GNU C语言开发环境

1. GNU C 编译器　　2. GNU make 项目管理工具　　3. 创建和使用函数库　　4. GNU C 函数库（glibc）　　

1.GNU C 编译器

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　　使用 c语言 编写的代码，运行前必须经过编译和链接，最终生成可执行程序。（编译，编译语言源代码；链接，链接引用的函数库。）这个孕育的过程，需要一些工具、一些函数库，其中这个工具就叫做“编译器”。

　　GNU C 编译器叫做 gcc，gcc包含了预处理器、编译器、汇编器、链接器等。语法格式：

$ gcc [option] dest_file source_file

选 项	功 能
Wall	打印警告信息
g	添加调试信息到输出文件
O o0 o1 o2	优化选项，多个同时出现时，最后一个生效
I	指定头文件搜索路径，可以出现多个
L	指定库文件搜索路径，可以出现多个
l	指定引用的库
static	使用静态链接
shared	使用动态链接
E	输出预处理后的文件
S	编译生成的汇编文件（.s）
c	编译生成的目标文件（.o）
o	指定输出的文件名（default：a.out）

　　编译hello world为例：

[view@file ]$ gcc -S hello.c    // 生成汇编代码
[view@file ]$ ls
hello.c  hello.s
[view@file ]$ gcc -c hello.c    // 生成目标代码
[view@file ]$ ls
hello.c  hello.o
[view@file ]$ gcc hello.o    // 链接目标文件
[view@file ]$ ls
a.out  hello.c  hello.o
[view@file ]$ ./a.out
hello world.
[view@file ]$ gcc -Wall hello.c -o hello    // 打开警告信息，指定可执行文件名称
[view@file ]$ ls
hello  hello.c
[view@file ]$ ./hello
hello world.

2.GNU make 项目管理工具

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　　项目中，常采用模块化开发，将系统分解为多个模块，每个模块完成特定的功能。如此分了模块，便会出现多个源代码文件。在调试阶段，可能会反复编译链接，会出现繁琐的重复操作。于是，make 应运而生，来代替手动的繁琐重复操作。make 还可以规避编译未修改源代码的文件。

2.1.格式

　　make 工具可以从文本文件读取编译规则，每条规则的语法如下：

目标列表：依赖的文件列表
<tab>命令1    # 每行命令的开头必须有一个 tab空白符
<tab>命令2    # 可以存在多条命令

每条规则由：依赖关系和命令两部分组成。所有的命令开头需要有个tab，以#开头表示注释的内容。

　　make 命令的语法：

$ make [option] [目标]    // 创建指定的目标（默认首个目标）
$ make -h    // 显示所有的make选项

　　规则文件 Makefile 举例：

hello:hello.o
        gcc -o hello hello.o
hello.o:hello.c
        gcc -c -o hello.o hello.c
clean:
        rm -f *.o

2.2.变量

　　变量的定义和引用，跟 Shell 中一样。

CC      =       gcc
INSTALL =       install
CFLAGS  =       -O2 -Wall -W -Wshadow
OBJS    =       main.o prelogin.o postlogin.o privsock.o \
                tunables.o secbuf.o ls.o

.c.o:
        $(CC) -c $*.c $(CFLAGS) $(IFLAGS)

install:
        if [ -x /usr/local/sbin ]; then \
                $(INSTALL) -m  fint /usr/local/sbin/fint; \
        else \
                $(INSTALL) -m  fint /usr/sbin/fint;
        fi

　　GNU make 预定义了一些变量，在 Makefile 文件中可以直接使用，也可以对这些变量进行重新定义。

预定义变量	含义	默认值
RM	删除文件	rm -r
$^	规则中出现所有依赖文件
$<	第一个依赖文件的名称
$?	规则中出现所有依赖文件（修改日期比目标创建时间新）
$*	目标文件名称（略去扩展名）
$@	目标文件名称

　　变量分类：

• 自定义变量
  • obj=a.o b.o c.o d.o
  • obj=10
• makefile自带变量，大写
  • CPPFLAGS
  • CC
• 自动变量，只出现在命令中
  • $@　　规则中的目标
  • $<　　规则中的第一个依赖
  • $^　　规则中所有的依赖

2.3.通配符

　　允许在规则中使用通配符，支持三种通配符：“*”、“%”、“?”、“[]”。例子见2.4节

2.4.规则

• 常见规则

规则有时常常简化，分别称为隐含规则、后缀规则、模式规则。
　　１.隐含规则　　ｃ程序中，由 .c 生成 .o 文件时，在未给出命令时，由 make 自动添加。

hello:hello.o
hello.o:hello.c

　　生成目标文件时，依赖是个头文件

fint.o:find.h tom.h

　　目标文件是个伪目标，“make clean”、“make install”命令执行时激活伪目标。

clean:
        rm -f *.o
install:
        install -oview -gview -m700 -T *.out dest/bin/hello
        install -oview -gview -m700 -t dest/lib lib*.so lib*.a

　　２.后缀规则　　定义了将具有某后缀的文件转换为具有另外后缀的文件的方法。

# .c 文件转换为 .o 文件
.c.o:
        gcc -c $<

　　３.模式规则　　定义了一类具有相同行为特点的规则，%表示通配。

%.o:%.c
        $(CC) -c $< -o $@

 如此，改写规则文件

%.o:%c
        $(CC) -c $< -o $@
OBJS=hello.o
hello:$(OBJS)
        gcc -o $@ $^
hello.o:hello.c
clean:
        rm -f *.o

2.5.搜索路径

　　处理的文件较多时，目录结构较复杂。当需要推导文件的依赖关系时，又需要指明路径。make 的解决方法是，提供一个供搜索的路径，不必指明目录信息。设置一个 VPATH 变量，若当前目录没有找到文件时，就去搜索该变量的路径信息。

VPATH    := $(srctree)$(if $(KBUILD_EXTMOD),:$(KBUILD_EXTMOD))

export srctree objtree VPATH

2.6.显示命令

　　打印一些信息到屏幕……

[view@file ~]$ sed -n -e '115p' -e '131,132p' -e '176,177p' Makefile    # 显示部分内容
begin:
    @echo -e "Begin Pretreatment...\n"    # 显示信息、打印空行
    @sleep 1
    @echo -e "Begin Compile...\n"    # 显示信息、打印空行
    @sleep 1
[view@file ~]$ make begin    # 展示部分内容的效果
Begin Pretreatment...

Begin Compile...

Begin Link...

[view@file ~]$

2.7.保守赋值

　　Makefile 文件中

vpath = include	普通赋值
vpath := include	避免变量递归赋值
vpath ?= include	首次定义的变量才会被赋值
vpath += include	追加变量的值

2.8.函数

　　 makefile中所有函数都有返回值

1. wildcard

   查找指定目录下的指定文件

2. patsubst

   匹配替换

srcfile=$(wildcard ./*.c)

desfile=$(patsubst %.c, %.o, $(srcfile))

srcfile=$(wildcard ./*.c)
desfile=$(patsubst %.c, %.o, $(srcfile))
method:
        @echo $(srcfile)
        @echo $(desfile)

2.9.伪目标

• 生成非终极目标：make 目标名
• 生命伪目标：.PHONY: 目标名

.PHONY:test
test:
	@echo $(str)

3.创建和使用函数库

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　　函数库可分为两种类型，静态库和共享库。函数库是由某些目标文件（.o）组成的，静态库命名为 libxxx.a，动态库常命名为 libxxx.so。编译器在链接阶段，会把静态库嵌入至可执行文件中，会把动态库的“快捷方式”存储到可执行文件中。
3.1.静态库

　　　静态库有 ar 工具创建。ar 命令语法如下：

$ ar [option] [tarfile] filelist

选 项	功 能
-d	从库中删除对象
-r	向库中插入对象（存在则替换）
-t	显示库中对象列表
-x	从库中提取对象
-c	创建库

　　写两个c源程序，分别为一个函数，制作一个静态库。

[view@file lib]$ gcc -c -Wall *.c
[view@file lib]$ ar -cr libmy.a *.o
[view@file lib]$ ar -t libmy.a
add.o
count.o

　　使用该静态库时，先定义静态库的应用接口

extern int add(int x, int y)
extern int count(int * p);

　　写一个主程序，调用刚刚生成的库 libmy.a 。

# 使用libmy.a，库名为my
[view@file lib]$ gcc -Wall main.c -L. -lmy

3.2.动态库

　　创建共享库（动态库），使用gcc命令创建。使用共享库，编译主程序。

[view@file lib]$ gcc -c add.c -fPIC    // 编译共享库源程序须选项 -fPIC
[view@file lib]$ gcc -c count.c -fPIC    // 不加该选项，在链接时会报错
[view@file lib]$ gcc -shared add.o count.o -o libmy.so    // 创建动态库
[view@file lib]$ gcc -Wall main.c -L/home/view/cpro -lmy -o main

4.GNU C 函数库（glibc）

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　　Linux系统中 glibc 常用库文件目录

头文件
/usr/include         // 系统头文件
/usr/local/include   // 本地头文件
函数库
/lib            // 系统必备共享库
/usr/lib        // 标准共享库和静态库
/usr/X11R6/lib  // X11R6 的函数库
/usr/local/lib  // 本地函数库

　　添加库，除了把库文件放到以上路径，还可以自定义路径

vi /etc/ld.so.conf.d/xxx.conf
ldconfig