1、第5章 GNU C 開發(fā)環(huán)境,鄭謙益 韓京宇,內容提要,5.1 GNU C 編譯器 5.2 項目管理工具:GNU make 5.3 創(chuàng)建和使用函數庫 5.4 GNU C 函數庫:glibc,5.1.1目標代碼生成,5.1.2 GCC概述,GCC概述 GCC(GNU Compiler Collection)是GNU下編譯器及其相關工具的集合。GCC 原名為 GNU C 語言編譯器，目前在功能上得到了不斷擴展： (1) 支持多種高級語言 (C,C+,JAVA,FORTRAN,PASCAL) (2) 支持多種硬件處理器 （x86,ARM,PowerPC） (3) 支持多種操作系統(tǒng)平臺(LINUX,W

2、INDOWS,SOLARIS),5.1.3 gcc 編譯器,是C語言預處理器、編譯器、匯編器、連接器的套裝工具。根據輸入文件和參數決定如何調用工具。 gcc命令 語法 gcc 選項 目標文件 源文件 功能 將C語言編譯為目標代碼或可執(zhí)行文件。 補充： which gcc /查看路徑 gcc v /查看版本,gcc 命令選項,gcc命令,例子： gcc S exam5-1.c gcc Wall exam5-1.c o exam5-1.o gcc o exam5-1 exam5-1.o gcc exam5-1 exam5-1.c 提示：注意 c 和 o的用法,5.2 項目管理工具:GNU make

3、,5.2.1 項目管理概述,1、手工管理 2、腳本管理 參見書上腳本51 缺點： （1）每次都要編譯所有的文件，即使該文件沒修改。 （2）文件多時，費時長,5.2.2基于make工具管理項目,(1) 用戶只需將具體的操作步驟按一定的語法規(guī)則以命令的方式寫入文本文件，一般命名為Makefile或者makefile (2)此后，用戶只需在命令提示符下輸入make命令，make工具會根據Makefile文件中的定義自動執(zhí)行一系列編譯和鏈接工作. (3)當某個文件被修改，make工具只執(zhí)行依賴于該文件的一系列規(guī)則。,Makefile文件的語法結構,Makefile文件由一系列規(guī)則構成，每條規(guī)則的語法結

4、構為: 目標1 目標2.目標n : 依賴文件列表 命令1 命令2 . 命令n,Makefile文件的語法結構,(1)依賴關系用來定義目標文件所依賴的文件，只有所依賴的文件被更新，make才修改相應的目標文件。 (2)命令是產生目標文件所要執(zhí)行的命令。 涵義： （1）依賴文件列表中的文件可以是一個文件，也可以是另一規(guī)則的目標。 （2）若目標和依賴都是文件，根據文件時間判斷是否執(zhí)行命令。 （3）若依賴對象是另一條規(guī)則的目標，則遞歸運行。 （4）若目標不是一個存在的文件，則一定執(zhí)行對應的命令。,2 make工具用法,語法： make 選項目標 涵義： 創(chuàng)建指定的目標，如果沒有指定目標，則創(chuàng)建第一個目

5、標 具體例子： make appexam make,實例分析,# script5-2_makefile appexam:main.o app.o mod.o lib.o gcc -o appexam main.o app.o mod.o lib.o main.o:main.c app.h gcc -c main.c app.o:app.c app.h gcc -c app.c mod.o:mod.c gcc -c mod.c lib.o:lib.c lib.h gcc -c lib.c clean: rm -f *.o,實例分析,5.2.3 Makefile中的變量,1. 自定義變量 語法 變

6、量名= 字符串 功能 將字符串賦給變量名,在makefile中變量無數據類型。 引用: $(變量名) 參見腳本53 2. 環(huán)境變量 Make在運行過程中，將環(huán)境變量轉化為同名同值的make變量，用戶也可在Makefile中對這些變量進行重新定義。,Makefile中的變量,3. 預定義變量,參見腳本54,Makefile中的變量,4. 自動變量 自動變量由make工具預先定義，具有特定的含義，它的值與規(guī)則中的目標和依賴對象有關。,實例分析,# script5-5_makefile OBJS=main.o app.o mod.o lib.o appexam:$(OBJS) $(CC) -o $

7、$ main.o:main.c app.h $(CC) -c -o $ $ app.o:app.c app.h $(CC) -c -o $ $ mod.o:mod.c $(CC) -c -o $ $ lib.o:lib.c lib.h $(CC) -c -o $ $ clean: rm -f *.o,5.2.4 Makefile文件中的潛規(guī)則,1. 隱含規(guī)則 GNU make定義了了內置的隱含規(guī)則，在不給出產生目標的命令時，由make自動添加。 例如， demo.o:demo.c make 自動添加下列規(guī)則： $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH)

8、 -c $ -o $,Makefile文件中的潛規(guī)則,2. 后綴規(guī)則 后綴規(guī)則定義了將一個具有某個后綴的文件(例如，.c 文件)轉換為具有另外一種后綴的文件(例如，.o 文件)的方法。每個后綴規(guī)則以兩個成對出現的后綴命定義。 例如: 將 .c 文件轉換為 .o 文件的后綴規(guī)則可定義為： .c.o: $(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $ $,Makefile文件中的潛規(guī)則,3. 模式規(guī)則 模式規(guī)則是對具體規(guī)則的進一步抽象，定義了一類具有相同行為特點的規(guī)則。 例如， %.o: %.c $(CC) -c $ -o $,5.3 創(chuàng)建和使用函數庫,靜態(tài)函數庫與共享函數

9、庫,5.3.1 靜態(tài)庫,概念 靜態(tài)庫由ar工具創(chuàng)建。經編譯的應用程序和靜態(tài)庫鏈接時，鏈接器將靜態(tài)庫中被調用的對象嵌入至可執(zhí)行映像文件中，這樣，在沒有靜態(tài)庫的環(huán)境下，應用程序也能獨立運行。靜態(tài)庫文件的命名規(guī)則是libxxx.a，以lib開頭，.a作為文件名后綴。,1.靜態(tài)庫管理工具ar命令,語法 ar 選項 歸檔文件 目標文件列表 功能 用于創(chuàng)建、修改和查詢歸檔文件。,ar命令選項,實例分析,（1）創(chuàng)建靜態(tài)庫 $ gcc -c -Wall exam5-2.c # 生成目標文件 exam5-2.o $ gcc -c -Wall exam5-3.c # 生成目標文件exam5-3.o $ ar -c

10、ru libdemo.a exam5-2.o exam5-3.o （2）使用靜態(tài)庫 $ gcc exam5-5.c -L. -ldemo -o exam5-5 注意: -L.表示靜態(tài)庫在當前目錄下 -ldemo表示libdemo.a,省略了lib和后綴.a,4、靜態(tài)庫特點,1、運行時無需外部庫的支持 2、較高的運行速度 3、執(zhí)行文件體積大 4、不容易維護,5.3.2 共享庫,概念 根據使用共享庫方式的不同，共享庫也稱為動態(tài)加載庫. 經過編譯后的應用程序在和共享庫鏈接時，鏈接器在庫中檢查所需的符號信息，例如，函數和變量，只在生成的可執(zhí)行映像文件中記錄這些信息的來源。 與靜態(tài)庫不同，沒有將共享庫中

11、的目標對象嵌入至映像文件， 因此，離開共享庫的支持，應用程序無法運行。 共享庫文件的命名規(guī)則是libxxx.so，以lib開始，文件名以.so作為后綴。,實例分析,$ gcc -fPIC -c exam5-2.c # 生成目標文件exam5-2.o $ gcc -fPIC -c exam5-3.c # 生成目標文件exam5-3.o # 生成共享庫libdemo.so $ gcc -shared exam5-2.o exam5-3.o -o libdemo.so 使用共享庫 $ gcc exam5-5.c -L. -ldemo -o exam5-5 注意，在當前目錄下只有共享庫libdemo.

12、so。若在當前目錄下同時存在libdemo.a和libdemo.so，默認情況下，首先使用共享庫，若需使用靜態(tài)庫，可加上選項-static，例如： $ gcc -static exam5-5.c -L. -ldemo -o exam5-5,4、共享庫特點,1、不能離開外部庫的支持 2、運行速度比較慢 3、執(zhí)行文件體積小 4、容易維護,5.3.3動態(tài)鏈接庫,概念 與一般使用共享庫不同，通常，應用程序在啟動時，不立即加載共享庫，而是在需要時，動態(tài)加載共享庫。 在這種情況下，稱共享庫為動態(tài)鏈接庫。,動態(tài)鏈接庫的使用,自學 程序56,5.4 GNU C 函數庫:glibc,1.glibc概述,glibc屬于GNU的自由軟件。glibc封裝了內核接口的硬件特性，實現了對多種標準接口協議的支持，同時，也提供了眾多與內核無關的函數集. Linux系統(tǒng)中的glibc 頭文件 /usr/include： / 系