《ARM与嵌入式技术》实验讲义

1、PAGE PAGE 88ARM与嵌入式技术实验讲义（试用版）廖磊 刘凤海 编写四川师范大学物理与电子工程学院电子信息基础实验教学示范中心2011年6月24日目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296681063 实验一 嵌入式Linux开发环境搭建 PAGEREF _Toc296681063 h 1 HYPERLINK l _Toc296681064 实验二 Linux程序设计基础C环境 PAGEREF _Toc296681064 h 16 HYPERLINK l _Toc296681065 实验三 8字数码管和点阵数码管实验 PAGEREF _Toc296

2、681065 h 33 HYPERLINK l _Toc296681066 实验四 多线程应用程序设计 PAGEREF _Toc296681066 h 42 HYPERLINK l _Toc296681067 实验五 驱动程序设计实验(模块方式) PAGEREF _Toc296681067 h 56实验一 嵌入式Linux开发环境搭建一、实验目的1、熟悉linux下常用命令2、学会配置NFS系统3、熟悉2410实验平台4、学会linux下软件的安装二、实验内容安装VMware Tools和编译工具；配置linux系统和目标板的IP，目标板和linux系统的通信并完成文件共享；实现linux和X

3、P系统间文件共享；了解LINUX系统结构；三、预备知识1、了解linux下常用命令2、了解NFS3、了解交叉编译概念四、实验设备及工具硬件：2410经典嵌入式实验平台，PC机（内存至少500M），硬盘10G以上。软件：PC机xp系统，虚拟机，REDHAT LINUX9.0。五、实验内容与步骤5.1安装VMtools说明：按ctrl+alt可以在虚拟机和XP之间切换。.在XP下，用鼠标点击菜单：VM-install VMware Tools，如下图：在虚拟机桌面点右键选择“新建终端”，输入如下命令：rootBC root# lsanaconda-ks.cfg install.log instal

4、l.log.syslogrootBC root# cd /mnt/cdrom/rootBC cdrom# lsVMwareTools-6.0.0-45731.i386.rpm VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gzrootBC cdrom# cp VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gz /optcp：是否覆盖/opt/VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gz? YrootBC cdrom# cd /optrootBC opt# lshost VMwareTools-6.0.0-45731.i386.rpm vmware-tools

5、-distribtarget VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gzrootBC opt# tar -xzvf VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gz用CD命令进入解压目录进行安装：rootBC /# cd /opt/vmware-tools-distrib/rootBC vmware-tools-distrib# lsbin doc etc FILES INSTALL installer lib vmware-install.plrootBC vmware-tools-distrib# ./vmware-install.pl（如有停顿：按回车键即可

6、） Starting VMware Tools services in the virtual machine: Switching to guest configuration: 确定 Guest filesystem driver: 确定 Mounting HGFS shares: 失败 Guest memory manager: 确定 Guest vmxnet fast network device: 确定 Blocking file system: 确定 DMA setup: 确定 Guest operating system daemon: 确定 The configuration

7、of VMware Tools 6.0.0 build-45731 for Linux for this runningkernel completed successfully. You must restart your X session before any mouse or graphics changes takeeffect. You can now run VMware Tools by invoking the following command:/usr/bin/vmware-toolbox during an X server session. To use the vm

8、xnet driver, restart networking using the following commands:/etc/init.d/network stoprmmod pcnet32rmmod vmxnetmodprobe vmxnet/etc/init.d/network start To make use of the virtual printer, you will need to restart the CUPS service If you wish to configure any experimental features, please run the foll

9、owingcommand: vmware-config-tools.pl -experimental. Enjoy, -the VMware team（ 安装完成 VM）5.2 设置XP和LINUX文件共享点击VM菜单，选择Virtual Machine Settings，点击“options”如下图所示：双击对话框左侧“SharedFolder Enabled”，然后点击右下方add，选择需要在linux访问的windows下的文件夹。同时设置操作权限为“always enabled”。（此处文件夹选择E盘下的2410文件夹：其中基础实验在exp文件夹下面，编译工具在armv4l-tools

10、文件夹下）需要注意的是此处也要命名linux下的文件夹的名字，我们业取名为2410.点击OK设置完毕。（在终端中输入如下命令查看共享是否成功）rootBC /# cd /mnt/rootBC mnt# lscdrom floppy hgfsrootBC mnt# cd hgfs/rootBC hgfs# ls2410 （此处显示的是你共享的文件名称）rootBC hgfs#5.3 配置LINUX 和目标板的IP启动后输入： boot 来启动系统，然后配置目标板ip：/mnt/yaffsifconfig eth0 4 netmask 配置linux系统IP：点击“红帽标志”，选择“系统设置”，点

11、击网络，然后进行设置：（此处要保证目标板和linux系统ip在同意ip段）在点击激活按钮，如下图所示，点击是即可：在终端下执行： Ping 4 如果有响应则代表配置成功。配置NFS服务器（便于目标板访问linux系统下的文件）：如下图所示：选择NFS，单击“添加”，出现如下所示：点击“浏览”，双击” ./” ，添加所需共享文件夹（在这里我们把2410加载上去）。选择“2410”，点确定，在接下来的对话框中“主机”一栏中填“*”，基本权限改为“读/写”。如下图所示：把常规选项中的第一个打上挑，如下图：点击确定。关闭系统防火墙：rootBC root# setup出现如上图所示界面，选择firew

12、all configuration，然后回车。通过按上下左右选择no firewall，然后按空格键。再按ok键，最后退出。 5.4 安装编译器rootBC /# cd /mnt/hgfs/2410/rootBC 2410# ls2410缁忓吀鐗堝揩閫熷紑濮嬫墜鍐?2.0.pdf gdb rootfsarmv4l-tools gui shdevelop img uninstall.shdoc install.sh 瀹為獙琛厖璇存槑editor kernel 缁忓吀2410demoexp readme.txt 缁忓吀2410婕旂瑙嗛（要安装的编译工具在armv4l-tools中，此处文件名显示的

13、为乱码，设置如下：点击“终端”-“字符编码”，选择“Unicode“，然后在执行ls命令即可)rootBC 2410# ls2410经典版快速开始手?2.0.pdf gdb rootfsarmv4l-tools gui shdevelop img uninstall.shdoc install.sh 实验补充说明editor kernel 经典2410demoexp readme.txt 经典2410演示视频(将文件夹armv4l-tool是拷贝到opt目录下在安装)rootBC 2410# cp -rf /mnt/hgfs/2410/armv4l-tools /optrootBC 2410#

14、 cd /opt/rootBC opt# lsarmv4l-tools VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gz vmware-tools-distribrootBC opt# cd armv4l-tools/rootBC armv4l-tools# lsarmv4l-tools-2.95.2.tar.bz2cross-armv4l-binutils-2.10-3mz.i386.rpmcross-armv4l-gcc-2.95.2-5mz.i386.rpmcross-armv4l-gcc-c+-2.95.2-5mz.i386.rpmcross-armv4l-gdb-5.2.

15、1-1mz.i686.rpmcross-armv4l-glib-1.2.10-1mz.i386.rpmcross-armv4l-glibc-2.2.1-2mz.i386.rpmcross-armv4l-glibc-profile-2.2.1-2mz.i386.rpmcross-armv4l-glib-devel-1.2.10-1mz.i386.rpmcross-armv4l-jpeg-6b-2mz.i386.rpmcross-armv4l-jpeg-devel-6b-2mz.i386.rpmcross-armv4l-kernel-headers-2.4.5_rmk7_np2-1mz.i386.

16、rpmcross-armv4l-libfloat-1.0-3mz.i386.rpmcross-armv4l-libpng-1.0.8-4mz.i386.rpmcross-armv4l-openobex-0.9.8-1mz.i386.rpmcross-armv4l-openssl-0.9.6d-1mz.i386.rpmcross-armv4l-openssl-devel-0.9.6d-1mz.i386.rpmcross-armv4l-popt-1.5-1mz.i386.rpmcross-armv4l-zlib-1.1.3-5mz.i386.rpminstall.shrootBC armv4l-t

17、ools# ./install.sh Preparing. # 100% 1:cross-armv4l-glibc # 6% 2:cross-armv4l-binutils # 11% 3:cross-armv4l-gcc # 17% 4:cross-armv4l-glib # 22% 5:cross-armv4l-jpeg # 28% 6:cross-armv4l-gcc-c+ # 33% 7:cross-armv4l-gdb # 39% 8:cross-armv4l-glibc-prof# 44% 9:cross-armv4l-glib-devel# 50% 10:cross-armv4l

18、-jpeg-devel# 56% 11:cross-armv4l-kernel-hea# 61% 12:cross-armv4l-libfloat # 67% 13:cross-armv4l-libpng # 72% 14:cross-armv4l-openobex # 78% 15:cross-armv4l-openssl # 83% 16:cross-armv4l-openssl-de# 89% 17:cross-armv4l-popt # 94% 18:cross-armv4l-zlib # 100% （安装完成，下面进行设置） rootBC host# cd /opt/rootBC o

19、pt# lsarmv4l-tools host target VMwareTools-6.0.0-45731.tar.gz vmware-tools-distribrootBC opt# cd host/rootBC host# lsarmv4lrootBC host# cd armv4l/rootBC armv4l# lsarmv4l-unknown-linux bin include lib src sslrootBC armv4l# pwd/opt/host/armv4lrootBC armv4l#gedit /etc/profile修改如下# Path manipulationif i

20、d -u = 0 ; then pathmunge /sbin pathmunge /usr/sbin pathmunge /usr/local/sbin pathmunge /opt/host/armv4l/bin /添加如一行。fi保存 退出 rootBC armv4l# source /etc/profile如果生效有如下效果 ：输入arm并TAB键 自动出现。rootBC armv4l# armv4l-unknown-linux- （编译代码，测试编译器）rootBC /# cp -rf /mnt/hgfs/2410/exp/ /rootBC /# lsbin dev exp init

21、rd lost+found mnt proc sbin tmp varboot etc home lib misc opt root tftpboot usr rootBC 01_hello# cd /exp/basic/02_pthread/rootBC 02_pthread# lsMakefile pthread.crootBC 02_pthread# makearmv4l-unknown-linux-gcc -c -o pthread.o pthread.carmv4l-unknown-linux-gcc -o ./bin/pthread pthread.o -lpthreadarmv4

22、l-unknown-linux-gcc -o pthread pthread.o -lpthreadrootBC 02_pthread# lsMakefile pthread pthread.c pthread.o (可以看到多了两个文件)rootBC 02_pthread# 5.5在目标系统上挂在linux下的文件连接网线，同时执行：ping 3 （此处为测试目标板和linux系统是否联通）在linux里编写代码并用编译器编译 后通过NFS运行调试。结果如下：虚拟机下：1.。rootBC 01_hello# makearmv4l-unknown-linux-gcc -c -o hello.o

23、 hello.carmv4l-unknown-linux-gcc -o ./bin/hello hello.oarmv4l-unknown-linux-gcc -o hello hello.orootBC 01_hello# lshello hello.c hello.o MakefilerootBC 01_hello#挂载：mount -t nfs -o nolock 3:/2410 /host目标板环境下：/mnt/yaffsmount -t nfs -o nolock 3:/2410 /host/mnt/yaffslsCardII 2410 int_test mplayer videoQ

24、topia fingermap irda pc_cfcard webad fpga kbd_gpm sdcard yaffs.tar.bz2bluetooth gps_gprs keyboard soundcan iccard lib touchscreenda ide lost+found tube_testdc-motor init.sh miniprint uart485/mnt/yaffscd /host/hostls2410/hostcd 2410/exp/basic/exp/ basicls01_hello 05_da 09_dcmotor CAN kuozhan bin02_pt

25、hread 06_can 10_led Makefile exp_camera03_tty 07_httpd 11_int Makefile keyboard04_ad 08_485 12_pwm Rules.mak readme.txt/exp/ basiccd 01cd: 62: cant cd to 01/exp/ basiccd 01_hello/exp/ basic/01_hellolsMakefile hello hello.c hello.o/exp/ basicr/01_hellohello 直接运行完毕！hello world /exp/ basic/01_hello 实验二

26、 Linux程序设计基础C环境一、实验目的：熟悉Linux开发环境。学习嵌入式开发的基本过程。了解makefile的基本内容。二、基础知识 C语言基础知识。 掌握Linux环境下vi编译器的使用方法。掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程。三、实验环境 为了完成本实验，以下硬件条件是必须的： UP-TECH S2410P270 DVP嵌入式实验平台。 Pc机Pentium500以上，硬盘40GB以上，内存128MB以上。 为了完成本实验，以下软件条件是必须的： PC机操作系统。RedHat，Linux 9.0。 ARM-Linux开发环境。四、实验背景知识1、C程序设计概述C语言和Linux

27、操作系统之间的关系非常密切。早在1977年，贝尔实验室的Dennis Ritchie就为了辅助开发Unix而发表了不依赖于具体机器系统的c语言编译文本，即著名的ANSI C。从那时候起，C就成为世界上使用最广泛计算机语言。2、vi编辑器使用简介vi编辑器是所有Unix及Linux系统下标准的编辑器，它的强大不逊色于任何最新的文本编辑器，这里只是简单地介绍一下它的用法和一小部分指令。由于对Unix及Linux系统的任何版本，vi编辑器是完全相同的，因此您可以在其他任何介绍vi的地方进一步了解它。Vi也是Linux中最基本的文本编辑器，学会它后，您将在Linux的世界里畅行无阻。 （1）、vi的基

28、本概念 基本上vi可以分为三种状态，分别是命令模式（command mode）、插入模式（Insert mode）和底行模式（last line mode），各模式的功能区分如下： 命令行模式(command mode） 这是执行vi后的缺省模式，此时键盘输入当作命令，且命令有大小写之区分。该模式可以控制屏幕光标的移动，字符、字或行的删除，移动复制某区段及进入Insert mode下，或者到 last line mode。插入模式（Insert mode） 命令行模式下使用 a、i、o、c、r、s 进入插入模式，用户输入的任何字符都被vi当做文件内容保存起来，并将其显示在屏幕上。只有在Inse

29、rt mode下，才可以做文字输入，按ESC键可回到命令行模式。 底行模式（last line mode） 在命令行模式按下 : 即可进入该模式。该模式用来进行保存文件、打开文档或环境的设定，书写有大小写之分。比如将文件保存或退出vi，也可以设置编辑环境，如寻找字符串、列出行号等。 不过一般我们在使用时把vi简化成两个模式，就是将底行模式（last line mode）也算入命令行模式command mode）。 （2）、vi的基本操作 A、进入vi 在系统提示符号输入vi及文件名称后，就进入vi全屏幕编辑画面： $ vi myfile 有一点要特别注意，就是进入vi之后，是处于命令行模式（c

30、ommand mode），必须要切换到插入模式（Insert mode）才能够输入文字。B、切换至插入模式（Insert mode）编辑文件 在命令行模式（command mode）下按一下字母i就可以进入插入模式（Insert mode），这时候你就可以开始输入文字了。 C、退出vi及保存文件 在命令行模式（command mode）下，按一下：冒号键进入Last line mode，例如：: w filename （输入 w filename将文章以指定的文件名filename保存） : wq (输入wq，存盘并退出vi) : q! (输入q!， 不存盘强制退出vi) （3）、命令行模式（

31、command mode）功能键 A、插入模式 按i ：切换进入插入模式insert mode，按“i”进入插入模式后是从光标当前位置开始输入文件； 按a ：进入插入模式后，是从目前光标所在位置的下一个位置开始输入文字； 按o ：进入插入模式后，是插入新的一行，从行首开始输入文字。 B、从插入模式切换为命令行模式 按ESC键。 C、移动光标 vi可以直接用键盘上的光标来上下左右移动，但正规的vi是用小写英文字母h、j、k、l，分别控制光标左、下、上、右移一格。 按ctrl+b：屏幕往“后”移动一页。 按ctrl+f：屏幕往“前”移动一页。 按ctrl+u：屏幕往“后”移动半页。 按ctrl+d

32、：屏幕往“前”移动半页。 按数字0：移到文章的开头。 按G：移动到文章的最后。 按$：移动到光标所在行的“行尾”。 按：移动到光标所在行的“行首” 按w：光标跳到下个字的开头 按e：光标跳到下个字的字尾 按b：光标回到上个字的开头 按#l：光标移到该行的第#个位置，如：5l,56l。 D、删除文字 x：每按一次，删除光标所在位置的“后面”一个字符。 #x：例如，6x表示删除光标所在位置的“后面”6个字符。 X：大写的X，每按一次，删除光标所在位置的“前面”一个字符。 #X：例如，20X表示删除光标所在位置的“前面”20个字符。 dd：删除光标所在行。 #dd：从光标所在行开始删除#行 E、复制

33、 yw：将光标所在之处到字尾的字符复制到缓冲区中。 #yw：复制#个字到缓冲区 yy：复制光标所在行到缓冲区。 #yy：例如，6yy表示拷贝从光标所在的该行“往下数”6行文字。 p：将缓冲区内的字符贴到光标所在位置。注意：所有与“y”有关的复制命令都必须与“p”配合才能完成复制与粘贴功能。 F、替换 r：替换光标所在处的字符。 R：替换光标所到之处的字符，直到按下ESC键为止。 G、回复上一次操作 u：如果您误执行一个命令，可以马上按下u，回到上一个操作。按多次“u”可以执行多次回复。 H、更改 cw：更改光标所在处的字到字尾处 c#w：例如，c3w表示更改3个字 I、跳至指定的行 ctrl+

34、g列出光标所在行的行号。 #G：例如，15G，表示移动光标至文章的第15行行首。 （4）、Last line mode下命令简介 在使用last line mode之前，请记住先按ESC键确定您已经处于command mode下后，再按：冒号即可进入last line mode。 A、列出行号 set nu：输入set nu后，会在文件中的每一行前面列出行号。 B、跳到文件中的某一行 #：#号表示一个数字，在冒号后输入一个数字，再按回车键就会跳到该行了，如输入数字15，再回车，就会跳到文章的第15行。 C、查找字符 /关键字：先按/键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可

35、以一直按n会往后寻找到您要的关键字为止。 ?关键字：先按?键，再输入您想寻找的字符，如果第一次找的关键字不是您想要的，可以一直按n会往前寻找到您要的关键字为止。 D、保存文件 w：在冒号输入字母w就可以将文件保存起来。 E、离开vi q：按q就是退出，如果无法离开vi，可以在q后跟一个!强制离开vi。 qw：一般建议离开时，搭配w一起使用，这样在退出的时候还可以保存文件。 （5）、vi命令列表 下表列出命令模式下的一些键的功能： h左移光标一个字符 l右移光标一个字符 k光标上移一行 j光标下移一行 光标移动至行首 0数字“0”，光标移至文章的开头 G光标移至文章的最后 $光标移动至行尾 Ct

36、rl+f向前翻屏 Ctrl+b向后翻屏 Ctrl+d向前翻半屏 Ctrl+u向后翻半屏 i在光标位置前插入字符 a在光标所在位置的后一个字符开始增加 o插入新的一行，从行首开始输入 ESC从输入状态退至命令状态 x删除光标后面的字符 #x删除光标后的个字符 X(大写X)，删除光标前面的字符 #X删除光标前面的#个字符 dd删除光标所在的行 #dd删除从光标所在行数的#行 yw复制光标所在位置的一个字 #yw复制光标所在位置的#个字 yy复制光标所在位置的一行 #yy复制从光标所在行数的#行 p 粘贴 u取消操作 cw更改光标所在位置的一个字 #cw更改光标所在位置的#个字 下表列出行命令模式下

37、的一些指令 w filename 储存正在编辑的文件为filename wq filename储存正在编辑的文件为filename，并退出vi q!放弃所有修改，退出vi set nu显示行号 /或?查找，在/后输入要查找的内容 n与/或?一起使用，如果查找的内容不是想要找的关键字，按n或向后（与/联用）或向前（与?联用）继续查找，直到找到为止。对于第一次用vi，有几点注意要提醒一下： 用vi打开文件后，是处于命令行模式（command mode），您要切换到插入模式（Insert mode）才能够输入文字。切换方法：在命令行模式（command mode）下按一下字母i就可以进入插入模式（I

38、nsert mode），这时候你就可以开始输入文字了。 编辑好后，需从插入模式切换为命令行模式才能对文件进行保存，切换方法：按ESC键。 保存并退出文件：在命令模式下输入:wq即可！（别忘了wq前面的:）3、gcc编译器在Linux下，一般使用GNU C编译器(GCC)进行应用程序的编译。该编译器建立在自由软件基金会编程许可证的基础上，可以自由发布。gcc 能够编译多种语言：C、C+ 和 Object C等。利用 gcc 命令可同时编译并连接 C 和 C+ 源程序。也可以对几个 C 源文件利用 gcc 编译、连接并生成可执行文件。gcc可以使程序员灵活地控制编译过程。编译过程一般可以分为下面四

39、个阶段，每个阶段分别调用不同的工具进行处理预处理链接编译组译源程序(*.c)可执行文件预处理器编译器组译器连接器gcc的工作的四个阶段第一阶段：命令gcc首先调用cpp进行预处理，在预处理过程中，对源代码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。第二阶段：接着调用cc1进行编译，这个阶段根据输入文件生成以.o为后缀的目标文件。第三阶段：汇编过程是针对汇编语言的步骤，调用as进行工作，一般来讲，.S或.s为后缀的汇编语言源代码文件汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。第四阶段：当所有的目标文件都生成之后，gcc就调用ld来完成最后的关键性工作，这个阶段就是

40、连接。在连接阶段，所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的函数库中连到合适的地方。Linux系统中可执行文件有两种格式。第一种格式是a.out格式，这种格式用于早期的Linux系统以及 Unix系统的原始格式。a.out来自于Unix C编译程序默认的可执行文件名。当使用共享库时，a.out格式就会发生问题。把a.out格式调整为共享库是一种非常复杂的操作。因此，一种新的文件格式被引入Unix系统5的第四版本和Solaris系统中。它被称为可执行和连接的格式（ELF）。这种格式很容易实现共享库。ELF格式已经被Linux系统作为标准的格式采用。

41、gcc编译程序产生的所有的二进制文件都是ELF格式的文件（即使可执行文件的默认名仍然是a.out）。较旧的a.out格式的程序仍然可以运行在支持ELF格式的系统上。 GNU C编译器(GCC)一般存放在/usr/bin目录下；其头文件一般存放在/usr/include及其下级子目录里；而标准的库文件则存放在1ih或usrhb子目录里。gcc命令的基本用法如下所示：gcc options filenames说明：在gcc后面可以有多个编译选项，同时进行多个编译操作。很多的gcc选项包括一个以上的字符。因此必须为每个选项指定各自的连字符。例如，下面的两个命令是不同的： gcc -p -g test

42、1.c gcc -pg test1.c当你不用任何选项编译一个程序时，GCC将会建立(假定编译成功)一个名为a.out的可执行文件。 下表为常用的GCC选项-o -o 编译选项将产生的可执行文件指定一个文件名来代替 a.out。例：gcc o count count.c-c 告诉GCC仅把源代码编译为目标代码而跳过汇编和连接的步骤。这个选项使用的非常频繁，因为它使得编译多个C程序时速度更快并且更易于管理。缺省时GCC建立的目标代码文件有一个.o的扩展名。例：gcc c test2.c-E只运行 C 预编译器。 -S编译选项告诉 gcc 在为 C 代码产生了汇编语言文件后停止编译。-shared

43、生成共享目标文件。通常用在建立共享库时。 -static禁止使用共享连接。在gcc中用开关-Wall控制警告信息，使用示例命令如下： gcc Wall -o test3_1 test3_1.c-w 不生成任何警告信息。下面为GCC的查找选项：gcc一般使用默认路径查找头文件和库文件。如果文件所用的头文件或库文件不在缺省目录下，则编译时要指定它们的查找路径。-I选项：指定头文件的搜索目录例：gcc I /export/home/st o test1 test1.c-L选项：指定库文件的搜索目录例：gcc L /usr/X11/R6/lib o test1 test1.cgcc支持多个源文件生成一

44、个可执行文件，方法如下：方法1：gcc Wall o mytest test1.c test2.c test3.c方法2：gcc-Wall -c test1.cgcc-Wall c test2.cgcc-Wall c test3.c gcc o mytest test1.o test2.o test3.ogcc的优化选项可以使GCC在耗费更多编译时间和牺牲易调试性的基础上产生更小更快的可执行文件。这些选项中最典型的是-O和-O2选项。-O0 不进行优化处理。-O选项：告诉GCC对源代码进行基本优化。这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快。-O2选项：告诉GCC 产生尽可能小和尽可能快的代码

45、。-O2选项将使编译的速度比使用-O时慢。但通常产生的代码执行速度会更快。-O3选项：比 -O2 更进一步优化，包括 inline 函数。 Gcc可以使用版本选项查看或控制编译器版本。-v选项：用户将会得到自己目前正在使用的gcc的版本及与版本相关的一些信息。 gcc -v 将得到如下结果： Reading specs from /usr/lib/gcc-lib/i486-box-linux/2.7.2/specs gcc version 2.7.2-V 选项：如果安装了多个版本的gcc，并且想强制执行其中的某个版本，可以用命令通知系统用户要使用的版本。 gcc -V2.6.3 -vgcc还可

46、以使用调试选项，gcc在进行编译的时候，在目标文件（.o）和创建的可执行文件中插入额外信息，这些额外信息使gdb能够判断编译过的代码和源代码之间的关系。-g选项：告诉GCC产生能被 GNU 调试器使用的调试信息以便调试你的程序。例：gcc g o test3 test3.c-pg选项：告诉GCC在你的程序里加入额外的代码，执行时，产生gprof用的剖析信息以显示你的程序的耗时情况。使用gdb调试工具，命令行如下： 例：gcc ggdb3 o test3 test3.c 可以自己参考相关资料了解关于使用gdb调试程序的方法。4、 Makefile介绍make是一个命令工具，它读入Makefile

47、的指令并按照其制定的规则执行。Makefile文件中描述整个工程所有文件的编译顺序、编译规则，并且拥有自己的书写格式、关键字和函数；而且在Makefile中可以使用系统shell所提供的任何命令来完成想要的工作，因此能够大大提高编译程序的效率。通过其自动化编译的规则，只需要一个make命令，整个工程就可以自动完成全部编译工作，因此在IDE开发环境中得到广泛应用，已经成为一种工程方面的编译方法默认情况下，GNU make工具在当前工作目录中按如下顺序搜索makefile:GNUmakefilemakefileMakefile虽然Makefile作为规则的优先等级较低，不过由于Makefile的首

48、字母大写，因此在当前目录下会优先显示，所以程序员往往会采用Makefile作为makefile文件。 makefile的基本结构如下： target：dependency dependency (tab) 它包含target、dependency和command一个部分。具体如下所示： 一个目标(target)：最终需要创建的文件，包括可执行文件或者目标驱动文件等。目标也可以是需要执行的动作，如“clean”等。 一个或多个依赖文件(dependency)：在创建target时需要用到的文件列表。 系列命令(command)：make执行的动作，即创建target文件所需要执行的步骤。通常是把

49、指定文件编译成目标文件的编译命令，每个命令占一行，且每个命令行的起始字符必须为TAB字符。 编译的具体过程是：make工具首先读取makefile中的规则，然后检查该规则中的依赖文件与目标文件的时间戳哪个更新一些，并根据规则链由下至上依次执行编译过程，直到最终的可执行文件被重新连接完成为止。Makefile中的变量 Makefile里的变量类似一个环境变量。这些变量对大小写敏感，一般使用大写字母。 下面给出一个具体的makefile： OBJS=prog.o code.o #定义变量OBJS CC=gcc #定义变量CC test: $ (OBJS) $(CC) -o test $(OBJS)

50、 #gcc -o test prog.o code.o prog.o: prog.c prog.h code.h $(CC) o prog.c -o prog.o code.o: code.c code.h $(CC) -c code.c -o code.o clean： rm -f *.o显然，在上述例子中，用户白定义了CC和OBJS两个变量，并且在之后的规则中使用$( )符号对其内容进行引用。除用户自定义的变量外，make还允许使用如下类型的变量：环境变量：在启动时，make读取系统当前已定义的环境变量，并且创建与之同名同值的变量，因此用户可以像在Shell中一样在Makefile中引用环

51、境变量。需要注意的是，如果用户在Makefile中定义了同名变量，那么用户自定义变量将覆盖同名的环境变量。预定义变量：GNU make主要的预定义变量如下表所示。表2-1 GNU make的预定义变量MakefiIe隐含规则在上述例子中，几个产生目标文件的命令都是从c源文件和相关文件通过编译产生目标文件。实际上，make完全可以更简洁一些，make有一些称为隐含规则的内置规则，这些规则告诉make当某些命令没有被完整给出时应该怎样执行。例如，把生成prog.o和code.o的命令从规则中删除，make将会查找隐含规则，并执行一个适当的命令。由于这些命令往往会使用一些变量，因此可以通过改变这些变

52、量来定制make。像在前面的例子中所定义的那样，make使用变量CC来定义编译器，并且传递变量CFLAGS(编译器参数)、CPPFLAGS(c语言预处理器参数)、TARGET-ARCH(目标机器的结构定义)给编译器，然后加上编译参数-c，变量$(第一个依赖文件名)，改名参数-o以及变量$(目标文件名)。 综上所述，一个c编译的具体命令将会是： $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET-ARCH) -c $ -o $ 使用隐含规则的例子如下所示： OBJS=prog.o code.o CC=gcc test: $(OBJS) $(CC) o $ $Prog.o:

53、prog.c prog.h code.h code.o: code.c code.h clean: rm f *.o五、实验内容与步骤1、准备工作建立相应实验工作目录：rootBC root# cd /homerootBC home# mkdir 02exprootBC home# cd 02exprootBC 02exp# mkdir pcrootBC 02exp# mkdir armrootBC 02exp# cd pcrootBC pc# pwd/home/02exp/pc2、VI编辑器的使用使用VI编辑器编辑下列几个函数文件：hello.hstarfun.hhello.cstar.c具

54、体方法如下：rootBC pc# vi starfun.h按i进入插入模式，输入文件内容完成后，按ESC键返回命令模式，输入:qw保存退出。采用同样的方法完成后其他文件的输入。Starfun.h 文件内容如下：/*starfun.h*/#ifndef STARFUN_H#define STARFUN_H#define NUM 4#define NUMBER 3int star1() int i,j,k;for(k=1;k=NUM;+k) for(i=1;i=(NUM-k);+i)printf( );for(j=1;j=0;-k) for(i=1;i=(NUMBER-k+1);+i) print

55、f( );for(j=1;j=(2*k-1);+j)printf(*);printf(n);return 0;#endifhello.h文件内容如下：/*hello.h*/#ifndef HELLO_H#define HELLO_Hvoid hello() star1();printf(hello,my friendsn);#endifhello.c 文件内容如下：void showhello() hello();star.c文件内容如下：#include starfun.h#include hello.h#include int main() star1();star2();showhell

56、o();return 0;Vi编辑器的使用，在使用Vi编辑器的过程中，注意使用Vi的单行和多行复制命令，练习字符串查找替换命令，删除一个字符，删除光标后整个内容命令，删除一行命令，恢复删除，保存和退出命令等命令，并尝试使用其他命令。掌握#ifndef STARFUN_H #define STARFUN_H的宏定义用法3、使用gcc编译器编译程序第一种方法：分步进行1由star.c starfun.h 文件生成star.o 目标文件gcc -c star.c -o star.o2由hello.c hello.h starfun.h生成hello.o目标文件gcc -c hello.c -o he

57、llo.o3由hello.o star.o 生成应用程序myproggcc star.o hello.o -o myprogrootlocalhost 01_hello# ./myprog * * * * * * * * *hello,my friends第二种方法：一条命令完成以上操作gcc star.c hello.c -o myprog体会gcc编译器编译的过程，并在实验报告中描述在以上编译中尝试rootlocalhost 01_hello# gcc star.c hello.c -o myprogrootlocalhost 01_hello# gcc -w star.c hello.c

58、 -o myprogrootlocalhost 01_hello# gcc -Wall star.c hello.c -o myprogIn file included from star.c:1:starfun.h: In function star1:starfun.h:13: warning: implicit declaration of function printfstar.c: In function main:star.c:8: warning: implicit declaration of function showhellohello.c: In function sho

59、whello:hello.c:4: warning: implicit declaration of function hello体会-Wll -w选项的作用查阅当前的gcc版本命令rootlocalhost 01_hello# gcc -vReading specs from /usr/lib/gcc-lib/i386-redhat-linux/3.2.2/specsConfigured with: ./configure -prefix=/usr -mandir=/usr/share/man -infodir=/usr/share/info -enable-shared -enable-t

60、hreads=posix -disable-checking -with-system-zlib -enable-_cxa_atexit -host=i386-redhat-linuxThread model: posixgcc version 3.2.2 20030222 (Red Hat Linux 3.2.2-5)利用file命令查看程序编译器所采用的版本与运行的平台。rootBC pc# file myprogmyprog: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), for GNU/Linux2.2.5, dyn