虽然使用ports collection编译和安装软件非常简便,然而仍有两个理由来使用手工编译安装方式。一方面是ports collection中并不能涵盖所有的软件,有很多软件没有收入ports collection中。有很多原因使得一些很优秀的软件没有被收集入ports collection,例如,版权因素,或者没有志愿者对它移植到freebsd进行维护。另一方面,即使是通过port来定制软件,仍需要了解了手工编译安装的过程和各种编译工具的使用,才能正常进行定制工作。
通常在freebsd下编译并安装应用程序并不困难,因为freebsd是一种非常标准的unix,为unix开发的标准c程序很容易就能在它上面编译运行。
编译和软件工具
为了编译和安装一个应用程序,必须要了解编译和运行软件的一般方法。对于大型程序和要求高效率的软件,通常用高级语言c来开发,使用c语言编译器将c源程序编译成执行程序。由于使用高级语言不依赖于硬件结构,这使得软件非常容易移植。unix不仅提供了编译器,而且还提供了众多的工具来帮助进行编译和维护,最有用的工具为make。
gnu c与编译连接过程
c作为一种编译型的高级语言,这就是说运行c程序之前要将其先编译成可执行的由机器指令构成的执行程序,因此就需要使用一个编译器来对c源代码进行处理,freebsd使用的是gnu的c编译器。
$ cc hello.c
$ ./a.out
hello, world!
unix下缺省使用a.out作为生成的文件名,可以使用-o参数指出生成的执行文件名。
事实上前面的编译生成执行文件的过程由两步组成,一是生成目标文件,通常使用.o为后缀,然后进行连接生成执行文件。因此,可以使用ar将多个目标文件组合成一个函数库文件,而可以使用nm来查看库文件的内容。
$ cc -c f1.c
$ cc -c f2.c
$ ar c mlib.a f1.o f2.o
$ nm mlib.a
freebsd使用的c语言编译器gcc是一种非常流行的,多平台、高效率的c语言编译器,它提供了多种选项用于生成应用软件。以下为常用的一些选项:
-l 定义连接库文件的目录
-i 定义c源码的头文件的目录
-o 后面跟的参数为要生成的执行文件的名
-o 进行编译优化,可以指定使用不同的优化级别,从o2到o6,每个不同的级别使用的优化设置不同。
相关的选项还有定义生成的指令码类型的参数,如-m486生成486指令,缺省的gcc版本(2.7.2)不支持pentium代码。
-g 加入调试代码,可以在完成后使用strip命令删除用于调试的信息
-c 仅仅进行编译而不进行连接,生成目标文件
-fpic 生成相对地址的代码,用于最后生成动态连接库
-static 强制生成静态连接的程序
-aout 生成a.out格式的执行文件、目标代码等,缺省使用elf格式
-elf 3.0之后为缺省设置,生成elf格式的目标和执行代码
可以通过命令行参数查看当前使用的gnu c编译器的版本:
$ cc –version
gcc version 2.7.2.1
freebsd当前使用gnu的c编译器gcc的版本为gcc 2.7.2.1,这不是 gcc编译器的最新版本,但稳定性非常好。虽然当前新版本的gcc 2.8已经很稳定了,但是由于编译器在系统中的重要性,编译器出现问题会造成系统的稳定问题,因此freebsd还没有转向gcc 2.8。另一个没有完全使用 gcc 2.8的重要原因是生成的执行文件格式问题,gcc 2.8不再支持生成a.out 执行格式的二进制程序。但完全转向gcc 2.8版本是必然趋势,在当前正在开发的freebsd 4.0-current中,已经使用了gcc 2.8作为标准配置。
在3.1系统中,如果想使用gcc 2.8,就需要安装packages collection 中提供的gcc-2.8软件包(或者使用ports collection对源代码进行编译)。事实上还有另外两个更强大的根据gcc进一步开发的编译器,pgcc支持pentium 代码(标准的gcc只支持生成486代码),egcc除了支持pentium代码之外,还提供了更大的优化能力。这些版本是商业公司依据gcc进行的开发,但根据gpl 许可,任意使用者都可以根据需要选择使用,使用这些编译器版本能进一步发挥系统的能力。
make
通常应用程序都比较复杂,那么其源程序就不仅包括一个文件,而是由多个文件构成,这样应用程序的编译和连接过程就相对复杂得多。最简单的情况下可以使用shell程序来自动完成这个任务,然而由于并不是每次都更改了所有的文件,每次都完全重新编译所有的代码,不但浪费了处理器资源,也使得每次作一次小改变就得编译所有得文件,效率低下。最好是能够按照需要,编译改动过的代码文件,而对没有更新过的文件就不必重新编译,这样就节约了系统的处理能力。
如果要使用shell脚本来处理这些依赖关系来,则要求根据文件的更新时间进行维护,需要的shell脚本就比较复杂。unix提供了一个程序──make,来帮助按照代码之间的时间依赖关系来进行维护工作。
make与其他解释语言不同,不是直接告诉make需要执行的命令,而是给定一些依赖规则,即在什么条件下应该执行什么处理,那么make就自动分析文件的更新时间,完成剩下的工作。规定make规则的文件一般命名为makefile,这是一个make指令的集合,这个文件中包括目标定义、执行命令、宏定义和make 伪指令。下面为一个简单的makefile:
cc = /usr/local/bin/egcc
hello: hello.c
$(cc) -o hello hello.c
clean:
echo delete files!
rm hello
这个例子中首先定义了一个宏cc,然后定义一个执行目标hello,这个目标依赖于hello.c文件,一旦hello.c更新,就需要执行下面的编译指令。注意,位于定义目标之后的执行命令应该使用一个 “tab” 制表符引导,而不是其他空白字符。执行命令中首先将宏替换为它的值,再执行egcc命令编译程序。
一个makefile文件中可以定义多个目标,如上面例子中的hello和clean,如果不使用任何命令行参数来启动make,那么缺省使用第一个目标。为了应用其他的make目标,则必须使用make的命令行参数。
$ make clean
delete files!
make使用的缺省文件名为当前目录下的makefile或makefile,如果使用其他文件,必须使用命令行参数-f指定文件名。
$ make -f newmakefile
gnu的make命令首先查看的文件名为gnumakefile。
使用了make,对大型的应用软件进行维护就会容易一些。然而不同的系统有一些与系统相关的定义,这些定义需要在makefile中依据不同的系统重新设置,例如x window的目录等,这样要完成可以适合多个不同系统的makefile文件,仍然具有困难。有一些工具能帮助进行这些系统相关的设置,并生成makefile 文件,例如x window系统使用xmkmf命令和imake模板文件来产生本地的makefile 文件,这样就能正确侦知本地系统中有关x window的正确设置,但软件开发者首先要完成imakefile文件,以使用xmkmf。而gnu的软件使用autoconf工具,它使用configure命令用来侦测很多系统相关的设置,如编译器、头文件、库函数等等,然后使用预设置的makefile.in模板文件来产生相应的makefile。有了这些工具,进行编译各种多平台的应用程序都不再是困难的了。
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