Linux编程环境

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本文内容：
1. 编译过程
2. GCC编译器
3. Makefile
4. 使用GDB调试程序

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1. 编译过程

编译过程

2. GCC编译器

1. 将源文件编译成可执行文件：
   $: gcc hello.c
   生成的可执行文件名默认为a.out
2. 用 -o 参数指定输出文件名：
   $: gcc hello.c -o hello
   此时将会生成可执行文件hello
3. 编译生成目标文件
   参数 -c 用于生成目标文件
   $: gcc -c hello.c
   将会生成目标文件 hello.o
4. 也可以多文件编译：
   $: gcc -c hello.c test.c main.c
   将会生成目标文件 hello.o,test.o,main.o

3. Makefile

3.1 一个小例子

在sock/sock.h, sock/sock.cpp声明定义了类Sock，用于生成服务器端套接字，接受客户端连接；在process/process.h, process/process.cpp中声明定义了类Process， 用于创建新的进程；在main.c 中包含了以上两个头文件，并调用这两个类。
makefile的内容：

  main:main.o sock/sock.o process/process.o
    g++ -o main main.o sock/sock.o process/process.o
  sock.o:sock/sock.cpp sock/sock.h
    g++ -c -o sock/sock.o sock/sock.cpp
  process.o:process/process.cpp process/process.h
    g++ -c -o process.o process/process.cpp

  clean:
    rm -f main main.o process/process.o sock/sock.o

执行make：

执行make

执行结果：
在主目录下生成了main.o 和可执行文件main,在sock目录下生成sock.o,在process目录下生成了process.o。

3.2 Makefile规则

makefile的基本规则：

TARGET...:DEPENDEDS...
  COMMAND
  ...

以小例子中的第一条为例：
main是要生成的目标文件TARGET，
main.o sock/sock.o process/process.o是main的依赖文件DEPENDEDS，
g++ -o main main.o sock/sock.o process/process.o
是要执行的命令COMMAND。

1. TARGET：可以是可执行文件或目标文件，也可以是一个命令，如clean；
2. DEPENDS：执行命令需要的以来条件，若达不到以来条件则不会执行下面的命令，当依赖文件中有文件的时间戳比目标文件新时，就会执行COMMAND命令；
3. COMMAND：命令，例如编译、生成库文件、进入目录等，每个命令占一行，每个命令必须以TAB键开始。

3.3 Makefile中的变量

1. 自动变量
常用的自动变量：

变量	含义
$*	表示目标文件名，不包含扩展名
$+	表示所有的依赖文件，以空格分开，按顺序排列，包含重复文件
$<	表示依赖项中第一个依赖文件
$?	表示依赖项中所有比目标文件的时间戳晚的以来文件，以空格分开
$@	目标文件名称
$^	依赖项中所有不重复的依赖文件，以空格分开

2. 用户自定义变量
用户可以自定义变量，节省输入时间，而且便于修改，第一小节中的例子可以改为：

TARGET=main
OBJS=main.o sock/sock.o process/process.o
RM=rm -f

$(TARGET):$(OBJS)
  g++ -o $(TARGET) $(OBJS)
$(OBJS):%.o:%.c  #表示将OBJS中所有扩展名为.o的文件替换成扩展名为.c的文件
  g++ -c $< -o $@
clean:
-$(RM) $(TARGET) $(OBJS)

执行过程：

image.png

3. 预定义变量
暂时不用，待补充

3.4 搜索路径

输入文件时，手动添加目录不仅麻烦而且容易出错，可以使用VPATH变量避免多次输入目录，则上节中的例子可以改为：

VPATH=sock:process
TARGET=main
OBJS=main.o sock.o process.o
RM=rm -f

$(TARGET):$(OBJS)
  g++ -o $(TARGET) $(OBJS)
$(OBJS):%.o:%.c  #表示将OBJS中所有扩展名为.o的文件替换成扩展名为.c的文件
  g++ -c $< -o $@
clean:
-$(RM) $(TARGET) $(OBJS)

不同的目录之间用冒号：分隔，make会自动找到对应的文件并添加目录。
但以上方法编译出的目标文件都放在了当前主目录，因此可以用以下方法将目标文件放到一个目录：

VPATH=sock:process
OBJSDIR=objs
TARGET=main
OBJS=main.o sock.o process.o
RM=rm -f

$(TARGET):$(OBJSDIR) $(OBJS)
  g++ -o $(TARGET) $(OBJSDIR)/*.o
$(OBJS):%.o:%.c  #表示将OBJS中所有扩展名为.o的文件替换成扩展名为.c的文件
  g++ -c $< -o $(OBJSDIR)/$@
clean:
-$(RM) $(TARGET) 
-$(RM) $(OBJSDIR)/*.o

3.5 推导规则

使用make编译扩展名为.c的C语言文件时，将源文件编译成目标文件的命令不用给出，因为make编译时会使用默认的规则，只要在makefile里给出需要重建的目标文件名（.o文件），make就会自动为这个文件寻找对应的.c文件，并将其构建为目标文件。

3.6 递归make

暂时不用，待补充

3.7 Makefile中的函数

暂时不用，待补充

4. 使用GDB调试程序

待补充

参考文献

1. 《Linux网络编程（第2版）》，宋敬彬等编著。