一个适当的命令。•它的命令会使用一些变量，因此你可以按照你的想法来设定它：它使用变量CC做为编译器，并且传递变量CFLAGS,CPPFLAGS,TARGET_ARCH，然后它加入‘-c’，后面跟变量$，然后是‘-o’跟变量$@。一个Ｃ编译的具体命令将会是：$(CC)$(CFLAGS)$(CPPFLAGS)$(TARGET_ARCH)-c$-o$@•当然你可以按照你自己的需要来定义这些变量。18/349/13/2019用户环境变量的设定19/349/13/2019LINUX中BASH环境变量的设定顺序•登录Linux后，BASH要读取几个文件，这些文件（启动脚本文件）用来定义BASH环境，如果希望建立标准的别名，或者希望设置各种shell变量，就应该在bash启动文件中进行设置。•和Bash的环境设定有关的文件有（1）/etc/profile(主要)/etc/profile.d/*.sh(主要)（2）$HOME/.bash_profile(主要)（3）$HOME/.bash_login（4）$HOME/.profile$HOME/.bash_logout(主要)（5）$HOME/.bashrc(主要)/etc/bashrc20/349/13/2019LINUX中BASH环境变量的设定顺序•登入（login）交互式时（从字符终端或XWindow登录）•先执行/etc/profile(包括/etc/profile.d/*.sh)2.接着bash会检查使用者的自家目录中，是否有.bash_profile或者.bash_login或者.profile，若有，则会执行其中一个，执行顺序为：.bash_profile最优先.bash_login其次.profile最后（执行最先碰到的一个，前面的设定会被后面的覆盖）3.启动后读取.bashrc21/349/13/2019LINUX中BASH环境变量的设定顺序•非登录交互式（从其它shell或者bash启动一个新的shell）bash会检查使用者的自家目录中是否有.bashrc，若有则予以执行，这是唯一的启动文件.•非交互式（即运行SHELL脚本）上述所有脚本都不执行，如果定义了环境变量ENV，则ENV的值作为启动脚本文件名首先执行。在前两种情况下，如果定义了环境变量ENV，则首先读取ENV指定的文件，然后按顺序读取前述脚本文件。•登出(exit/logout)时bash会检查使用者自家目录中是否有.bash_logout，若有，则bash会执行其中的指令22/349/13/2019LINUX中BASH环境变量的设定顺序