Linux下C编程介绍

        对于需要在Linux上编程的场合，其实完全可以用VS替代，但学习GCC编译和GDB调试还有Makefile可以帮助理解程序结构。

        入门期间，会简单用GCC编译指令即可，GDB调试前期是没什么机会的，但Makefile要会看。推荐《跟我一起学Makefile》一书，这里只做简单介绍。因为笔者有这本书，需要时翻这本书比翻笔记更快。

        对比华清远见和正点原子的教程，我准备从gcc编译，gdb调试和Makefile语法三方面笔记，至于传统的编辑器vi不做记录，打字没什么好学的

GCC编译

        gcc能编译多种代码，其生成可运行文件的过程大致为 预处理、编译、汇编、链接四个流程。

        预处理

                即对头文件和宏定义的处理过程，.c文件经过预处理后生成的文件为.i文件。

        编译

                首先是检查代码规范性和语法错误，然后将代码翻译为汇编，否则报错。编译后生成的文件为.s文件

        汇编

                将汇编代码转换为二进制文件，处理结果是.o文件。

        链接

                即链接函数库，比如当使用printf函数时，我们并没有实现这个函数，这个函数定义在stdio.h文件中，而实现在libc.so.6库文件中，查找函数实现并调用，就是链接的作用。

                类似libc.so.6这种库文件，分为静态库和动态库两种。静态库在编译链接时会将代码全部加入可执行文件，因此生成的文件比较大，但运行效率高。动态库则相反，程序只在执行过程中需要时才加载库，相当来说效率就慢。

                该阶段结束后即可生成可执行文件。

        参数选项

                gcc编译时可以用-c/-S/-E等参数包括但不限于限制编译过程、规定生成类型、设置路径依赖等等，比如只编译不连接、在可执行程序中包含标准调试信息种种功能。具体有哪些参数，这里不做展开，提供一篇参考

GCC 参数详解 | 菜鸟教程

菜鸟教程是一个很好的学习网站

GDB调试

        VS提供的调试方法其实已经很够用了，但是GDB调试在没有安装VS的系统上或者需要提供输出时最适用，对笔者来说，仅做了解。

        使用gdb调试需要在编译时对.c加上 -g 选项，这样才能在可执行代码中包含调试信息。另外注意gdb的执行对象是可执行文件而不是.c文件。

        常用功能

                查看文件 l(list) 设置断电 b (行号)

                查看断电情况 info b 运行代码 r

                查看变量值  p (变量名) 单步运行 n/s

                恢复运行 c(continue)

                更多命令可以通过 help 参数查看，实际上在Linux中很多手册之类的参考都可以尝试使用 help或者 -h查看帮助。

        指令类型

                工作环境相关命令

                断点控制命令

                源码相关命令

                运行数据/参数命令

Makefile基本语法

        什么是Makefile？通过前面的介绍可以知道，在编译过程中往往需要根据实际情况增加或者减少某些参数，当.c文件多起来，一行行的命令敲会很麻烦且还不考虑输入错误的情况，清理也很麻烦。

        而Makefile就是解决这种麻烦的东西，可以理解为一种脚本，用于为一个项目制定编译规则，比如什么文件先编译?什么文件需要重新编译？什么文件只需要编译到汇编代码等等，提高编译效率。

        常用的VS一类IDE其实内部也有Makefile，只不过被封装成了更高级的图形界面，这一层不用程序员关注，也就是说其实Makefile也能自动生成。这里需要用到一种叫做autotools的工具，但这不在笔者的学习范围内，对于Makefile要么深入学习看书，要么就只要会用即可。

        Makefile结构

目标:依赖文件

    指令

        其中指令一行必须以制表符即tab键开头。假设现在有一个fun.c，要编译出.o文件,那么我们就需要在一个Makefile文件中写如下指令：

fun.o:fun.c fun.h

    gcc -c hello.c -o hello.o

        随后执行Make指令即可。

        可能有疑惑的是，为什么直接从.c到.o了，预处理和编译过程的.i和.s文件呢？是这样的，一般来说一个程序不可能只由一个.o文件就生成，往往需要多个.o文件作为依赖文件才能生成，所以一般.o文件是我们需要的，而.i和.s属于中间文件，并不作为最后必须的依赖文件，在编译过程中就会删掉，所以这里虽然是一条指令，但是完成了一直到汇编的三个过程，只不过多余文件在用完后就删掉了。

        Makefile变量

        一般来说，Makefile中往往会用许多命令和文件，现在有一批经常用到的依赖文件，如果每次用到的时候都要重新写，未免有些太不方便，所以Makefile允许用一个字符串作为变量名来代替这批依赖文件，同样的也可以代替目标文件或者命令等。

        大致有两种使用方式

                递归展开式：VAR=var

                简单扩展式：VAR:=var

                使用时 $(VAR)

变量名区分大小写！一般用小写作为变量名，大写另作他用。

另外Makefile中还支持自动变量，不做细讲

来源为华清远见嵌入式学院第三章

        Make规则

                隐式规则：让make按照传统的默认规则完成任务，结合变量的一个例子是

obj = fun.o hello.o

CC = gcc

prj:$(obj)

    $(CC) $^ -o $@

                不清楚对不对，随手写的，大致意思就是对于.o文件我们可以直接使用，不在需要写由.c生成.o的过程，因为默认xx.o由同名xx.c生成。

        模式规则

        用以定义相同处理规则的多个文件，且能使用变量，可以为多个文件建立相同规则来简化Makefile。        

obj = fun.o

CC = gcc

CFLAGS = -Wall -o -g

david:$(obj)

$(CC) $^ -o -$@

%.o:%.c

    $(CC) $(CFLAGS ) -c $< -o $@

最后

        一般来说有专门写Makefile的程序员，使用是只需要关注make和make clean即可，毕竟Makefile是一种提供编译效率的工具，并不是程序开发的重点