第6章 常用开发工具 (4学时)

第6章

常用开发工具

6.1 概述

Linux开发工作经常是在Linux用户决定共同完成一个项目时 开始的。当开发工作完成后，该软件就被放到Internet站点 上，任何用户都可以访问和下载它。 大多数Linux软件是经过自由软件基金会(Free Software Foundation)提供的GNU(GNU 即 GNU’s not UNIX)公开认 证授权的，因而通常被称作GNU软件。 GNU软件免费提供给用户使用，并被证明是非常可靠和高效的。 许多流行的Linux实用程序，如：C编译器、shell和编辑器都 是GNU软件应用程序。

6.2 gcc编译系统 目前，linux平台上最常用的是C语言，其编译系统是gcc, 能够编译用C, C++等语言编写的程序。

一般来说，系统安装后就已经安装和设定好了gcc。 在shell的提示符下键入gcc v,屏幕上就会显示出目前 正在使用的gcc的版本。

6.2.1 C语言编译过程 C语言程序包括：源文件、头文件、库文件； 在Linux系统中，C/C++程序编译命令是gcc;

当使用gcc时，gcc会完成预处理、编译、汇编和连接；前三步生成目标文件， 连接时把生成的目标文件链接成可执行文件； gcc可以针对不同的源程序文件进行不同处理，文件格式 以文件的后缀来识别，常见的如表6.1所示。

1.预处理阶段

预处理是常规编译之前预先进行的工作，故此得名。 负责读取C语言源文件，对其中以“#”开头的指令(伪 指令)和特殊符号进行处理，如：

a. 将“#include”所指出的文件替代该程序行，有两种格式： #include <文件名> —预处理程序在/usr/include目录下找文件 #include “文件名” —首先在当前工作目录中找，然后到标准目录/usr/include中找； 备注： 使用gcc命令时设置选项，指定查找头文件时要优先搜索的目录。 b. 对C语言源程序中的宏名进行宏替换。 例：#define EOF -1

预处理程序将程序中有EOF的部分以-1取代。

预处理程序对源程序进行“替换”之后，输出的文件就不包 含宏定义、文件包含、条件编译等指令，与源文件功能相同， 而形式不同。宏定义： 1.可以在C程序中：#define name value: 如： #define stuname “Wang” 2.也可以在gcc命令的选项中设置宏定义； 如：gcc –D name=definition 第二种方式的优先级高于第一种方式，可以覆盖源 文件中的定义。

gcc命令的使用

在Linux系统中，C/C++程序编译命令是gcc,例如： $ gcc [options] [filenames]

1.其中filenames为所要编译的程序源文件；2.执行完成后，生成默认的可执行文件a.out;

3.[options]部分可以有较多取值，如：预处理选项、编译选项、优化选项、连接选 项，使得gcc命令的功能很多。

【例】gcc预处理选项 $ cat hello.c #include “test1.h” #define var1

“call for help”宏定义 main() { printf(“display –D variable %s\n”, DOPTION); printf(“display overwrite var1=%s\n ”, var1); printf(“hello, everyone!\n”); }

假设上述程序中，头文件test1.h存放在目录/temp中，且头文 件里定义了变量var1,下面用gcc命令对上述C程序进行编译， $ gcc hello.c 则会提示找不到头文件test1.h,以及DOPTION未定义；

因此，编译的时候要在gcc命令的选项里面，加入头文件 test1.h的路径：

$ gcc –I /temp hello.c此时，会提示： 变量var1重定义、DOPTION未定义

在gcc命令的选项里加入对DOPTION的宏定义： $ gcc –I /temp –D DOPTION=”test” –E hello.c 只做预处理，比如：宏替换，用参数的取值替代宏名； 不做编译，将结果显示在标准输出上。

main() { printf(“display –D variable %s\n”, “test”); printf(“display overwrite var1=%s\n ”, “call for help”); printf(“hello, everyone!\n”); } 此时，若要用gcc命令编译并执行hello.c程序，则去掉-E选项， 编译完成后，生成默认的可执行文件a.out $ a.out display –D variable test display overwrite var1=call for help hello, everyone!

2.编译阶段

对预处理之后的输出文件进行词法分析、语法分析，试图找出 所有不符合语法规则的部分。 并根据问题给出错误消息，终止编译，或给出警告。 当确定程序符合语法规则后，将其“翻译”为功能等价的中间 代码，或汇编代码。

3.汇编过程

汇编程序(Assembler)把汇编代码翻译成目标机器代码； 包括代码段和数据段等部分，前者包括程序指令，后者存放各 种全局或局部变量。

2.gcc的编译程序选项常用选项及其作用

选项 格式-c -S -o file -g -v

功

能

只生成目标文件，不进行连接。用于对源文件的分别编译 只进行编译，不做汇编，生成汇编代码文件格式，其名与源 文件相同，但扩展名为.s 将输出放在文件file中。如果未使用该选项，则可执行文件 放在a.out中 指示编译程序在目标代码中加入供调试程序gdb使用的附加 信息 在标准出错输出上显示编译阶段所执行的命令，即编译驱动 程序及预处理程序的版本号

【例】gcc编译选项$ cat m1.c #include<stdio.h> main() { int r; printf(“enter an integer\n”); scanf(“%d”,&r); square(r); return 0; } $ cat m2.c #include<stdio.h> int square(int x) { printf(“square =%d\n”, x*x); return (x*x); }

若直接编译m1.c文件：gcc m1.c,则会提示： m1.c文件中的main函数调用的square函数，但没有事先定义和 声明。因此需要使用-c选项

$ gcc –c m1.c $ gcc –c m2.c $ gcc m1.o m2.o –o m12 $ m12 enter an integer 6 square=36

-c选项表示： 只生产目标文件(后缀为.o,参 见表6.1),而不进行连接，可 用于对源文件分别编译。

4.连接阶

段

连接程序(Linker)要解决外部符号访问地址问题，即： 将一个文件中引用的符号(如：变量、函数调用),与 该符号在另外一个文件中的定义连接起来，最终成为操作 系统可以执行的可执行文件。