Linux编程环境

Linux 编程环境

1.编辑器 vi

（1）编辑器 vi 简介
    编辑器 vi 最初是由 Sun Microsystrms 公司的 Bill Joy 在1976 年开发的。启初，开发出了 Ex 编辑器，也称为行编辑器，后来开发了vi作为Ex的可视接口，一次能看到一屏的文本而不仅仅是一行，vi因此得名。vi在通过命令操作，界面不友好，对普通人不容易掌握。但是，其丰富的命令和强大的功能，以及占用资源少的特性，使得它在嵌入式Linux系统中，广泛使用。

（2）vi用法
    vi有三种模式：
        插入模式：  写代码
        可视模式：  复制、粘贴、删除、查找等
        
2.编译器 gcc

（1）编译器 gcc 简介  
    Linux系统下的 gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，它是GNU的代表作品之一，gcc是可以在多种硬件平台上编译出可执行文件的超级编译器，其执行效率比一般的编译器要高出20%-30%。编译器能将C、C++语言源程序、汇编语言源程序和目标程序编译、链接成可执行文件如果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个默认名为a.out的可执行文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件，而gcc则通过后缀来区别输入文件的类型。                                 

自己查找：
    GNU ：是一个自由软件工程项目，对unix向上兼容的完整的自由软件系统
    GPL (General Public License)：是GNU的通用公共许可证，同其它的自由软件许可证一样，许多社会公众享有：运行、复制软件的自由，发现传播软件的自由，获得软件原码的自由。

    GPIO：微控制芯片上的一个通用可编程io接口

（2）gcc 的编译过程
    源文件（.c .h）-> 预处理->编译->汇编->（静态库，动态库）链接->可执行文件

预处理（Preprocessing）:

    主要处理源文件中，以'#'开头的语句，如#include  #ifdef  #define等，该阶段会产生一个中间文件 （*.i）。
    命令 gcc -E -o zmx.i zmx.c。(通常是程序警告)

编译阶段（Compilation）:
    
    预处理完成后，gcc首先检查代码的规范性，以及是否有语法错误等。检查无误后，开始把代码翻译成汇编语言。
    命令：gcc -S -o zmx.s zmx.c

汇编阶段（Assembly）：

    在汇编阶段，将输入的汇编文件 *.s，转换成目标文件 *.o， *.o 已经是二进制文件，即 0 和 1的机器语言，但是，它不是可执行的二进制文件。
    命令：gcc -c -o zmx.o zmx.c

链接阶段（Linking）:-o

    汇编之后，进入链接。在链接阶段，通过链接各种静态库和动态库，得到可执行文件。
    命令：gcc -o star zmx.c

（3）gcc 常见的用法

    gcc -c    
    gcc -E    
    gcc -S    
    gcc -o    生成指定的输出文件
    gcc -v    查询gcc版本信息
    gcc -g    生成调试信息，gdb调试器可以利用该信息
    gcc -I    指定额外的头文件搜索路径
    gcc -L    指定额外的函数库搜索路径
    gcc -static    静态链接库，默认都是动态链接库
    gcc -w        不生成任何警告信息
    gcc -Wall    生成所有警告信息


    gcc -c zmx.c -o zmx
    gcc -o zmx zmx.c
    gcc zmx.c -g -o zzz
    

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模块化编程：     

     例子：写一个四不像软件。

            1.写一个判断月份的程序
            2.写一个比较两个数大小的程序
            3.写一个随机数的程序
            4.写一个hello world程序
    架构：
             将每个模块写一个.c文件，文件不存在main()，将函数的声明写在.h文件里。
                   写一个main程序，包含各模块的功能。
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           例如：第1步：编写 month.c
            #include <stdio.h>
            
            void month()
            {
               //业务逻辑代码
            }
                第2步：编写 month.h
            void month();

                第3步：编写 compare.c
            #include <stdio.h>
            
            void compare()
            {
                //业务逻辑代码
            }
                第4步：编写 compare.h
            void compare();
                第5步：编写 syso.c
            #include <stdio.h>

            void syso()
            {
                //业务逻辑代码
            }
                第6步：编写 syso.h
            void syso();
                第7步：编写 main.c
            #include <stdio.h>
            #include "month.h"
            #include "compare.h"
            #include "syso.h"
            
            void main()
            {
                printf("开始演示本程序！\n");
                month();
                compare();
                syso();
            
            
            }
                第8步：编写makefile
                second:    main.o compare.o syso.o month.o
                gcc -o second main.o month.o compare.o syso.o
                main.o: main.c
                gcc -c -o main.o main.c
                compare.o:compare.c
                gcc -c -o compare.o compare.c
                syso.o: syso.c
                gcc -c -o syso.o syso.c
                month.o: month.c
                gcc -c -o month.o month.c
                clean:
                rm -rf *.o second

                第9步：输入"make"命令，创建可执行程序 second
                第10步：输入"./second"执行程序
            （也可以不写Makefile，直接将每个模块的.c文件生成.o文件,然后将.o和.h文件与main.c文件整合.再用gcc -o second main.o month.o compare.o syso.o 生成了  可执行文件second，再./second执行即可。这种多次修改就比较繁琐!）


3.调试器 gdb
 
                    使用gdb: 1.生成gdb调试信息文件（gcc 源文件 -g -o 新文件名）
                                     2.直接进入：gdb 文件名  或者：gdb --->file 文件名
                            
（1）调试器 gdb 简介
    gdb是Linux系统上缺省(可装可不装的)使用的调试器。gdb也可以被移植到不同的平台上，如ARM系列处理器的调试器

（2）gdb 用法
    1.进入gdb调试环境，有两种方式。
    （1）在shell终端，直接输入 gdb ，会看到gdb的一些版本信息；然后使用file 命令调试可执行程序。  file star  (star 为需要调试的可执行程序)
    （2）在终端直接输入 gdb star.
     gdb 文件名
    2.gdb 的常用命令：

命令    简写    格式            含义

（C）file        file 文件名        加载文件
display        display 变量名        显示参数（设置监听变量）
 (D)run    r    run args        运行程序
list    l    list [开始，结束]     列出文件的代码清单
print    p    print 变量名        打印变量的内容
break    b    break [行号或函数名]    设置断点
continue c    continue [开始，结束]    继续运行
info    i    info 变量名        列出信息
next    n    next            下一行
step    S    step            进入函数（步入）

r----》s单步

quit    q    退出

delete        删除断点 （断点参数是第几个,加数字）
disable        禁用断点  
enable        恢复禁用的断点

4.make 和 Makefile

（1）make 和 Makefile 概述
    make 是一个命令，用来解析Makefile文件；
    Makefile 是一个文件，用来告诉 make 命令如何编译整个工程，生成可执行文件。

（2）make 命令
    make [选项]  [Makefile 文件]

make 执行的流程：

    1. 查找当前目录下的 Makefile 文件；
    2. 初始化 Makefile 文件中的变量；
    3. 分析 Makefile 中的所有规则；
    4. 为所有的文件创建依赖关系；
    5. 根据依赖关系，决定哪些目标文件要重新生成；
    6. 执行生成命令。

（3）Makefile 文件内容

    1. 规则
    （1）Makefile 是由规则来实现的： 目标  依赖   命令

    （2）Makefile 的格式：

            目标：  依赖
            <Tab>    命令
        目标和依赖之间，通过“：”分隔，命令前面，是由“Tab”键产生的空格。

        当 make 命令去执行 Makefile 文件时，其规则被这样处理：
        
    ·目标是文件，依赖也是文件。若依赖文件的时间，比目标文件的时间新，说明依赖文件被更新了。则运行规则包含的命令，产生新的目标文件。

    ·如果依赖的是另一条规则的目标，则先跳到另一条规则去执行命令，再返回当前规则。
    ·如果目标不是一个存在的文件，则一定执行。（目标不存在，必须执行）


    2. 变量

    （1）变量的基础
    （2）变量中的变量
    （3）变量的高级用法
    （4）追加变量值
    （5）环境变量
    （6）特殊（内部）变量


5.Linux 编程库
    在后面课程补充（驱动部分）

6.shell 脚本编程
    （1）建立和运行shell脚本
    （2）shell 中的变量
        1.用户自定义变量
        2.位置变量
        3.环境变量

    （3）shell 中的test命令
        1.字符串比较
        2.数值比较
        3.文件比较
    
    （4）shell中的流程控制语句
        1.条件语句（if）
        2.循环语句（for  、while 、 unit）

    （5）shell 程序中的函数
        1.函数定义格式
        2.函数调用格式