C语言gcc强化训练2ppt课件

.,嵌入式LinuxGCC培训,主讲老师：欧阳坚,.,GCC是什么？,GCC:GNUCompilerCollection；GCC支持多种硬件平台和操作系统，能编译多种语言(C,C+,Java,Ada95,ObjectiveC,.etc)；GCC与G+的关系:GCC用于编译多种语言编写的程序，主要是C；G+用于编译C+程序，以GCC为基础，编译过程中加入了C+的支持库，参数与GCC基本一致；可以利用GCC编译C+程序，但是需要在参数中加入引用的C+库，比如libstdc+(如gcc-ooutlstdc+main.cc)。,.,可执行程序的生成过程,预处理(Preprocessing)：分析各种预处理命令，如#define,#include,#if等；编译(Compilation):根据输入文件产生汇编语言的程序；汇编(Assembly):将汇编语言输入，产生扩展名为.o的目标文件；链接(Linking):以.o目标文件，库文件作为输入，生成可执行文件；,源程序文件(.h,.c,.cc,.etc),经预处理的文件(.i,.ii),汇编语言文件(.s),目标文件(.o),可执行程序(.out),.,GCC支持的文件类型,C文件.cC源代码.hC头文件C+文件file.hh,file.hC+头文件file.C,file.cc,file.cxx等C+源文件预处理后的文件file.i预处理后的C源文件file.ii预处理后的C+源文件编译后的文件.o目标代码(obj).s汇编代码文件file.a目标文件库,.,GCC编译选项,命令行：gccoptionsinfile-E不生成文件，只输出预处理结果（输出终端）-S只预处理和编译，把文件编译成为汇编代码greet.s-c预处理,编译和汇编，生成.o的obj文件(greet.o)-ofile输出名为file的可执行文件名（缺省为a.out）-O-O2优化编译-g:产生可用于调试的输出-Wall提示更多警告信息-Wstrict-prototypes如果函数的声明或定义没有指出参数类型,编译器就发出警告.-Wl,option将option作为选项传递给linker,option逗号分割,如：-Wl,-soname,libmymath.so.1,.,与库和路径相关选项,-Idir在dir这个目录寻找被include的文件-Ldir在dir这个目录寻找被-l的库-lname链接库文件名为libname.a或libname.so的库-fpic或-fPIC产生位置无关的目标代码，以构造共享库(sharedlibrary)-static禁止与共享库链接，若没有，则优先选择共享库链接-shared产生共享库，在创建共享函数库时使用,.,示例,.,与宏相关的选项,-Dmacro:相当于在源程序中使用#definemacro1-Dmacro=value-Umacro:取消宏的定义,.,.,3.GCC编译过程,.,3.1GCC编译过程,典型的编译过程test.c预处理test.i编译test.s汇编test.o连接test$cattest.c(查看程序源代码)#includeintmain(intargc,char*argv)printf(helloworldn);return0;$gccotesttest.c(编译连接程序)$./test(执行test程序),.,3.2预处理,预编译命令：$gcc-otest.i-Etest.c或者$cpp-otest.itest.c这里cpp不是值cplusplus,而是theCPreprocessor)执行结果：生成预处理后的文件test.i,该文件包含了test.c需要的所有的类型和函数申明。原理：读取c源程序，对伪指令和特殊符号进行处理。包括宏，条件编译，包含的头文件，以及一些特殊符号。基本上是一个替换的过程。,.,Hello.c,#includeintmain(void)printf(“hellon”);预处理命令gccEhello.cgccEhello.cohello.i,注释这一行看看预处理的结果注意#include的作用和用途,-E表示做预处理-o表示预处理的输出存于hello.i文件中，而不是屏幕上,.,#define用法,#include#defineAA100intmain(void)AABBprintf(“hellon”);预处理命令gccEhello.cDBB=hellogccEhello.cDBB=“printf(”hello”);”gccEhello.cDBB(等效于-DBB=1),注释这一行看看预处理的结果,-D表示在命令行中传入宏定义-DBB=后面是一个宏的定义，可以加双引号。,.,#define带参数,#include#defineAA(a,b)a=bintmain(void)AA(inta,1);BB;printf(“hellon”);预处理命令gccEhello.cDBB=hellogccEhello.cDBB=“printf(”hello”);”,注释这一行看看预处理的结果,-D表示在命令行中传入宏定义-DBB=后面是一个宏的定义，可以加双引号。,展开就成了:inta=1;AA宏带两个参数,.,#ifdef#ifdefined#if!defined#ifndef#elifdefined#elif!defined#else#if#elif#endif-ED”AA=100”,.,#define带参数,#include#ifdefAAaa#elifdefinedBBbb#elifdefinedCCcc#elseother#endifintmain(void)printf(“hellon”);,#ifdefAA等效于#ifdefinedAA表示当定义了宏AA,表示除此之外的情况,表示否则定义了宏CC的情况,.,gccEhello.cDAA=1,aaintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.cDBB=1,bbintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.cDCC=1,ccintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.c,otherintmain(void)printf(“hellon”);,.,#if使用,.,#define带参数,#include#ifAAaa#elifBBbb#elifCCcc#elseother#endifintmain(void)printf(“hellon”);,#ifAA表示AA非零的情况也就是AA除了0其它数字都为真,表示除此之外的情况,#elifBB表示BB非零的情况#elif表示否则如果,.,gccEhello.cDAA=1,aaintmain(void)printf(“hellon”);gccEhello.cDAA=0otherintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.cDBB=1,bbintmain(void)printf(“hellon”);gccEhello.cDBB=0otherintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.cDCC=1,ccintmain(void)printf(“hellon”);gccEhello.cDCC=0otherintmain(void)printf(“hellon”);,.,gccEhello.c,otherintmain(void)printf(“hellon”);,.,#的用法,在函数式宏定义中，#运算符用于创建字符串，#运算符后面应该跟一个形参（中间可以有空格或Tab），例如：#defineSTR(s)#schar*p=STR(helloworld)结果变成:char*p=“helloworld”,.,#的用法,在宏定义中可以用#运算符把前后两个预处理Token连接成一个预处理Token，和#运算符不同，#运算符不仅限于函数式宏定义，变量式宏定义也可以用。例如：#defineFOO(a)foo#ainta=FOO(bar);intb=FOO();预处理之后变成：inta=foobar;intb=foo;,.,预处理头文件xxx.h,#ifndefHEADER_FILENAME#defineHEADER_FILENAME/*bodyofheader*/#endif当xxx.h被多次包含的时候。,.,有三个头文件和一个C文件,common.hfile2.hfile3.hmain.c,.,common.h,#ifndef_COMMON_H_#define_COMMON_H_1staticinttest(void)printf(“hellon”);#endif,如果没有写上红色部分的，是什么情况。,.,file1.h,file1.h文件内容如下#include“common.h”file2.h文件内容如下#include“common.h”,.,main.c,main.c内容如下/#include#include“file1.h”#include“file2.h”intmain(void)test();,.,gccEmain.cgccomainmain.c./main#.,.,#include#include#include“common.h”#include“file1.h”,.,.,3.3编译及优化,编译命令:$gcc-otest.s-Stest.i(-S编译选项)$gcc-otest.s-Stest.i(-S编译选项)$cc1-otest.stest.i(cc1为C语言真正编译器)结果：生成汇编文件test.s,test.s中包含了ATinty=3;printf(x+y=%3dn,add(x,y);printf(x-y=%3dn,minus(x,y);printf(x*y=%3dn,multiply(x,y);printf(x%y=%3dn,mod(x,y);return1;,add_minus.cintadd(intx,inty)intresult;result=x+y;returnresult;intminus(intx,inty)intresult;result=x-y;returnresult;,multiply_mod.cintmultiply(intx,inty)intresult;result=x*y;returnresult;intmod(intx,inty)intresult;result=x%y;returnresult;,.,创建静态库示例操作命令,.,一个容易忽略的顺序问题,静态库不能先于原程序链接，这是因为开始时还没有任何未定义的符号，库中的内容不会被链入，所以应该注意将静态库的使用（-l选项）都写在最后。,.,创建、使用共享库示例,vicknec$gcc-fPIC-cadd_minus.cvicknec$gcc-fpic-cmultiply_mod.cvicknec$gcc-shared-fpic-olibalg.soadd_minus.omultiply_mod.ovicknec$gcc-ocacul-lalgcaculation.c/usr/bin/ld:cannotfind-lalgcollect2:ldreturned1exitstatusvicknec$gcc-ocacul-L.-lalgcaculation.cvicknec$./cacul./cacul:errorwhileloadingsharedlibraries:libalg.so:cannotopensharedobjectfile:Nosuchfileordirectory,.,创建共享库步骤,创建共享库gcc-c-fPICtest1.cgcc-c-fPICtest2.cgcc-shared-fPIC-olibtest.sotest1.otest2.o编译使用了共享库的程序gcc-omainLdir-ltestmain.c,.,共享库系统自动动态加载问题,1.拷贝动态库文件到/lib或/usr/lib去$cplibalg.so/usr/libor$cplibalg.so/lib2.改变环境变量LD_LIBRARY_PATH$LD_LIBRARY_PATH=$PWD$exportLD_LIBRARY_PATH,.,应用程序自身完成动态加载,可以在自己的程序中使用dlopen()。该函数将打开一个新库，并把它装入内存。dlopen()在dlfcn.h中定义，并在dl库中实现。,.,检查库依赖关系,函数库之间的相互引用ldd的使用：用于查看库函数之间的依赖性vicknecgcc-lab$cd/usr/libvickneclib$lddlibtiff.solibjpeg.so.62=/usr/lib/libjpeg.so.62(0 x4004c000)libz.so.1=/usr/lib/libz.so.1(0 x4006b000)libc.so.6=/lib/i686/libc.so.6(0 x40079000)/lib/ld-linux.so.2=/lib/ld-linux.so.2(0 x80000000),.,应用程序自身完成动态加载示例,#include#includeintmain(void)intx=5;inty=3;void*handle;int(*dl_add)(int,int);int(*dl_mod)(int,int);,handle=dlopen(/usr/lib/libalg.so,RTLD_LAZY);dl_add=dlsym(handle,add);dl_mod=dlsym(handle,mod);printf(x+y=%3dn,dl_add(x,y);printf(x%y=%3dn,dl_mod(x,y);dlclose(handle);return1;,.,总结：动态共享库的好处,1.动态共享库是共享的，节省了物理开销。2.库版本更新容易，运行时调用，库更新后不用重新链接。3.允许用户在运行时再确定调用哪个库。使得在程序中添加或者删除一个模块时，都不需要在编译时指定库。注意，如果动态共享库无法加载，可能是路径的问题，或是依赖的问题。,.,.,aroption,optioncCreateafileoptiondDeleteafilefromthearchiveoptionpPrintalistoffilesinthearchiveoptionqAppendfilestothearchiveoptionrInsertnewfilesinthearchivebyreplacingifafilealreadyexistsinthearchiveoptiontDisplayingcontentsofanarchiveoptionxExtractingfilesfromanarchive,.,ranlibUtility,The“ranlib”commandisusedtocreateindexentriesinsideanarchivefile.示例：$ranlibstatic-lib-name等价于$arsstatic-lib-name,.,nmUtility,usedtolistsymbolsusedinanobjectfile.示例：$nm-slibcommon.a$nm-sa.out另外：aoptionwiththenmcommandalsoshowsthedebugsymbols.,.,objdumpUtility,-fDisplayingHeaderInformation-hDisplayingSectionHeaders-dDisassemblingaFile-aDisplayingInformationaboutLibraryFiles,.,sizeUtility,Thesizeutilitydisplayssizesofeachsectioninanobjectfile.示例：rootboota#sizea.outtextdatabssdechexfilename10152322412714f7a.out,.,stringsUtility,Thestringsutilitydisplaysprintablestringsinanobjectfile.Bydefaultitdisplaysstringsonlyininitializedandloadedsectionsoftheobjectfile.,.,lddUtility,Thelddutilityisveryusefulinfindingoutthedependenciesofanexecutableonsharedlibraries.示例：rootboota#ldda.outlibc.so.6=/lib/i686/libc.so.6(0 x4002c000)/lib/ld-linux.so.2=/lib/ld-linux.so.2(0 x40000000)rootboota#,.,.,make和Makefile的关系,make和Makefile的关系就像演员和剧本的关系make是系统的一个程序(/usr/bin/make)Makefile是规则的文件make就是去解析Makefile的文件来执行相关的命令Makefile有三种命名形式:Makefile,makefile,GNUMakefile,.,3.7一个简单的Makefile格式,all:helloecho“Begintobuildhello“hello:echo“Displayhello”clean:xxxxrm-rf*.ohello,注意符号的用途,表示后面的命令不要显示出来,第一个target,第二个target,第三个target,红色的xxxx表示键盘上的Tab键，而不是空白，任何命令必须以Tab键开始。,.,make(在上述Makefile中，make和makeall操作一样，因为all是第一个target)makeallmakehellomakeclean,.,3.7一个简单的Makefile格式,myname=Saifall:helloecho“mynameis:$(myname)”echo“Begintobuildhello“hello:echo“Displayhello”clean:rm-rf*.ohello,变量myname使用$()表示,.,一个简单的C程序(hello.c和foo1.c),#include/*hello.c*/externintfoo1(void);intmain(void)foo1();,#include/*foo1.c*/intfoo1(void)printf(“printfoo1n”);,.,3.7通常的Makefile格式,all:helloechoFinishtobuildhello“hello:hello.ofoo1.ogcc-ohellohello.ofoo1.ohello.o:hello.cgcc-c-ohellohello.cfoo1.o:foo1.cgcc-c-ofoo1.ofoo1.cclean:rm-rf*.ohello,.,使用shell脚本来表示,脚本1build.sh#!/bin/shgcc-c-ohellohello.cgcc-c-ofoo1.ofoo1.cgcc-ohellohello.ofoo1.oechoFinishtob