LINUX環(huán)境高級編程(三)

1、LINUX環(huán)境高級編程中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 朱靜朱靜中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院LINUX下下C編程概述編程概述v程序安裝目錄程序安裝目錄/usr/local /usr/bin /usr/local/binv編程語言編程語言C C+ Java JavaScriptPerl Python PHP .(LP P4 表1-1)中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院LINUX下下C編程概述編程概述v頭文件目錄頭文件目錄/usr/include /us

2、r/include/sys(linux)v庫文件目錄庫文件目錄/lib /usr/lib*.a *.sovGCC是是GNU項目的編譯組件之一項目的編譯組件之一GCC編譯器能將C，C+源程序，匯編程序和目標程序編譯鏈接成為可執(zhí)行文件。v四個編譯步驟四個編譯步驟預處理（也叫預編譯，preprocessing）編譯（compliling）匯編（assembling）鏈接（linking）中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院GCC編譯器編譯器GCC編譯器編譯器vGCC的基本用法和選項的基本用法和選項 一般格式：gcc options filenames 例：gcc o hell

3、o hello.cOptions選項：-c-o-O-On-g,-ggdb-shared-static-thread中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院vGCC編譯過程中的文件類型編譯過程中的文件類型*.c C語言源代碼文件*.a 由目標文件構(gòu)成的檔案庫文件 *.C,*.cc,*.cxx C+源代碼文件*.h 程序所包含的頭文件*.i 已經(jīng)預處理過的C源代碼文件*.ii 已經(jīng)預處理過的C+源代碼文件*.m Objective-C源代碼文件 *.o 編譯后的目標文件*.s 匯編語言源代碼文件*.S 經(jīng)過預編譯的匯編語言源代碼文件中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武

4、漢）計算機學院GCC編譯器編譯器vGCC 警告提示功能警告提示功能gcc pedantic hello.c o hello 發(fā)現(xiàn)一些不符合發(fā)現(xiàn)一些不符合ANSI/ISO C標準的代碼標準的代碼 gcc Wall hello.c o hello 產(chǎn)生盡可能多的警告產(chǎn)生盡可能多的警告 庫依賴gcc hell.c I/home/include o hellogcc -o fred fred.c -lmgcc -o fred fred.c /usr/lib/libm.a 代碼優(yōu)化gcc On hello.c o hello中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院GCC編譯器編譯器v

5、GCC的版本的版本 $gcc v 或 $gcc -version 查看gcc的版本，內(nèi)核不同，可能gcc的版本不同 GCC是一組編譯工具的總稱C編譯器 cc, ccl, ccplus, gccC+編譯器 c+, ccplus, g+源碼預處理器 cpp, cpp0庫文件 libgcc.a, libgcc_eh.a, libgcc_s.so 幫助man gcc 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院GCC編譯器編譯器例：hello.c#include int main(int argc,char *argv)Printf(“Hello,linux!n”);編譯：gcc o

6、hello hello.c運行：./hello中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院GCC編譯器編譯器例：創(chuàng)建一個小型靜態(tài)函數(shù)庫，其中包含兩個函數(shù)，并在一個例程中調(diào)用函數(shù)。（LP P9 靜態(tài)庫）中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院GCC編譯器編譯器vIDE開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境IDE是一個圖形化集成開發(fā)環(huán)境，將創(chuàng)建、調(diào)試、運行應用程序的部分或所有工具集成到一起。一般會包含一個編輯器，一個文件瀏覽器和一種運行應用程序并捕獲其輸出的方法。 Kdevelop Eclipse Anjuta Netbeans Qt SlickEdit Code:Blocks中國地

7、質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院開發(fā)工具開發(fā)工具v命令行工具命令行工具 源代碼控制源代碼控制中大型團隊項目開發(fā)中，通過源代碼控制，避免項目組多個開發(fā)人員文件修改的沖突，跟蹤管理對源文件進行的修改。 SCCS：已基本被RCS取代。RCS： 源代碼版本管理工具, 通過RCS文件進行源文件管理。跟蹤并記錄源文件的每一次改動。通過這個記錄文件，可以重建出任何一個以前的版本。RCS只保存文件版本間的不同之處，節(jié)省存儲空間。RCS通常以.v為后綴。不支持并發(fā)訪問（互斥訪問）。（ lock-modify-unlock ）中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院開發(fā)工

8、具開發(fā)工具v命令行工具命令行工具 源代碼控制源代碼控制CVS：（Current Version Control）并發(fā)版本控制系統(tǒng)；CVS在進行源代碼管理時的特點：源代碼空間與用戶空間分離并發(fā)訪問（Copy-Modify-Merge）源文件共享獨立的工作環(huán)境CVS使用手冊：http:/ CVS 替代版；中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院開發(fā)工具開發(fā)工具v命令行工具命令行工具 發(fā)行軟件發(fā)行軟件patchtarv軟件包管理工具軟件包管理工具 rpm dpkg Alien-rpm和和dpkg之間的格式轉(zhuǎn)換工具之間的格式轉(zhuǎn)換工具v編寫手冊頁編寫手冊頁 手冊頁格式手冊頁格式 手冊

9、頁生成手冊頁生成groff 手冊頁安裝手冊頁安裝中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院開發(fā)工具開發(fā)工具v工程管理器工程管理器Makefile規(guī)定整個工程（規(guī)定整個工程（project）的編譯規(guī)則。）的編譯規(guī)則。一個工程中的源文件不計其數(shù)，按類型，功能，模塊分別放在不同的目錄中，Makefile通過定義一系列的規(guī)則來實現(xiàn)“自動化編譯”。一旦寫好Makefile，只需要一個make命令，就能完成整個工程的編譯。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 make命令命令功能：功能：查找當前目錄下的makefile文件；初始化文件中的變量；分析makefile

10、中的所有規(guī)則；為所有的目標文件創(chuàng)建依賴關系；根據(jù)依賴關系，決定哪些目標文件要重新生成；執(zhí)行生成命令；特點：特點：提高工作效率，便于大型項目的開發(fā)。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 make命令的語法命令的語法make 參數(shù) 宏定義 目標文件參數(shù)：參數(shù)：-k make過程中發(fā)現(xiàn)錯誤時執(zhí)行仍然繼續(xù)-n 只輸出要執(zhí)行的操作步驟而不真正執(zhí)行這些步驟-f 或-file 指定make要執(zhí)行的makefile文件名-w make時修改了目錄則打印信息-d 打印調(diào)試信息-I 指定makefile文件的目錄-h help中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 一

11、個實例：一個實例：/*main.c*/#include mytool1.h #include mytool2.h int main(int argc,char *argv) mytool1_print(hello); mytool2_print(hello); 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 一個實例：一個實例：/*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); 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院/*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 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院#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將前述所有文件放到同一個文件夾中，執(zhí)行make命令，則生成可執(zhí)行文件main。$make 執(zhí)行makefile文件$./main 運行main程序中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院make的工作過程m

15、ain.cmytool1.hmytool2.hmytool1.cmytool1.hmytool2.cmytool2.hmain.omytool1.omytool2.omain中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院make的工作過程1. make會在當前目錄下找名字為“makefile”的文件2.如果找到，它會找文件中的第一個目標文件（如main），并把這個文件做為最終的目標文件。 3. 如果目標文件不存在，或者目標所依賴的文件的修改時間比目標文件新，make就會執(zhí)行后面所定義的規(guī)則來生成目標文件。4. 如果目標和目標依賴的文件都存在，且修改時間最新，則根據(jù)依賴文件的依賴關

16、系和文件修改時間決定是否按規(guī)則生成依賴文件，以此類推。5. 如果所有文件都找到，make先生成中間依賴文件（例如.o文件），再用依賴文件生成最終的目標文件。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 Makefile的文件名 make默認會在當前目錄下按順序?qū)ふ椅募麨椋篏NUmakefile,makefile,Makefile的文件，找到后解釋執(zhí)行。 最好使用Makefile這個文件名，大多數(shù)make都支持makefile和Makefile這兩個文件名。 最好不用GNUmakefile。 可以用其它的文件名來充當makefile文件，用make命令的-f或-file參數(shù)指定

17、文件。例： $make -f make.linux $make -file Make.AIX 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 Makefile的內(nèi)容1 顯式規(guī)則。說明了如何生成一個或多個目標文件。明確指出的要生成的文件，文件的依賴文件，生成的命令等。2 隱含規(guī)則。make命令的自動推導自動推導，可以比較簡略地書寫makefile。3 宏的定義。當makefile被執(zhí)行時，定義的宏會被擴展到相應的引用位置上去。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 Makefile的內(nèi)容4 文件指示。包含了三個部分。一個是在一個Makefile中引用另一個Ma

18、kefile；另一個是指根據(jù)某些條件指定Makefile中的有效部分，與C語言中的預編譯#if類似；第三包含一個多行的命令。5 注釋。Makefile中只有行注釋“#”，如果要使用“#”字符，需要用轉(zhuǎn)義字符進行轉(zhuǎn)義：“#”6 特殊字符-：make時忽略所有錯誤；：執(zhí)行某些命令時不顯示該命令。例如echo說明信息。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院Makefile的基本語法規(guī)則目標文件：依賴文件列表目標文件：依賴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中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院Makefile的宏定義例：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中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院make的自動推導（隱含規(guī)則，內(nèi)置規(guī)則）make命令只要發(fā)現(xiàn)一個.o文件，就會自動地把.c文件加在依賴關系中。如果make找到一個whatever.o，那么whatever.c就會是whatever.o的依賴文件。并且生成規(guī)則默認為cc c whatever.o whatever.c。 make -p 打印所有make

21、命令的自動推導規(guī)則中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院make的自動推導例：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 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 模式規(guī)則模式規(guī)則模式規(guī)則可以自定義一個隱含規(guī)則。模式規(guī)則可以自定義一個隱含規(guī)則。模式規(guī)則中目標的定義要有“%”字符，用來表示一個或多個任意字符。依賴目標的定義

22、中也可以使用“%”，但依賴目標中的“%”的取值，取決于其目標。 說明：“%”的展開發(fā)生在變量和函數(shù)的展開之后，變量和函數(shù)的展開發(fā)生在make載入Makefile時，而模式規(guī)則中的“%”則發(fā)生在執(zhí)行make時。 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 模式規(guī)則模式規(guī)則例：例：CC=gccCC=gccCFLAGS=CFLAGS=CPPFLAGS=CPPFLAGS= %.o%.o : : %.c %.c $(CC)$(CC) -c-c $(CFLAGS)$(CFLAGS) $(CPPFLAGS)$(CPPFLAGS) $ -o-o $ 這個例子表示了這個例子表示了,把所有的把所

23、有的.c文件都編譯成文件都編譯成.o文件文件。 其中，其中，$表示當前所有目標，表示當前所有目標，$表示當前所有表示當前所有依賴文件。這些變量叫依賴文件。這些變量叫自動化變量自動化變量。 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 模式規(guī)則模式規(guī)則-自動化變量（內(nèi)置宏）自動化變量（內(nèi)置宏）$?當前目標依賴的文件列表中比當前目標新的文件$當前所有目標名$當前所有依賴文件名$*不含后綴名的當前依賴文件名 (LP P323表9-1)中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 引用其他的引用其他的Makefile文件文件在一個Makefile文件中,可以使用incl

24、ude 關鍵字把別的Makefile包含進來。被包含的文件會原樣插入到被包含的位置上。引用格式： include 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 文件搜尋文件搜尋在一些大的工程中，有大量的源文件，通常的做法是把源文件分類，放在不同的目錄中。當make需要去找尋文件的依賴關系時，可以在文件前加上路徑 。lMakefile文件中的特殊變量VPATH VPATH = src:./headers 指定兩個目錄，“src”和“./headers”，make會按照這個順序進行搜索。 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 文件搜尋文件搜尋lmake的“v

25、path”關鍵字 三種使用方法：三種使用方法： 1、vpath 為符合模式的文件指定搜索目錄。 2、vpath 清除符合模式的文件的搜索目錄。 3、vpath 清除所有已被設置好了的文件搜索目錄。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 文件搜尋文件搜尋lmake的“vpath”關鍵字 需要包含“%”字符?！?”表示匹配零或若干字符。例：%.h 表示所有以“.h”結(jié)尾的文件。例：vpath %.h ./headers 表示要求make在“./headers”目錄下搜索所有以“.h”結(jié)尾的文件。（如果某文件在當前目錄沒有找到的話） vpath %.c foo:bar vpat

26、h %.c blish 連續(xù)使用vpath中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 偽目標偽目標如果Makefile需要一次生成若干個可執(zhí)行文件，可以使用“偽目標”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中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中

27、國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 偽目標偽目標lMakefile中的第一個目標會被作為其默認目標。l“.PHONY : all”聲明了“all”這個目標為“偽目標”。其依賴于其它三個目標。l偽目標的特性是，總是被執(zhí)行的，所以其依賴的那三個目標就總是不如“all”這個目標新。所以，其它三個目標的規(guī)則總是會被編譯。也就達到了一口氣生成多個目標文件的目的。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 偽目標偽目標例：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 編譯過程中生成了許多中間文件，定義一個清除它們的“目標”以備完整地重編譯而用。 （clean這個偽目標后沒有給出依賴關系的文件，因此不會被執(zhí)行。執(zhí)行make clean來使用該目標。） clean這個“偽目標”并不是一個文件，只是一個標簽 （lable）。中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 多目標（

29、多個目標同時依賴于一個文件，并且多目標（多個目標同時依賴于一個文件，并且其生成的命令大體類似）其生成的命令大體類似） 例：bigoutput littleoutput : text.g generate text.g -$(subst output,$) $ 上述規(guī)則等價于：bigoutput : text.g generate text.g -big bigoutputlittleoutput : text.g generate text.g -little littleoutput 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 顯示命令顯示命令 make會把其要執(zhí)行的命令行

30、在命令執(zhí)行前輸出到屏幕上。用“”字符在命令行前，這個命令將不被顯示。如果make執(zhí)行時，帶參數(shù)“-n”或“-just-print”，那么只顯示命令，不執(zhí)行命令。make參數(shù)“-s”或“-slient”，全面禁止命令的顯示。例： echo 正在編譯XXX模塊. 當make執(zhí)行時，會輸出“正在編譯XXX模塊.”字串，但不會輸出命令，如果沒有“”，那么，make將輸出： echo 正在編譯XXX模塊. 正在編譯XXX模塊.中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 函數(shù)函數(shù) 函數(shù)的調(diào)用語法函數(shù)的調(diào)用語法函數(shù)調(diào)用，很像變量的使用，也是以“$”來標識的，其語法如下： $( )或是 $

31、例：comma= ,empty=space= $(empty) foo= a b cbar= $(subst $(space),$(comma),$(foo)subst函數(shù)把$(foo)中的空格替換成逗號，所以$(bar)的值是“a,b,c”。 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 函數(shù)函數(shù) 字符串處理函數(shù)：字符串處理函數(shù)：字符串替換函數(shù)字符串替換函數(shù) $(subst ,) 模式字符串替換函數(shù)模式字符串替換函數(shù) $(patsubst ,) 去空格函數(shù)去空格函數(shù) $(strip )查找字符串函數(shù)查找字符串函數(shù) $(findstring ,)文件操作函數(shù)文件操作函數(shù) ：取目

32、錄函數(shù)取目錄函數(shù) $(dir ) 取文件函數(shù)取文件函數(shù) $(notdir ) 取后綴函數(shù)取后綴函數(shù) $(suffix ) foreach函數(shù)函數(shù)$(foreach ,) if 函數(shù)函數(shù) call函數(shù)函數(shù)中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院 make的退出碼的退出碼 make命令執(zhí)行后有三個退出碼： 0 表示成功執(zhí)行。1 如果make運行時出現(xiàn)任何錯誤，其返回1。2 如果使用了make的“-q”選項，并且make使得一些目標不需要更新，那么返回2。-q make操作將根據(jù)目標文件是否已更新返回0或非0的狀態(tài)信息 中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院中國地質(zhì)大學（武漢）計算機學院vGDB是是GNU開源組織發(fā)布的一個強大開源組織發(fā)布的一個強大的的UNIX下的命令行程序調(diào)試工具下的命令行程序調(diào)試工具 功能功能l 啟動程序l 可以讓被調(diào)試的程序在指定的斷點位置停止l 當程序停住時，可檢查發(fā)生的事件l 動態(tài)地改變程序執(zhí)行環(huán)境 注意：注意： 編譯時加上-g或-ggdb選項，并且不使用-On參數(shù)進行代碼優(yōu)化，才能使用gdb調(diào)試工具。