這篇文章介紹在LINUX下進(jìn)行C語言編程所需要的基礎(chǔ)知識(shí).在這篇文章當(dāng)中,我們將會(huì)學(xué)到以下內(nèi)容:
源程序編譯
Makefile的編寫
程序庫的鏈接
程序的調(diào)試
頭文件和系統(tǒng)求助
1.源程序的編譯
在Linux下面,如果要編譯一個(gè)C語言源程序,我們要使用GNU的gcc編譯器. 下面我們以一個(gè)實(shí)例來說明如何使用gcc編譯器.
假設(shè)我們有下面一個(gè)非常簡單的源程序(hello.c):
int main(int argc,char **argv)
{
printf(""Hello Linux "");
}
要編譯這個(gè)程序,我們只要在命令行下執(zhí)行:
gcc -o hello hello.c
gcc
編譯器就會(huì)為我們生成一個(gè)hello的可執(zhí)行文件.執(zhí)行./hello就可以看到程序的輸出結(jié)果了.命令行中
gcc表示我們是用gcc來編譯我們的源程序,-o 選項(xiàng)表示我們要求編譯器給我們輸出的可執(zhí)行文件名為hello
而hello.c是我們的源程序文件.
gcc編譯器有許多選項(xiàng),一般來說我們只要知道其中的幾個(gè)就夠了.
-o選項(xiàng)我們已經(jīng)知道了,表示我們要求輸出的可執(zhí)行文件名. -c選項(xiàng)表示我們只要求編譯器輸出目標(biāo)代碼,而不必要輸出可執(zhí)行文件.
-g選項(xiàng)表示我們要求編譯器在編譯的時(shí)候提供我們以后對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試的信息.
知道了這三個(gè)選項(xiàng),我們就可以編譯我們自己所寫的簡單的源程序了,如果你想要知道更多的選項(xiàng),可以查看gcc的幫助文檔,那里有著許多對(duì)其它選項(xiàng)的詳細(xì)說明.
2.Makefile的編寫
假設(shè)我們有下面這樣的一個(gè)程序,源代碼如下:
/* main.c */
#include ""mytool1.h""
#include ""mytool2.h""
int main(int argc,char **argv)
{
mytool1_print(""hello"");
mytool2_print(""hello"");
}
/* mytool1.h */
#ifndef _MYTOOL_1_H
#define _MYTOOL_1_H
void mytool1_print(char *print_str);
#endif
/* mytool1.c */
#include ""mytool1.h""
void mytool1_print(char *print_str)
{
printf(""This is mytool1 print %s "",print_str);
}
/* mytool2.h */
#ifndef _MYTOOL_2_H
#define _MYTOOL_2_H
void mytool2_print(char *print_str);
#endif
/* mytool2.c */
#include ""mytool2.h""
void mytool2_print(char *print_str)
{
printf(""This is mytool2 print %s "",print_str);
}
當(dāng)然由于這個(gè)程序是很短的我們可以這樣來編譯
gcc -c main.c
gcc -c mytool1.c
gcc -c mytool2.c
gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o
這
樣的話我們也可以產(chǎn)生main程序,而且也不時(shí)很麻煩.但是如果我們考慮一下如果有一天我們修改了其中的一個(gè)文件(比如說mytool1.c)那么我們難
道還要重新輸入上面的命令?也許你會(huì)說,這個(gè)很容易解決啊,我寫一個(gè)SHELL腳本,讓她幫我去完成不就可以了.是的對(duì)于這個(gè)程序來說,是可以起到作用
的.但是當(dāng)我們把事情想的更復(fù)雜一點(diǎn),如果我們的程序有幾百個(gè)源程序的時(shí)候,難道也要編譯器重新一個(gè)一個(gè)的去編譯?
為此,聰明的程序
員們想出了一個(gè)很好的工具來做這件事情,這就是make.我們只要執(zhí)行以下make,就可以把上面的問題解決掉.在我們執(zhí)行make之前,我們要先編寫一
個(gè)非常重要的文件.Makefile.對(duì)于上面的那個(gè)程序來說,可能的一個(gè)Makefile的文件是:
# 這是上面那個(gè)程序的Makefile文件
main:main.o mytool1.o mytool2.o
gcc -o main main.o mytool1.o mytool2.o
main.o:main.c mytool1.h mytool2.h
gcc -c main.c
mytool1.o:mytool1.c mytool1.h
gcc -c mytool1.c
mytool2.o:mytool2.c mytool2.h
gcc -c mytool2.c
有了這個(gè)Makefile文件,不過我們什么時(shí)候修改了源程序當(dāng)中的什么文件,我們只要執(zhí)行make命令,我們的編譯器都只會(huì)去編譯和我們修改的文件有關(guān)的文件,其它的文件她連理都不想去理的.
下面我們學(xué)習(xí)Makefile是如何編寫的.
在Makefile中也#開始的行都是注釋行.Makefile中最重要的是描述文件的依賴關(guān)系的說明.一般的格式是:
target: components
TAB rule
第一行表示的是依賴關(guān)系.第二行是規(guī)則.
比如說我們上面的那個(gè)Makefile文件的第二行
main:main.o mytool1.o mytool2.o
表
示我們的目標(biāo)(target)main的依賴對(duì)象(components)是main.o mytool1.o mytool2.o
當(dāng)倚賴的對(duì)象在目標(biāo)修改后修改的話,就要去執(zhí)行規(guī)則一行所指定的命令.就象我們的上面那個(gè)Makefile第三行所說的一樣要執(zhí)行 gcc -o
main main.o mytool1.o mytool2.o 注意規(guī)則一行中的TAB表示那里是一個(gè)TAB鍵
Makefile有三個(gè)非常有用的變量.分別是$@,$^,$<代表的意義分別是:>
$@目標(biāo)文件,$^所有的依賴文件,$<第一個(gè)依賴文件.>
如果我們使用上面三個(gè)變量,那么我們可以簡化我們的Makefile文件為:
# 這是簡化后的Makefile
main:main.o mytool1.o mytool2.o
gcc -o $@ $^
main.o:main.c mytool1.h mytool2.h
gcc -c $<
mytool1.o:mytool1.c mytool1.h
gcc -c $<
mytool2.o:mytool2.c mytool2.h
gcc -c $<
經(jīng)過簡化后我們的Makefile是簡單了一點(diǎn),不過人們有時(shí)候還想簡單一點(diǎn).這里我們學(xué)習(xí)一個(gè)Makefile的缺省規(guī)則
.c.o:
gcc -c $<
這個(gè)規(guī)則表示所有的 .o文件都是依賴與相應(yīng)的.c文件的.例如mytool.o依賴于mytool.c這樣Makefile還可以變?yōu)?
# 這是再一次簡化后的Makefile
main:main.o mytool1.o mytool2.o
gcc -o $@ $^
.c.o:
gcc -c $<
好了,我們的Makefile 也差不多了,如果想知道更多的關(guān)于Makefile規(guī)則可以查看相應(yīng)的文檔.
3.程序庫的鏈接
試著編譯下面這個(gè)程序
/* temp.c */
#include
int main(int argc,char **argv)
{
double value;
printf(""Value:%f "",value);
}
這個(gè)程序相當(dāng)簡單,但是當(dāng)我們用 gcc -o temp temp.c 編譯時(shí)會(huì)出現(xiàn)下面所示的錯(cuò)誤.
/tmp/cc33Kydu.o: In function ``main′′:
/tmp/cc33Kydu.o(.text+0xe): undefined reference to ``log′′
collect2: ld returned 1 exit status
出
現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤是因?yàn)榫幾g器找不到log的具體實(shí)現(xiàn).雖然我們包括了正確的頭文件,但是我們?cè)诰幾g的時(shí)候還是要連接確定的庫.在Linux下,為了使用數(shù)學(xué)函
數(shù),我們必須和數(shù)學(xué)庫連接,為此我們要加入 -lm 選項(xiàng). gcc -o temp temp.c
-lm這樣才能夠正確的編譯.也許有人要問,前面我們用printf函數(shù)的時(shí)候怎么沒有連接庫呢?是這樣的,對(duì)于一些常用的函數(shù)的實(shí)現(xiàn),gcc編譯器會(huì)自
動(dòng)去連接一些常用庫,這樣我們就沒有必要自己去指定了. 有時(shí)候我們?cè)诰幾g程序的時(shí)候還要指定庫的路徑,這個(gè)時(shí)候我們要用到編譯器的
-L選項(xiàng)指定路徑.比如說我們有一個(gè)庫在 /home/hoyt/mylib下,這樣我們編譯的時(shí)候還要加上
-L/home/hoyt/mylib.對(duì)于一些標(biāo)準(zhǔn)庫來說,我們沒有必要指出路徑.只要它們?cè)谄鹑笔斓穆窂较戮涂梢粤?系統(tǒng)的缺省庫的路徑/lib
/usr/lib /usr/local/lib 在這三個(gè)路徑下面的庫,我們可以不指定路徑.
還有一個(gè)問題,有時(shí)候我們使用了某個(gè)
函數(shù),但是我們不知道庫的名字,這個(gè)時(shí)候怎么辦呢?很抱歉,對(duì)于這個(gè)問題我也不知道答案,我只有一個(gè)傻辦法.首先,我到標(biāo)準(zhǔn)庫路徑下面去找看看有沒有和我
用的函數(shù)相關(guān)的庫,我就這樣找到了線程(thread)函數(shù)的庫文件(libpthread.a).
當(dāng)然,如果找不到,只有一個(gè)笨方法.比如我要找sin這個(gè)函數(shù)所在的庫. 就只好用 nm -o /lib/*.so|grep
sin>~/sin 命令,然后看~/sin文件,到那里面去找了.
在sin文件當(dāng)中,我會(huì)找到這樣的一行l(wèi)ibm-2.1.2.so:00009fa0 W sin 這樣我就知道了sin在
libm-2.1.2.so庫里面,我用 -lm選項(xiàng)就可以了(去掉前面的lib和后面的版本標(biāo)志,就剩下m了所以是 -lm).
如果你知道怎么找,請(qǐng)趕快告訴我,我回非常感激的.謝謝!
4.程序的調(diào)試
我們編寫的程序不太可能一次性就會(huì)成功的,在我們的程序當(dāng)中,會(huì)出現(xiàn)許許多多我們想不到的錯(cuò)誤,這個(gè)時(shí)候我們就要對(duì)我們的程序進(jìn)行調(diào)試了.
最
常用的調(diào)試軟件是gdb.如果你想在圖形界面下調(diào)試程序,那么你現(xiàn)在可以選擇xxgdb.記得要在編譯的時(shí)候加入
-g選項(xiàng).關(guān)于gdb的使用可以看gdb的幫助文件.由于我沒有用過這個(gè)軟件,所以我也不能夠說出如何使用.
不過我不喜歡用gdb.跟蹤一個(gè)程序是很煩的事情,我一般用在程序當(dāng)中輸出中間變量的值來調(diào)試程序的.當(dāng)然你可以選擇自己的辦法,沒有必要去學(xué)別人的.現(xiàn)
在有了許多IDE環(huán)境,里面已經(jīng)自己帶了調(diào)試器了.你可以選擇幾個(gè)試一試找出自己喜歡的一個(gè)用.
5.頭文件和系統(tǒng)求助
有時(shí)候我們只知道一個(gè)函數(shù)的大概形式,不記得確切的表達(dá)式,或者是不記得著函數(shù)在那個(gè)頭文件進(jìn)行了說明.這個(gè)時(shí)候我們可以求助系統(tǒng).
比
如說我們想知道fread這個(gè)函數(shù)的確切形式,我們只要執(zhí)行 man fread 系統(tǒng)就會(huì)輸出著函數(shù)的詳細(xì)解釋的.和這個(gè)函數(shù)所在的頭文件說明了.
如果我們要write這個(gè)函數(shù)的說明,當(dāng)我們執(zhí)行man write時(shí),輸出的結(jié)果卻不是我們所需要的.
因?yàn)槲覀円氖莣rite這個(gè)函數(shù)的說明,可是出來的卻是write這個(gè)命令的說明.為了得到write的函數(shù)說明我們要用 man 2 write.
2表示我們用的write這個(gè)函數(shù)是系統(tǒng)調(diào)用函數(shù),還有一個(gè)我們常用的是3表示函數(shù)是C的庫函數(shù)。
記住不管什么時(shí)候,man都是我們的最好助手。
好了,這一章就講這么多了,有了這些知識(shí)我們就可以進(jìn)入激動(dòng)人心的Linux下的C程序探險(xiǎn)活動(dòng)。