嵌入式Linux程序设计基础

Linux程序设计基础Linux编程概述文本编辑器viLinux下函数库GCC及其使用调试工具gdbGNUmake和makefileSHELL编程Linux编程概述 Linux软件开发一直在Internet环境下讲行。这个环境是全球性的，编程人员来自世界各地。只要能够访问Web站点，就可以启动一个以Linux为基础的软件项目。 Linux开发工作经常是在Linux用户决定共同完成一个项目时开始的。当开发工作完成后，该软件就被放到Internet站点上，任何用户都可以访问和下载它。由于这个活跃的开发环境，新的以Linux为基础的软件功能日益强大，而且呈现爆炸式的增长态势。 大多数Linux软件是经过自由软件基金会（FreeSoftwareFoundation）提供的GNU（GNU即GNU’snotUNIX）公开认证授权的，因而通常被称作GNU软件。GNU软件免费提供给用户使用，并被证明是非常可靠和高效的。许多流行的Linux实用程序如C编译器、shell和编辑器都是GNU软件应用程序。Linux编程风格GNU风格Linux内核编程风格GNU风格(1/2)函数返回类型说明和函数名分两行放置，函数起始字符和函数开头左花括号放到最左边。尽量不要让两个不同优先级的操作符出现在相同的对齐方式中，应该附加额外的括号使得代码缩进可以表示出嵌套。按照如下方式排版do-while语句：

do{}while()每个程序都应该以一段简短的说明其功能的注释开头。请为每个函数书写注释，说明函数是做什么的，需要哪些入口参数，参数可能值的含义和用途。如果用了非常见的、非标准的东西，或者可能导致函数不能工作的任何可能的值，应该进行特殊说明。如果存在重要的返回值，也需要说明。不要声明多个变量时跨行，每一行都以一个新的声明开头。GNU风格(2/2)当一个if中嵌套了另一个if-else时，应用花括号把if-else括起来。要在同一个声明中同时说明结构标识和变量或者结构标识和类型定义(typedef)。先定义变量，再使用。尽量避免在if的条件中进行赋值。请在名字中使用下划线以分割单词，尽量使用小写；把大写字母留给宏和枚举常量，以及根据统一惯例使用的前缀。例如，应该使用类似ignore_space_change_flag的名字；不要使用类似iCantReadThis的名字。用于表明一个命令行选项是否给出的变量应该在选项含义的说明之后，而不是选项字符之后被命名。Linux内核编程风格Linux内核缩进风格是8个字符。Linux内核风格采用K&R标准，将开始的大括号放在一行的最后，而将结束的大括号放在一行的第一位。命名尽量简洁。不应该使用诸如ThisVariableIsATemporaryCounter之类的名字。应该命名为tmp，这样容易书写，也不难理解。命名全局变量，应该用描述性命名方式，例如应该命名“count_active_users()”，而不是“cntusr()”。本地变量应该避免过长。函数最好短小精悍，一般来说不要让函数的参数多于10个，否则应该尝试分解这个过于复杂的函数。通常情况，注释说明代码的功能，而不是其实现原理。避免把注释插到函数体内，而写到函数前面，说明其功能，如果这个函数的确很复杂，其中需要有部分注释，可以写些简短的注释来说明那些重要的部分，但是不能过多。文本编辑器vivi的模式vi的进入命令模式插入模式末行模式vi的模式CommandMode(命令模式)这是执行vi后的缺省模式此时键盘输入当作命令命令有大小写之区分InputMode(插入模式)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按下ESC键即可回到CommandModevi的模式LastMode(末行模式)在CommandLine按下:即可进入该模式用来进行保存文件、打开文档或环境的设定命令有大小写之分vi的进入和内容输入进入：

vi文件名输入文件内容（进入插入模式）新增(append)a从光标所在位置后面开始新增内容A从光标所在行最后面的地方开始新增内容。插入(insert)i从光标所在位置前面开始插入内容I从光标所在行的第一个非空白字符前面开始插入资料。开始(open)o在光标所在行下新增一行并进入输入模式。O在光标所在行上新增一行并进入输入模式。命令模式1、光标的移动h左移一个字符l右移一个字符j下移一行k上移一行w,W

跳至后一个字的开头(W忽略标点)b,B

跳至前一个字的开头（B忽略标点）e移动到后一个字的末尾^至本行第一个非空字符$至行尾0至行首H移动到当前窗口的第一列M移动到当前窗口的中间列L移动到视窗的最后一列)光标所在位置到下个句子的第一个字母(光标所在位置到该句子的第一个字母｝光标所在位置到该段落的最后一个字母{光标所在位置到该段落的第一个字母命令模式1、光标的移动(续）nH

将光标移到屏幕的第n行nL

将光标移到屏幕的倒数第n行CTRL-d向下半页CTRL-f向下一页CTRL-u向上半页CTRL-b向上一页n-减号移动到上一行的第一个非空白字符，前面加上数字可以指定移动到以上n行n+加号移动到下一行的第一个非空白字符，前面加上数字可以指定移动到以下n行命令模式2、删除x删除光标所在字符X删除光标前面的字符s删除光标所在字符，并进入输入模式S删除光标所在的行，并进入输入模式dd

删除光标所在的行D从光标位置开始删除到行尾d与光标移动命令的组合命令模式3、修改r修改光标所在字符，r后接着要修改的字符。如，rc

可以用字符“c”替换光标所指向的当前字符R进入替换状态，新增内容会覆盖原先内容，直到按[ESC]回到命令模式下为止cc修改光标所在行C修改从光标位置到该行末尾的内容c与光标移动命令的组合命令模式4、复制和移动yy

复制当前行到内存缓冲区nyy

复制n行内容到内存缓冲区Y与光标移动的组合p将缓冲区的内容粘贴到光标的后面P将缓冲区的内容粘贴到光标的前面另：在末行模式下实现移动:n1,n2mn3:把n1到n2行内容搬到第n3行后命令模式5、搜索字符串/pattern移至下一个包含pattern的行?pattern移至上一个包含pattern的行/往下重复查找?往上重复查找n在同一方向重复查找N在相反方向重复查找/pattern/+n移至下一个pattern所在行后的第n行?pattern?-n移至上一个Pattern所在行前的第n行6、其他u撤销前一条命令的结果末行模式1、文件的保存和退出:w保存:q退出:w!强制保存:q!强制退出:wq

保存退出:wq!强制保存退出末行模式2、字符串的替换:s/str1/str2/用str2替换行中首次出现的字符串str1:s/str1/str2/g用str2替换行中所有出现的字符串str1:.,$s/str1/str2/g用str2替换正文当前行到末尾所有出现的字符串str1:1,$s/str1/str2/g用str2替换正文中所有出现的字符串str1:g/str1/s//str2/g功能同上末行模式其他：:n将光标移到第n行编辑多个文件vifile1file2…:n编辑下一个文件:efilename编辑指定文件Linux下函数库（1/3）一个“程序函数库”就是一个文件包含了一些编译好的代码和数据，这些编译好的代码和数据可以在事后供其他的程序使用。程序函数库可以使整个程序更加模块化，更容易重新编译，而且更方便升级。可分为两种类型：静态函数库(staticlibraries)：是一个普通的目标文件的集合，一般用“.a”作为文件的后缀。静态函数库和共享函数库相比有很多的缺点，占用内存空间多。但使用ELF格式的静态库函数生成的代码可以比使用共享函数库的程序运行速度上快一些。可以用ar这个程序来创建一个静态函数库文件，或者往一个已经存在地静态函数库文件添加新的目标代码。例如,把file1.o和file2.o加入到my_library.a这个函数库文件：ar

rcs

my_library.afile1.ofile2.o然后运行ranlib，以给库加入一些索引信息Linux下函数库（2/3）共享函数库(sharedlibraries)：当一个可执行程序在启动的时候被加载的函数。每个共享函数库都有个特殊的名字，称作“soname”。soname名字命名必须以“lib”作为前缀，然后是函数库的名字，然后是“.so”，最后是版本号信息。优点：多进程使用同一函数库；修改函数库不需重新连编。安装一个新版本的函数库的时候，要先将这些函数库文件拷贝到一些特定的目录中，运行ldconfig就可以。ldconfig检查已经存在的库文件，然后创建soname的符号链接到真正的函数库，同时设置/etc/ld.so.cache这个缓冲文件。例如，创建两个目标文件(a.o和b.o)，然后创建一个包含a.o和b.o的共享函数库。gcc-fPIC-g-c-Walla.cgcc-fPIC-g-c-Wallb.cgcc-shared-Wl,-soname,liblusterstuff.so.1-oliblusterstuff.so.1.0.1a.o

b.o–lc注：”-fPIC”是位置无关参数，”-g”和“－Wall”参数不是必须的。Linux下函数库（3/3）函数库和头文件的保存位置a.函数库/lib：系统必备共享函数库/usr/lib：标准共享函数库和静态函数库/usr/X11R6/lib：X11R6的函数库/usr/local/lib：本地函数库b.头文件

/usr/include：系统头文件/usr/local/include：本地头文件c.共享函数库的相关配置和命令/etc/ld.so.conf：包含共享库的搜索位置ldconfig：共享库管理工具，一般在更新了共享库之后要运行该命令ldd：可查看可执行文件所使用的共享函数库使用GNUcc开发应用程序gcc的简介可执行文件的格式gcc的使用Linux程序需要首先转化为低级机器语言即所谓的二进制代码以后，才能被操作系统执行。例如编程时，先用普通的编程语言生成一系列指令，这些指令可被翻译为适当的可执行应用程序的二进制代码。这个翻译过程可由解释器一步步来完成，或者也可以立即由编译器明确地完成。gcc的简介gcc

是GNU的C和C++编译器。实际上，gcc

能够编译多种语言：C、C++和ObjectC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个阶段，每个阶段分别调用不同的工具进行处理gcc的四个阶段命令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。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。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。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。可执行文件格式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UnixC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。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。GNUC的使用基本语法

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。因此你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-gtest1.c

gcc-pgtest1.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。gcc选项-o选项 你能用-o编译选项来为将产生的可执行文件指定一个文件名来代替a.out。 例：gcc–ocountcount.c-c选项：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–ctest2.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。警告选项在gcc中用开关-Wall控制警告信息，使用示例命令如下：

gcc

–Wall-otest3_1test3_1.c-w不生成任何警告信息。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–otest1test1.c-L选项：指定库文件的搜索目录 例：

gcc–L/usr/X11/R6/lib–otest1test1.c多个源文件生成一个可执行文件问题：有多个源文件时，如何生成一个可执行文件？方法1：gcc–Wall–omytesttest1.ctest2.ctest3.c方法2：

gcc-Wall-ctest1.c

gcc-Wall–ctest2.c

gcc-Wall–ctest3.c

gcc–omytesttest1.otest2.otest3.o优化选项优化选项可以使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。-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。版本选项-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：

Readingspecsfrom/usr/lib/gcc-lib/i486-box-linux/2.7.2/specs

gccversion2.7.2-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-v宏定义选项-DMACRO以字符串“1”定义MACRO宏。-DMACRO=DEFN以字符串“DEFN”定义MACRO宏。-UMACRO取消对MACRO宏的定义。调试和剖析选项使用调试选项后，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–otest3test3.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–otest3test3.c调试工具gdbGDB调试器简介gdb

的常用命令gdb应用实例gdb

简介Linux系统中包含了GNU调试程序gdb，它是一个用来调试C和C++程序的调试器。可以使程序开发者在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。gdb

所提供的一些功能如下所示：运行程序，设置所有的能影响程序运行的参数和环境；控制程序在指定的条件下停止运行；当程序停止时，可以检查程序的状态；修改程序的错误，并重新运行程序；动态监视程序中变量的值；可以单步逐行执行代码，观察程序的运行状态。分析崩溃程序的产生的core文件gdb的特点gdb的功能非常强大到目前为止，gdb已能够支持Moduls-2、Chill、Pascal和FORTRAN程序的调试，但是调试这些语言的源程序时有一些功能还不能使用。例如调试FORTRAN程序时还不支持表达式的输入、输出变量或类FORTRAN的词法。gdb程序调试的对象是可执行文件，而不是程序的源代码文件。然而，并不是所有的可执行文件都可以用gdb调试。如果要让产生的可执行文件可以用来调试，需在执行gcc指令编译程序时，加上-g参数，指定程序在编译时包含调试信息。调试信息包含程序里的每个变量的类型和在可执行文件里的地址映射以及源代码的行号。gdb

利用这些信息使源代码和机器码相关联。gdb是一个用来调试C和C++程序的常用调试工具之一。gdb的启动在命令行上输入gdb并按回车键就可以运行gdb了，如果一切正常的话，将启动gdb

gdb[filename]

出现

(gdb)

在这里，可以输入调试命令在可以使用gdb

调试程序之前，必须使用-g选项编译源文件。可在makefile

中如下定义CFLAGS变量：

CFLAGS=-g运行获取帮助信息启动gdb后，可以在命令行上指定很多的选项。输入：

help

可以获得gdb的帮助信息。如果想要了解某个具体命令（比如break）的帮助信息，在gdb提示符下输入下面的命令：

break

屏幕上会显示关于break的帮助信息。从返回的信息可知，break是用于设置断点的命令。另一个获得gdb帮助的方法是浏览gdb的手册页。在LinuxShell提示符输入：

mangdb

可以看到man的手册页gdb命令的分类在gdb

提示符处键入help，将列出命令的分类，主要的分类有：aliases：命令别名breakpoints：断点定义；data：数据查看；files：指定并查看文件；internals：维护命令；running：程序执行；stack：调用栈查看；statu：状态查看；tracepoints：跟踪程序执行。后跟命令的分类名，可获得该类命令的详细清单基本gdb命令（1/2）file命令：装入想要调试的可执行文件。cd命令：改变工作目录。pwd命令：返回当前工作目录。run命令：执行当前被调试的程序。kill命令：停止正在调试的应用程序。list命令：列出正在调试的应用程序的源代码。break命令：设置断点。watch命令：设置监视点，监视表达式的变化。awatch命令：设置读写监视点。当要监视的表达式被读或写时将应用程序挂起。它的语法与watch命令相同。rwatch命令：设置读监视点，当监视表达式被读时将程序挂起，等侍调试。此命令的语法与watch相同。next命令：执行下一条源代码，但是不进入函数内部。也就是说，将一条函数调用作为一条语句执行。执行这个命令的前提是已经run，开始了代码的执行。基本gdb命令（2/2）step命令：执行下一条源代码，进入函数内部。如果调用了某个函数，会跳到函数所在的代码中等候一步步执行。执行这个命令的前提是已经用run开始执行代码。display命令：在应用程序每次停止运行时显示表达式的值。infobreak命令：显示当前断点列表，包括每个断点到达的次数infofiles命令：显示调试文件的信息。infofunc命令：显示所有的函数名。infolocal命令：显示当前函数的所有局部变量的信息。infoprog命令：显示调试程序的执行状态。print命令；显示表达式的值。delete命令：删除断点。指定一个断点号码，则删除指定断点。不指定参数则删除所有的断点。Shell命令：执行LinuxShell命令。make命令：不退出gdb而重新编译生成可执行文件。Quit命令：退出gdb。gdb

使用实例（1/2）/*一个有错误的C源程序*/#include<stdio.h>#include<stdlib.h>staticcharbuff[256];staticchar*string;intmain(){printf("Pleaseinputastring:");gets(string);printf("\nYourstringis:%s\n",string);}上面这个程序非常简单，其目的是接受用户的输入，然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初始化的字符串地址string，因此，编译并运行之后，将出现SegmentFault错误：

$gcc-otest-gtest.c $./testPleaseinputastring:asfdSegmentationfault(coredumped)gdb

使用实例（2/2）为了查找该程序中出现的问题，我们利用gdb，并按如下的步骤进行：1．运行gdbbugging命令，装入bugging可执行文件；2．执行装入的bugging命令；3．使用where命令查看程序出错的地方；4．利用list命令查看调用gets函数附近的代码；5．唯一能够导致gets函数出错的因素就是变量string。用print命令查看string的值；6．在gdb

中，我们可以直接修改变量的值，只要将string取一个合法的指针值就可以了，为此，我们在第11行处设置断点；7．程序重新运行到第11行处停止，这时，我们可以用setvariable命令修改string的取值；8．然后继续运行，将看到正确的程序运行结果。GNUmake和makefileGNUmake概述Makefile

的基本结构Makefile中的变量GNUmake的主要预定义变量Makefile的隐含规则make命令行选项GNUmake概述在大型的开发项目中，人们通常利用make工具来自动完成编译工作。这些工作包括：如果仅修改了某几个源文件，则只重新编译这几个源文件；如果某个头文件被修改了，则重新编译所有包含该头文件的源文件。利用这种自动编译可大大简化开发工作，避免不必要的重新编译。实际上，make工具通过一个称为makefile

的文件来完成并自动维护编译工作。makefile

需要按照某种语法进行编写，其中说明了如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。当修改了其中某个源文件时，如果其他源文件依赖于该文件，则也要重新编译所有依赖该文件的源文件。默认情况下，GNUmake工具在当前工作目录按如下顺序搜索makefile：GNUmakefilemakefileMakefilemakefile举例在UNIX中，习惯使用makefile

作为makfile

文件。Linux程序员使用第三种文件名Makefile。因为第一个字母是大写，通常被列在一个目录的文件列表的最前面。如果要使用其他文件作为makefile，则可利用类似下面的make命令选项指定makefile

文件：

$make-fMakefile.debug例1：一个简单的makefile prog:prog1.oprog2.o

gccprog1.oprog2.o-oprog prog1.o:prog1.clib.h

gcc-c-I.-oprog1.oprog1.c prog2.o:prog2.c

gcc-cprog2.cMakefile

的基本结构（1/2）Makefile是一个文本形式的数据库文件，其中包含一些规则来告诉make处理哪些文件以及如何处理这些文件。规则主要是描述哪些文件（称为target目标文件，不要和编译时产生的目标文件相混淆）是从哪些别的文件（称为dependency依赖文件）中产生的，以及用什么命令（command）来执行这个过程。依靠这些信息，make会对磁盘上的文件进行检查，如果目标文件的生成或被改动时的时间（称为该文件时间戳）至少比它的一个依赖文件还旧的话，make就执行相应的命令，以更新目标文件。目标文件不一定是最后的可执行文件，可以是任何一个中间文件并可以作为其他目标文件的依赖文件。Makefile

的基本结构（2/2）Makefile规则的一般形式如下：

target：dependencydependency (tab)<command>一个Makefile文件主要含有一系列的规则，每条规则包含以下内容。一个目标（target），即make最终需要创建的文件，如可执行文件和目标文件；目标也可以是要执行的动作，如“clean”。一个或多个依赖文件（dependency）列表，通常是编译目标文件所需要的其他文件。一系列命今(command)，是make执行的动作，通常是把指定的相关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。除非特别指定，否则make的工作目录就是当前目录。target是需要创建的二进制文件或目标文件，dependency是在创建target时需要用到的一个或多个文件的列表，命令序列是创建target文件所需要执行的步骤，比如编译命令。Makefile实例（1/3）#以#开头的为注释行test：prog.o

code.ogcc–otestprog.o

code.oprog.o：prog.c

prog.h

code.hgcc–cprog.c–oprog.ocode.o：code.c

code.hgcc–ccode.c–ocode.oclean：rm–f*.o上面的Makefile文件中共定义了四个目标：test、prog.o、code.o和clean。目标从每行的最左边开始写，后面跟一个冒号（：），如果有与这个目标有依赖性的其他目标或文件，把它们列在冒号后面，并以空格隔开。然后另起一行开始写实现这个目标的一组命令。在Makefile中，可使用续行号（\）将一个单独的命令行延续成几行。但要注意在续行号（\）后面不能跟任何字符（包括空格和键）Makefile实例（2/3）一般情况下，调用make命令可输入：#maketargettarget是Makefile文件中定义的目标之一，如果省略target，make就将生成Makefile文件中定义的第一个目标。对于上面Makefile的例子，单独的一个“make”命令等价于:#maketest因为test是Makefile文件中定义的第一个目标，make首先将其读入，然后从第一行开始执行，把第一个目标test作为它的最终目标，所有后面的目标的更新都会影响到test的更新。第一条规则说明只要文件test的时间戳比文件prog.o或code.o中的任何一个旧，下一行的编译命令将会被执行。Makefile实例（3/3）但是，在检查文件prog.o和code.o的时间戳之前，make会在下面的行中寻找以prog.o和code.o为目标的规则，在第三行中找到了关于prog.o的规则，该文件的依赖文件是prog.c、prog.h和code.h。同样，make会在后面的规则行中继续查找这些依赖文件的规则，如果找不到，则开始检查这些依赖文件的时间戳，如果这些文件中任何一个的时间戳比prog.o的新，make将执行“gcc–cprog.c–oprog.o”命令，更新prog.o文件。以同样的方法，接下来对文件code.o做类似的检查，依赖文件是code.c和code.h。当make执行完所有这些套嵌的规则后，make将处理最顶层的test规则。如果关于prog.o和code.o的两个规则中的任何一个被执行，至少其中一个.o目标文件就会比test新，那么就要执行test规则中的命令，因此make去执行gcc命令将prog.o和code.o连接成目标文件test。在上面Makefile的例子中，还定义了一个目标clean，它是Makefile中常用的一种专用目标，即删除所有的目标模块make的工作过程现在来看一下make做的工作：首先make按顺序读取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如果目标文件的时问戳比依赖文件还早，就按规则中定义的命令更新目标文件。如果该规则中的依赖文件又是其他规则中的目标文件，那么依照规则链不断执行这个过程，直到Makefile文件的结束，至少可以找到一个不是规则生成的最终依赖文件，获得此文件的时间戳然后从下到上依照规则链执行目标文件的时间戳比此文件时间戳旧的规则，直到最顶层的规则通过以上的分析过程，可以看到make的优点，因为.o目标文件依赖.c源文件，源码文件里一个简单改变都会造成那个文件被重新编译，并根据规则链依次由下到上执行编译过程，直到最终的可执行文件被重新连接。例如，当改变一个头文件的时候，由于所有的依赖关系都在Makefile里，因此不再需要记住依赖此头文件的所有源码文件，make可以自动的重新编译所有那些因依赖这个头文件而改变了的源码文件，如果需要，再进行重新连接Makefile中的变量Makefile里的变量就像一个环境变量。事实上，环境变量在make中也被解释成make的变量。这些变量对大小写敏感，一般使用大写宇母。几乎可以从任何地方引用定义的变量，变量的主要作用如下：保存文件名列表。在前面的例子里，作为依赖文件的一些目标文件名出现在可执行文件的规则中，而在这个规则的命令行里同样包含这些文件并传递给gcc做为命令参数。如果使用一个变量来保存所有的目标文件名，则可以方便地加入新的目标文件而且不易出错。保存可执行命令名，如编译器。在不同的Linux系统中存在着很多相似的编译器系统，这些系统在某些地方会有细微的差别，如果项目被用在一个非gcc的系统里，则必须将所有出现编译器名的地方改成用新的编译器名。但是如果使用一个变量来代替编译器名，那么只需要改变该变量的值。其他所有地方的命令名就都改变了。保存编译器的参数。在很多源代码编译时，gcc需要很长的参数选项，在很多情况下，所有的编译命令使用一组相同的选项，如果把这组选项使用一个变量代表，那么可以把这个变量放在所有引用编译器的地方。当要改变选项的时候，只需改变一次这个变量的内容即可。变量的定义和使用Makefile中的变量是用一个文本串在Makefile中定义的，这个文本串就是变量的值。只要在一行的开始写下这个变量的名字，后面跟一个“＝”号，以及要设定这个变量的值即可定义变量，下面是定义变量的语法：

VARNAME=string使用时，把变量用括号括起来，并在前面加上$符号，就可以引用变量的值：

${VARNAME}make解释规则时，VARNAME在等式右端展开为定义它的字符串。变量一般都在Makefile的头部定义。按照惯例，所有的Makefile变量都应该是大写。如果变量的值发生变化，就只需要在一个地方修改，从而简化了Makefile的维护。Makefile变量举例现在利用变量把前面的Makefile重写一遍：OBJS=prog.o

code.oCC=gcctest：${OBJS} ${CC}–otest${OBJS}prog.o：prog.c

prog.h

code.h ${CC}–cprog.c–oprog.ocode.o：code.c

code.h ${CC}–ccode.c–ocode.oclean：

rm–f*.o变量的类型除用户自定义的变量外，make还允许使用环境变量使用环境变量的方法很简单，在make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中方便的引用环境变量。需要注意的是，如果用户在Makefile中定义了同名的变量，用户自定义变量将覆盖同名的环境变量自动变量预定义变量GNUmake的主要预定义变量$*不包含扩展名的目标文件名称。$+所有的依赖文件，以空格分开，并以出现的先后为序，可能包含重复的依赖文件。$<第一个依赖文件的名称。$?所有的依赖文件，以空格分开，这些依赖文件的修改日期比目标的创建日期晚。$@目标的完整名称。$^所有的依赖文件，以空格分开，不包含重复的依赖文件。$%如果目标是归档成员，则该变量表示目标的归档成员名称。例如，如果目标名称为mytarget.so(image.o)，则$@为mytarget.so，而$%为image.o。AR归档维护程序的名称，默认值为ar。ARFLAGS归档维护程序的选项。AS汇编程序的名称，默认值为as。ASFLAGS汇编程序的选项。GNUmake的主要预定义变量CCC编译器的名称，默认值为cc。CFLAGSC编译器的选项。CPPC预编译器的名称，默认值为$(CC)-E。CPPFLAGSC预编译的选项。CXXC++编译器的名称，默认值为g++。CXXFLAGSC++编译器的选项。FCFORTRAN编译器的名称，默认值为f77。FFLAGSFORTRAN编译器的选项。Makefile的隐含规则在上面的例子中，几个产生目标文件的命令都是从“.c”的C语言源文件和相关文件通过编译产生“.o”目标文件，这也是一般的步骤。实际上，make可以使工作更加自动化，也就是说，make知道一些默认的动作，它有一些称作隐含规则的内置的规则，这些规则告诉make当用户没有完整地给出某些命令的时候，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，然后会找到并执行一个适当的命令。由于这些命令会使用一些变量，因此可以通过改变这些变量来定制make。象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，然后加上参数-c，后面跟变量$<（第一个依赖文件名），然后是参数-o加变量$@（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$<-o$@隐含规则举例在上面的例子中，利用隐含规则，可以简化为：OBJS=prog.o

code.oCC=gcctest：${OBJS} ${CC}–o$@$^prog.o：prog.c

prog.h

code.hcode.o：code.c

code.hclean：

rm–f*.omake命令行选项直接在make命令的后面键入目标名可建立指定的目标，如果直接运行make，则建立第一个目标。还可以用make-fmymakefile

这样的命令指定make使用特定的makefile，而不是默认的GNUmakefile、makefile

或Makefile。GNUmake命令还有一些其他选项，下面是GNUmake命令的常用命令行选项命令行选项含义：-CDIR在读取makefile

之前改变到指定的目录DIR。-fFILE以指定的FILE文件作为makefile。-h显示所有的make选项。-i忽略所有的命令执行错误。-IDIR当包含其他头文件时，可用该选项指定搜索目录。-n只打印要执行的命令，但不执行这些命令。-p显示make变量数据库和隐含规则。-s在执行命令时不显示命令。-w在处理makefile

之前和之后，显示工作目录。-WFILE假定文件FILE已经被修改。LINUXshell编程变量特殊字符条件判断结构与循环结构函数的定义和使用Shell是一个作为用户与LINUX系统间接口的程序，它允许用户向操作系统输入需要执行的命令。shell编程语言如BASH、SH、TCSH、GAWK、Perl、Tcl和Tk都利用自己的解释器。用这些语言编制的文件，可以直接运行。编译器则不同，它将生成一个独立的二进制代码文件然后才可以运行。变量用户变量环境变量位置变量预定义变量用户变量的定义及其使用与所有的编程语言一样，shell也允许把值存在变量中，shell变量名以字母或下划线字符开始，由字母、数字或下划线组成要把值存入变量，只要写出变量名，或紧跟一个=,再加变量值即可 例如：variable=value count=1在程序中使用变量的值时，要在变量名前面加上一个符号“$”。这个符号告诉Shell，要读取该变量的值。 例如：echo$variable环境变量环境变量是一种特殊的变量，其特点为：它们可以由其他程序传递给脚本在脚本中被调用的任何程序都将继承环境变量可以像定义一个变量一样来设置环境变量，在标记它为环境变量时需要使用“export”命令应用示例：

$exportMYENV=1 $echo$MYENV使用“set”命令可以获取当前上下文中全部的变量位置参数执行Shell脚本时可以使用参数。由出现命令行上的位置确定的参数称做位置参数。在sh中总共有十个位置参数，其对应的名称依次是$0,$1,$2,...$9。其中$0始终表示命令名或Shell脚本名，对于一个命令行，必然有命令名，也就必定有$0；而其它位置参数依据实际需求，可有可无。应用示例：编辑ison文件内容如下

who|grep$1

执行：$chmod+xison $./ison

bc shell将用bc代替$1,命令行变为：who|grep

bcshift命令shift命令的作用是把位置参数左移原来在$2中的内容赋给$1，$3中内容赋给$2,依此类推。原来$1中的值就丢失了。$#(参数变量的个数)也自动减1shift命令（二）编辑shiftdemo程序如下：echo$#$*shiftecho$#$*shiftecho$#$*shiftecho$#$*执行：chmod+xshiftdemo./shiftdemoabc预定义变量$#变量用于存放命令行中所键入的参数个数shell程序测试这个变量确定用户输入的参数个数是否正确应用示例：编辑args文件内容如下：

echo$#argumentspassed echoarg1=:$1:arg2=:$2:arg3=:$3:

执行：$argsabc $argsab $args

从这个例子可以看到shell程序将命令行的参数个数传递给了$#变量预定义变量$*变量可以引用传递给程序的所有参数经常应用在参数不确定或者参数数目可变的程序中应用示例：编辑args2文件内容如下：echo$#argumentspassedechotheyare$*执行:$chmod+xargs2 $arg2abc $arg2ab $arg2预定义变量$@变量$@变量和$*变量功能基本相同改写args2程序如下：

echo$#argumentspassed echotheyare$@预定义变量$?变量每当程序执行完成后都会给系统返回一个退出状态。该状态是个数值，通常指示该命令运行是否成功。退出状态为0表示运行成功，非零表示运行失败。Shell自动将最后所执行命令的退出状态设置到shell变量$?中，可以用echo命令在终端上显示它的值应用示例

$who|grep

bc $echo$? $who|grep123 $echo$?特殊字符通配符 通常的通配符有三种：*星号，它匹配任意字符的0次或多次出现。但注意，文件名前面的圆点（.）和路径名中的斜线（/）必须显示匹配。？问号，它匹配任意一个字符。[]一对方括号，其中有一个字符组。其作用是匹配该字符组所限定的任意一个字符。应该注意：字符*和？在一对方括号外面是通配符，若出现在其内部，它们就失去通配符的能力了。！叹号，若它紧跟在一对方括号的左方括号[之后，则表示不在一对方括号中所列出的字符。特殊字符引号双引号”” 由双引号括起来的字符，除$、倒引号和反斜线（\）仍 保留其功能外，其余字符通常作为普通字符对待。单引号‘’ 由单引号括起来的字符都作为普通字符出现。倒引号``

反引号用于设置系统命令的输出到变量。shell将反引号 中的内容作为一个系统命令，并执行其内容。反斜线 转义字符，若想在字符串中使用反斜线本身，则必须采用（\\）的形式，其中第一个反斜线作为转义字符，而把第二个反斜线变为普通字符。条件判断条件判断语句是几乎所有编程语言中都有的语句，shell中有两种条件判断语句：if表达式case表达式if表达式一般结构ifconmmand1thenelifcommand2thenelse…fi

这个if…then…else表达式中的else和elif是可选部分。其中elif是elseif得缩写，在if…then…else表达式中这样的elseif语句可以有多个。其中fi表示if…then…else表达式的结束。Bash支持此类表达式的多层嵌套。 其中command1需要执行并检测其退出状态，如果退出状态为0，则执行其后then与elif之间的语句，同理执行并检测command2的退出状态，并根据退出状态是否为0选择执行elif与else之间或else与fi之间的语句test命令shell有一条内部命令test，经常用来在if命令中测试一种或几种条件，其一般格式为：

testexpression其中expression表示要测试的条件。test计算expression，若结果为真，其返回的退出状态为0，若结果为假，返回的退出状态就不为零应用示例：

$name=bc $test“$name”=bc $echo$? ※注意：test把所有操作数（$name和bc）和操作符作为单独的参数分别对待，也就是说它们之间至少要有一个空白字符分隔test命令（二）test命令的另一种格式shell程序使用test命令非常频繁，因此产生了另一种公认的命令格式：

[expression]“[”实际上就是命令的名字，同时要求在表达式的有一个配对的“]”，在“[“之后和”]”之前都要有空格应用示例：

$name=bc $[“$name”=bc] $echo$?test命令（三）整数操作符test命令还有一类进行整数比较的操作符，见右表：例如：操作符“-eq”检测两个整数是否相等，如果有一个变量名为count，想看看它的值是否为0，则可以写成：

[“$count”–eq0]test命令（四）文件操作符test提供了一类问询文件状态的一元操作符，见右表：例如：

[-f/etc/fstab]检测fstab文件是否存在且是否为普通文件if结构应用示例使用if…then…else结构编写一个判断命令行所传入参数大小的程序将所输入数值存放在位置参数$1中若$1>100,则输出：thenumberisgreaterthan100若$1<10,则输出：thenumberissmallerthan10否则输出：thenumberisbetween10and100if表达式应用示例（二）编辑ifdemo程序如下if["$1"-gt100]then echo"thenumberisgreaterthan100."elif["$1"-lt10]then echo"thenumberissmallerthan10."else echo"thenumberisbetween10and100."fi执行$chmod+xifdemo $./ifdemo100…输入数据测试程序功能case表达式case表达式类似于C语言中的case语句和switch语句，即从几种情况中选择一种执行。一般结