嵌入式系统学习入门3

GCC程序编译

Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作之一。gcc可以在多种硬体平台上编译出可执行程序，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。

GCC编译器能将C、C++语言源程序、汇编程序编译、链接成可执行文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。

 

使用GCC编译程序时,编译过程可以被细分为四个阶段:

v预处理(Pre-Processing)

v编译(Compiling)

v汇编(Assembling)

v链接(Linking)

 

文件类型

Gcc通过后缀来区别输入文件的类别：

v .c为后缀的文件:C语言源代码文件

v .a为后缀的文件: 是由目标文件构成的库文件

v .C，.cc或.cxx 为后缀的文件: 是C++源代码文件

v .h为后缀的文件: 头文件

v .i 为后缀的文件: 是已经预处理过的C源代码文件

v .ii为后缀的文件: 是已经预处理过的C++源代码文件

v .o为后缀的文件: 是编译后的目标文件

v .s为后缀的文件: 是汇编语言源代码文件

v .S为后缀的文件: 是经过预编译的汇编语言源代码文件。

 

hello.c：

#include

int main(void)

{

printf (Hello world!\n);

return 0;

}

编译和运行这段程序:

# gcc hello.c -o hello

# ./hello

输出：Hello world!

 

基本用法

gcc最基本的用法是∶

gcc [options] [filenames]

options：编译器所需要的编译选项

filenames: 要编译的文件名。

 

编译选项

gcc编译器的编译选项大约有100多个，其中多数我们根本就用不到，这里只介绍其中最基本、最常用的参数。

 

-o output_filename：确定可执行文件的名称为output_filename。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。(演示)

-c：只编译，不连接成为可执行文件，编译器只是由输入的.c等源代码文件生成.o为后缀的目标文件。

-g：产生调试工具(GNU的gdb)所必要的符号信息，要想对编译出的程序进行调试，就必须加入这个选项。

-O，对程序进行优化编译、链接，采用这个选项，整个源代码会在编译、连接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率可以提高，但是，编译、连接的速度就相应地要慢一些。

-O2，比-O更好的优化编译、连接，当然整个编译、连接过程会更慢。

 

编译选项(optimize.c)

#include

int main(void)

{

double counter;

double result;

double temp;

for (counter = 0; counter < 2000.0 * 2000.0 * 2000.0 / 20.0 + 2020;

counter += (5 - 1) / 4) {

temp = counter / 1979;

result = counter;

}

printf(Result is %lf\\n, result);

return 0;

}

 

1. gcc optimize.c -o optimizetime ./optimize

2. gcc –O optimize.c -o optimizetime ./optimize

对比两次执行的输出结果不难看出,程序的性能的确得到了很大幅度的改善

 

-Idirname: 将dirname所指出的目录加入到程序头文件目录列表中。

C程序中的头文件包含两种情况∶

#include

#include “B.h”

对于<>，预处理程序cpp在系统预设的头文件目录(如/usr/include)中搜寻相应的文件；而对于””，cpp在当前目录中搜寻头文件。这个选项的作用是告诉cpp，如果在当前目录中没有找到需要的文件，就到指定的dirname目录中去寻找。例：

gcc foo.c -I /home/include -o foo

 

-Ldirname：将dirname所指出的目录加入到库文件的目录列表中。在默认状态下，连接程序ld在系统的预设路径中(如/usr/lib)寻找所需要的库文件，这个选项告诉连接程序，首先到-L指定的目录中去寻找，然后再到系统预设路径中寻找。

 

-lname：在连接时，装载名字为“libname.a”的函数库，该函数库位于系统预设的目录或者由-L选项确定的目录下。例如，-lm表示连接名为“libm.a”的数学函数库。

例：gcc foo.c -L /home/lib -lfoo -o foo

 

-static：静态链接库文件

例：gcc –static hello.c -o hello

库有动态与静态两种，动态通常用.so为后缀，静态用.a为后缀。例如：libhello.so libhello.a。当使用静态库时，连接器找出程序所需的函数，然后将它们拷贝到可执行文件，一旦连接成功，静态程序库也就不再需要了。然而，对动态库而言，就不是这样，动态库会在执行程序内留下一个标记‘指明当程序执行时，首先必须载入这个库。由于动态库节省空间，linux下进行连接的 缺省操作是首先连接动态库。

演示：静态链接与动态链接可执行文件大小比较

 

-Wall：生成所有警告信息

 -w：不生成任何警告信息

 -DMACRO： 定义 MACRO 宏，等效于在程序中使用#define MACRO

GDB程序调试

GDB是GNU发布的一款功能强大的程序调试工具。GDB主要完成下面三个方面的功能：

1、启动被调试程序。

2、让被调试的程序在指定的位置停住。

3、当程序被停住时，可以检查程序状态

（如变量值）。

 

#include

void main()

{

int i;

long result = 0;

for(i=1; i<=100; i++)

{

result += i;

}

printf("result = %d \n", result );

}

 

1.编译生成可执行文件：

gcc -g tst.c -o tst

2.启动GDB

gdb tst

3. 在main函数处设置断点

break main

4. 运行程序

Run

5. 单步运行

next

6. 继续运行

Continue

 

1. gdb 调试程序名

例：gdb helloworld

2. gdb

file 调试程序名

 

GDB命令

list(l)  查看程序

break(b) 函数名 在某函数入口处添加断点

break(b) 行号 在指定行添加断点

break(b) 文件名:行号 在指定文件的指定行添加断点

break(b) 行号 if 条件 当条件为真时，指定行号处断点生效，例b 5 if i=10，当i等于10时第5行断点生效

info break  查看所有设置的断点

delete 断点编号 删除断点

run(r)  开始运行程序

next(n)  单步运行程序(不进入子函数)

step(s)  单步运行程序(进入子函数)

continue(c) 继续运行程序

print(p) 变量名 查看指定变量值

finish  运行程序,直到当前函数结束

watch 变量名 对指定变量进行监控

quit(q)  退出gdb