NDK开发之编译原理与语法

1.编译流程

编译就是将高级语言的代码转化成可执行的二进制目标代码。主要包含四个步骤：预处理、编译、汇编、链接。

预处理：就是对各种预处理命令的处理，主要是宏替换、文件引入、去除空行和注释等。linux系统中预处理命令：gcc -E test.c -o test.i。-E表示gcc在预处理后停止编译、汇编和链接操作。

编译：将预处理后的代码翻译成汇编语言。会先分析后综合，分析就是进行词法、语法、语义分析和中间代码的生成，综合就是代码优化和代码生成。编译命令gcc -c test.i -o test.s。

 汇编：把编译生成的汇编代码.s文件转化成为可执行的二进制的目标文件。gcc -c test.s -o test.o。

链接：把多个的目标代码和所需的库文件链接生成目标代码。gcc  test.o -o test。-o是一个重命名选项，不使用-o选项时默认的是生成a.out，使用后可以生成可执行文件。

执行文件：./test。删除目标文件：rm -rf test。生成可执行文件：gcc -o test test.c。查看文件详情ls -lh。

2.静态库和动态库

静态库是目标文件（.o）的集合，一般以.a结尾，只存在生成可执行文件阶段。链接器将从库文件中取得所需代码复制到生成的可执行代码中，可执行代码中包含库代码的完整拷贝。多次使用就有多份拷贝，包会比较大；静态库有更新，所有使用它的程序都需要重新编译。命令将目标文件打包生成静态库：ar rcs libtest.a test.o。查看静态库内容：ar t libtest.a。  

动态库在链接阶段没有复制到目标代码中，在运行阶段才由系统动态到内存中。系统只要加载一次动态库，系统中不同的程序都可以获得内存中相同动态库的副本，可以节省大量内存空间。生成动态库：gcc -shared -fPIC -o libtest.so test.o。

编译可执行文件并链接库文件tool：gcc -o main main.c -L. -ltool。-L.表示编译程序按照指定目录去找，.按照当前目录去找。 -l指定要链接的库。ldd main 可以查看可执行文件依赖的库。当目录中动态库和静态库的名字相同时会优先加载动态库，链接动态库需要先设置环境变量，指定查找共享库，在默认目录下找不到该库时使用：LD_LIBRARY_PATH=. ./main。

一、makefile语法详解

Makefile定义了一系列规则的去指定哪些文件先编译、是否需要重新编译，如何链接等，是自动化编译的脚本，告诉make如何编译和链接，生成目标文件。

Makefile规则：taget : prerequisites1 prerequisites2 command (command 和target在一行分号隔开；另起一行必须加tab；命令太长使用\换行)。命令.PHONY：clean     clean：    -rm main,*.o显示指定clean是伪目标，不会生成clean文件。-表示如果文件执行不成功，则跳过继续执行。

makefile工作原理：输入make命令后，make会首先在当前目录找makefile（Makefile）文件，在Makefile中找到第一个target并作为最终目标。如果target已经存在并且是最新的则执行文件main。target不存在或者不是最新的，则需要判断当前的依赖文件是否是最新的，让最新的依赖文件根据依赖规则执行依赖命令重新生成最新的target。最后完成make的终极目标执行文件main。如果在查找依赖关系过程中，找不到被依赖文件，则make报错退出。

Makefile中的变量：工程需要加入新的.o文件，可能会忘记修改某处.o文件，最好使用变量统一修改。定义object=main.o tool.o,使用$(object);。在makefile 中使用include类引入其他makefile文件eg :-include foo.make *.mk，-表示找不到文件也继续执行。

 函数：带参数和不带参数。不带参数：define FUNC $( info echo "hello") endef  ，调用$(call FUNC)。带参数：define FUNC1 $( info echo $(1)$(2)) endef  ，调用$(call FUNC,Hello,World)。

makefile工作流程：读入所有makefile，读入被include的其他makefile文件，初始化所有的变量，推导隐晦规则并分析所有规则，为所有的目标文件创建依赖关系链；根据依赖关系，确定哪些目标文件需要重新生成；执行生成命令。

二、shell语法详解

shell运行在linux系统中，构建大型项目需要不断的编译、打包等，shell是构建项目命令的集合，能避免大量重复的操作，可以编译大部分的第三方库并合并到apk中。bin/bash是shell语法开发，在linux中使用的命令都对应一个shell文件。shell文件是以#！bin/bash开头，后缀是.sh的可执行文件，运行shell文件的指令是'chmod 777 a.sh ;./a.sh'，'/bin/bash a.sh'，'sh a.sh'。

1.变量

分为环境变量、局部变量、系统变量。shell编程语言是弱类型，赋值的时候就定义了。定义：a=10（变量左右都不能有空格），引用：$a。$PWD输出当前路径，$0输出当前项目名称，$1输出第一个参数，$*是输出所有的参数，$#是所有参数的个数，$?是返回前一条指令的返回结果。

2.循环

for格式：'for((i=0;i<$#;i++))do   ..done','for i in `seq 1 15` do ... done',。eg 累加：j=0 for((i=0;i<100;i++))do j=`expr $i + $j ` done echo $j。压缩所有sh文件： for i in `find /root -name "*.sh"` do   tar -czf *.tgz  $i done。

while格式：‘while（条件）do .. done’。((i<100))算数逻辑，命令逻辑用[[ $i -lt 100 ]]。eg 读文件while read line do echo $line done</root/test.txt

3.条件

if格式:if(); fi。if() ;then ..else..fi。 没有{}，语句前必须加tab键，不能是空格，空格在shell中表示分割，不能随便加。shell是非面向对象语言，很多操作是可以通过运算符实现，不仅可以使用算数比较，可以使用命令，-f文件是否存在，-d目录是否存在。eg：b=/root/a if [ ！-d $b ] then  mkdir -p $b

4.运算符

算数运算符：+、-、*、/、% expr $a * $b；=、==、!=做条件表达式，中括号前后必须有空格。算数运算方式：（（））、[]、let、expr外部程式。

关系运算符-eg是整形比较相等，-ne不等于，-ge是大于等于，-le是小于等于，-gt大于，-lt小于。

布尔运算符！，-a单方成立，-o双方成立。字符串运算符有=、！=、-z、-n、$a（是否为空）。

5.重定向

输出text.txt的内容到屏幕：cat 0<text.txt     。将hello输入到test中：echo hello >test.txt。

6.函数

必须先定义，再使用。格式：定义函数fun(){} function fun(){}，调用fun 10,函数中可以使用成员变量$a，也可以使用参数，shell语法没有形参，使用$1、$2代替参数。有返回值的函数分为两种return或者echo返回。return方式 最后使用$？返回最后一条的执行结果，结算结果必须小于255，eg:函数中最后一行添加代码return $[$a*2] ，调用该函数后输出$?即可获得值 $[$a*2]。echo方式则不同，在函数最后一行添加代码 echo $[$a*2] ，调用该函数并将返回结果赋值给变量r=`fun()`，调用后输出$r即可。

三、CMake详解

android  studio 2.2以上版本默认的构建工具就是cmake。cmake是make的高级版，是一个跨平台的编译工具，能够通过简单的指令描述不同平台、不同编译器上程序的编译过程，产生平台对应的makefile和project文件,但并不直接产生最终软件，由其他软件根据脚本构建。Android studio根据cmake产生的构建系统是ninja,我们不需要关心ninja脚本，知道怎么配置cmake就可以了。

cmake源文件一般命名为CMakeLists.txt或者以.cmake为拓展名。源文件包含命令、注释、空格和换行，命令是指所有能执行的语句，可以是系统内置函数、自定义函数和宏定义等。可以通过add_subdirectory()添加子目录的cmake文件。

1.cmake的注释

单行注释以#开头，多行注释以#[[ ]]包裹。

2.cmake的语法

所有变量都是string类型，大小写敏感。变量定义 set(a 1),set(list 1 2 3),set（list "1;2;3"）,调用message("输出a:${a}")，unset()来移除变量。作用域有全局层、目录层、函数层。函数层定义的变量会覆盖目录层，目录层会覆盖全局层（cache变量），也就是系统在查找变量的时候首先是从函数层开始查找的，修改上层函数的作用域并不会真正修改上层函数的作用域，只是获取上层函数的副本而已。

操作符优先级：括号>一元（COMMAND DEFINE EXIST）>二元(比较运算符、STR、VERSION)>逻辑运算符（AND OR NOT）

条件语句：if()...else if()...else()...endif()

循环语句：while(NOT a STREQUAL "xxx")....endwhile()

循环遍历：foreach(item 1 2 3)....endforeach(item),foreach(item RANGE 3),foreach(item RANGE 1 9 3),foreach(item IN LISTS list_v)。

自定义函数： function（func a b）...endfunction(func)，调用：func 1 2。$(ARGC)表示输入的有多少个参数，$(ARGV)返回所有的输入参数，$(ARGV0)返回第一个函数。

宏定义：macro（m a b）...endmacro(m)。