linux下的C语言编程

从windows转向linux编程

 

VC的工作原理

 

- cl.exe: vc的编译程序

- link.exe: vc的连接程序

- nmake.exe: 项目维护工具

- .dsp文件: 用来指定如何将源文件组织成一项目，vc6以前为.mak文件

- .dsw文件： 将多个项目组织到一个工作区中

A simple makefile on Windows

 

CFLAGS = /nologo /W3 /O1
LFLAGS = /incremental:no /fixed

all: bb.exe
bb.exe: bb.obj
   link $(LFLAGS) -out:bb.exe bb.obj
bb.obj: bb.cpp
   cl $(CFLAGS) /c bb.c

linux下的c编程

 

gcc编译器

 

-E: 预编译

  -S: 编译为汇编语言

  -C: 编译为目标文件

  -o: 指定输出文件

  -w: 禁止所有警告信息

  -W: 显示警告信息

  -l: 连接库文件 

  -L: 在库文件搜索路径中添加目录

  -I: 在头文件的搜索路径列表中添加目录

  -g: 产生调试信息

  -M: 自动寻找源文件包含的头文件，并生成依赖关系(包含标准库文件)

  -MM: 类似-M, 但不包含标准库文件

gdb调试器

 

GNU 调试器，使用gdb在gcc编译时必须使用-g选项

 

file 装入想要调试的可执行文件.

kill 终止正在调试的程序.

list 列出产生执行文件的源代码的一部分.

next 执行一行源代码但不进入函数内部.

step 执行一行源代码而且进入函数内部(step count)

run 执行当前被调试的程序

quit 终止 gdb

watch 监视一个变量的值而不管它何时被改变.

break 设置断点.(break if cond, break filename: fileline)

shell 使你能不离开 gdb 就执行 UNIX shell 命令.?

cont 继续运行程序

delete 删除断点

finish: 从当前函数内部退出，返回调用函数

jump address: 跳到指定的行或地址执行

disable/enable breaknum: 禁止或使能断点

Backtrace(bt): 显示堆栈帧

down: 选择并打印被当前堆栈帧调用的帧

up:选择并打印调用当前堆栈帧的帧

info break: 显示断点的信息

info locals:显示当前堆栈帧的局部变量

Print expression: 打印表达式的值

Set variable=expression: 把表达式的值赋给变量

help: 显示GDB命令的帮助

GDB调试多进程

 

在子进程的加入sleep, 使用ps察看子进程的pid，
然后启动另一个GDB, attach子进程的pid

GDB调试多线程

info threads: 显示当前的所有线程
thread THREADNO: 切换到某一指定的线程

GNU make

-B: 认为所有的目标都需要更新（重编译）

-C

: 指定读取makefile的目录。

--debug[=]: 输出make的调试信息。它有几种不同的级别可供选：
a: 即all，输出所有的调试信息
b: 即basic，只输出简单的调试信息。即输出不需要重编译的目标
v: 即verbose，在b选项的级别之上。输出的信息包括哪个makefile被解析，
   不需要被重编译的依赖文件（或是依赖目标）等。
i: 即implicit，输出所以的隐含规则。
j: 即jobs，输出执行规则中命令的详细信息，如命令的PID、返回码等。
m: 即makefile，输出make读取makefile，更新makefile，执行makefile的信息。

-d:相当于--debug=a

-e: 指明环境变量的值覆盖makefile中定义的变量的值

-f=: 指定需要执行的makefile

-i: 在执行时忽略所有的错误

-I : 指定一个被包含makefile的搜索目标

-k: 出错也不停止运行

-n: 仅输出执行过程中的命令序列，但并不执行

-p: 输出makefile中的所有数据，包括所有的规则和变量

-q: 仅仅是检查所指定的目标是否需要更新。如果是0则说明要更新，
    如果是2则说明有错误发生

-r: 禁止make使用任何隐含规则

-R: 禁止make使用任何作用于变量上的隐含规则

-s: 在命令运行时不输出命令的输出

-S: 取消-k选项的作用

-t:把目标的修改日期变成最新的，即阻止生成目标的命令运行

-w: 输出运行makefile之前和之后的信息,
    这个参数对于跟踪嵌套式调用make时很有用.
-W: 禁止-w

GNU makefile

make 通过makefile 完成并自动维护编译工作

1. makefile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
2. GNU make 工具在当前工作目录中按如下顺序搜索 makefile:    
   GNUmakefile
   makefile
   Makefile
3. 使用-f指定其他文件名作为Makefile
   make -f makefile.debug

makefile 基本结构

1. 三元组(Target, Dependency, Command)
   Target : Dep1 Dep2
   Cmd1 
   Cmd2
   [Blank Line]
   示例：
   test.o: test.cpp test.h
           g++ -c -g test.cpp

2. make 根据target上一次编译的时间和目标所依赖的源文件的更新时间
   而自动判断应当编译哪个源文件.

3. 如果target文件的时间戳比至少它的一个依靠文件旧的话， make就执行
   相应的命令更新target文件。否则命令行不执行.

makefile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

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
CC              C 编译器的名称，默认值为 cc
CFLAGS          C 编译器的选项
CPP             C 预编译器的名称，默认值为 $(CC) -E
CPPFLAGS        C 预编译的选项
CXX             C++ 编译器的名称，默认值为 g++
CXXFLAGS        C++ 编译器的选项

Makefile 隐含规则

1. 后缀规则(Suffix Rule):
   后缀规则定义了将一个具有某个后缀的文件（例如，.c 文件）
   转换为具有另外一种后缀的文件（例如，.o 文件）的方法.
   例如：将.c文件转化为.o文件的后缀规则为：
   .c.o:
       $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

2. 模式规则(pattern rules):
   利用模式规则定义更加复杂的依赖性规则. 
   例如下面的模式规则定义了如何将任意一个 X.c 文件转换为 X.o 文件：
   %.c:%.o
         $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

Makefile假象目的

1. 象正常目的，只是目的文件不存在. 用.PHONY表明假象目的.
   .PHONY clean
   clean:
        rm -fr *.o *.tmp
2. 假如不声明clean为假象目的而且磁盘上有一文件名为clean,
   因为clean不存在依赖，所以不可避免的被认为已经up-to-date,
   下面的命令行永远不执行. 声明假象目的后，不去检查磁盘上的文件
   从而保证下面的命令永远执行

Makefile静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则
: : 
targets目标集
target-parrtern目标集模式
prereq-parrterns是目标的依赖模式

例如：
files = foo.elc bar.o lose.o

$(filter %.o,$(files)): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
$(filter %.elc,$(files)): %.elc: %.el
emacs -f batch-byte-compile $<

嵌套执行make

针对一些大的工程, 不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中，每个目录都有一个Makefile.

subsystem:
cd subdir && $(MAKE)(或$(MAKE) -C subdir)

SHELL和MAKEFLAGS变量都要传递到下层Makefile中

引用其它的Makefile

使用include关键字可以把别的Makefile包含进来
include 
filename可以是当前操作系统Shell的文件模式（可以保含路径和通配符）

include foo.make *.mk $(bar)

等价于：

include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk

make的工作方式

1、读入所有的Makefile。
2、读入被include的其它Makefile。
3、初始化文件中的变量。
4、推导隐晦规则，并分析所有规则。
5、为所有的目标文件创建依赖关系链。
6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
7、执行生成命令。

文件搜寻

make把VPATH变量作为自动查找的路径.

VPATH = src:../headers

上面的的定义指定两个目录，“src”和“../headers”，
make会按照这个顺序进行搜索(加上当前目录). 目录由":"分隔.

vpath是另外一个设置文件搜索路径的方法, 它比VPATH更灵活. 三种用法：

1、vpath  

为符合模式的文件指定搜索目录。

2、vpath 

清除符合模式的文件的搜索目录。

3、vpath

清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vapth使用方法中的需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符，
例如，“%.h”表示所有以“.h”结尾的文件。指定了要搜索的文件集，
而则指定了的文件集的搜索的目录。
例如：

vpath %.h ../headers

Makefile函数

1. wildcard: 展开成一列所有符合由其参数描述的文件名，文件以空格分开。
   例如：SOURCES=$(wildcard *.c)
	
2. patsubst: 匹配替换。三个参数：要匹配的式样，用什么替换，要被处理的
   由空格分割的字符串。
   例如：OBJS=$(patsubst %.c, %.o, $(SOURCE))

3. filter-out: 使用两个用空格分开的列表，它把第二列表中所有的存在于
   第一列表中的项目删除

4. subst: 字符串替换函数, 三个参数：要替换的字符串，用什么替换，要被处理
   字符串. 

5. strip: 去空格函数, 去掉字串中开头和结尾的空字符.

6. findstring: 查找字符串函数. 如果找到，则返回找的字符串，否则返回空
   字符串. 例如：$(findstring a, a b c)

7. ifeq: 如果两个参数相同, 把直到else(或endif)之间的代码加到makefile
   中. 如果不同，则把else和endif之间的代码加入makefile.

8. ifneq: 与ifeq相反.

Makefile提示

1. “@”使命令的执行不显示
2. "-"忽略命令的出错，继续执行, 否则make将会退出
3. ";"使上一条的命令结果应用在下一条命令
4. export 传递变量到下级Makefile中
   如果不想传递，使用unexport
5. 使用真实的“$”字符，需要用“$$”来表示
6. "="与":="的区别
   (1). "="右侧的变量可以使用后面定义的值
        而":="右侧的变量必须使用前面定义的值
7. $MAKELEVEL记录了当前Makefile的调用层数
8. 变量的替换: $(var:a=b), 把变量“var”中
   所有以“a”字串“结尾”的“a”替换成“b”字串

Makefile示例

CXXFLAGS=-g -Wall -O2
CXX=g++
EXECUTABLE=calcu
SOURCES=$(wildcard *.cpp)
OBJS=$(patsubst %.cpp,%.o,$(SOURCES))

.PHONY: all clean

all: $(EXECUTABLE)
clean:
        rm -f *.o
$(EXECUTABLE): $(OBJS)
        $(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(EXECUTABLE) $(OBJS)

when executing "make all" in shell with the above makefile, 
$(CXX) $(CXXFLAGS) -o $(EXECUTABLE) $(OBJS)" will be executed.
And when executing **make clean,
rm -f *.o will be executed.

GNU Autotools

GNU autotools

1. GNU Auto Tools是一系列辅助开发、打安装包的自动化工具.
2. GNU autotools包括：
   GNU automake 
   GNU autoconf
   GNU autoheader
   GNU libtool
   GNU autoscan

GNU autotools来龙去脉

1. Autoconf：根据用户提供的configure.in文件，生成一个名为configure的脚本。 该脚本可以搜集有关移植性的平台相关信息，这些信息被用来生成Makefiles， 配置头文件和其它平台相关的文件。 2. Automake：根据用户提供的一个高层次的生成规则Makefile.am，生成Makefile文件的模板 Makefile.in。Automake生成的Makefiles符合GNU的Makefile标准， 用户无需再手工编写Makefile文件。 3. Libtool：使得生成内存位置无关的代码且让共享库在不同平台间移成为可能。 它可以不依赖autoconf和automake单独运行，另一方面，automake和libtool可以无缝地集成使用

 

autotools 产生的Makefile的常用target

 

1. make all: 产生我们设定的目标，始编译原代码，连结产生执行档。
2. make clean: 清除编译的执行档及目的档 (object file, *.o)。
3. make distclean: 除了清除执行档和目的档外，也把 configure
   所产生的 Makefile也清除掉。
4. make install: 将程式安装至系统中. 默认安装在/usr/local/bin
5. make dist 将程序和相关的档案包装成一个压缩档。PACKAGE-VERSION.tar.gz，
   根据 configure.in 档中AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION)