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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,*,第 1 章,Linux系统程序设计基础,本章重点,编辑、编译及运行Linux c程序,gcc编译器的使用,gdb调试器的使用,2,1.1 第一个Linux c程序,例1-1：设计一个程序，要求在屏幕上输出“这是第一个Linux c程序!”。,步骤 1:设计编辑源程序代码,使用文本编辑器vim，在终端中输出:,rootlocalhost root#vim 1-1.c,输入完成后存盘：按ESC键输入“:wq”回车,3,1.1 第一个Linux c程序,步骤 2:,编译程序,查看当前目录下是否有1-1.c文件，输入命令:,rootlocalhost root#ls,1-1.c,编译：,rootlocalhost root#gcc 1-1.c -o 1-1,rootlocalhost root#,步骤 3:,运行程序,rootlocalhost root#,ls,1-1.c 1-1,rootlocalhost root#,./1-1,这是第一个Linux c程序!,4,1.1 第一个Linux c程序,Linux下的文本编辑器软件主要有vim、gedit和Emacs，Linux下的c编译器中，gcc是功能最强大、使用最广泛的软件。,gcc编译的常用格式为：,gcc C源文件 -o 目标文件名,或：gcc -o 目标文件名 C源文件,或：gcc 目标文件名,最后一种情况目标文件名默认为：c.out,5,1.1 第一个Linux c程序,printf函数说明,思考题：设计一个程序，要求在屏幕上输出:,*,*,*,*,6,1.2 gcc编译器,gcc是（GNU Cmpiler Collection的简称），它是GNU项目中符合ANSI C标准的编译系统，能够编译用C、C+和Object C等语言编写的程序。,gcc不仅功能十分强大，结构也异常灵活。它可以通过不同的前端模块来支持各种语言，如Java、Fortran、Pascal、Modula-3和Ada等。,gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译器，其执行效率与一般的编译器相比，平均效率要高20%30%。,gcc支持编译的后缀名：,7,1.2.1 使用gcc,gcc指令的一般格式为：,gcc 参数 要编译的文件 参数 目标文件,例1-2：,设计一个程序，要求把输入的百分制的成绩转换成五级制输出。即输入成绩大于等于90分，显示“优秀”；若成绩介于8090分，显示“良好”；若成绩介于7080分，显示“中等”；若成绩介于6070分，显示“及格”；若成绩小于60分，显示“不及格”。,8,1.2.1 使用gcc,步骤 1:,编辑源程序代码,rootlocalhost root#,vim 1-2.c,9,1.2.1 使用gcc,步骤 2:,用gcc编译程序,rootlocalhost root#,gcc 1-2.c o 1-2,步骤 3:运行程序,rootlocalhost root#./1-2,思考题：设计一个程序，要求输入一个数，如果此数大于0，显示“输入的为正数”，否则显示“输入的为负数”。,10,1.2.2 gcc编译流程,11,1.2.2 gcc编译流程,例1-3：,设计一个程序，要求输入两个整数，求和输出。通过使用gcc的参数，控制gcc的编译过程，了解gcc的编译过程，进一步认识gcc的灵活性。,步骤 1:,编辑源程序代码,rootlocalhost root#,vim 1-3.c,12,1.2.2 gcc编译流程,步骤 2:,预处理阶段,rootlocalhost root#,gcc 1-3.c o 1-3.i E,rootlocalhost root#,vim 1-3.i,步骤 3:编译阶段,rootlocalhost root#gcc 1-3.i o 1-3.s,rootlocalhost root#vim 1-3.s,步骤 4:,汇编阶段,rootlocalhost root#,gcc 1-3.s o 1-3.o c,13,1.2.2 gcc编译流程,步骤 5:,链接阶段,Linux系统把printf和scanf函数的实现，都放在了libc.so.6的库文件中。在没有参数指定时，gcc到系统默认的路径“/usr/lib”下查找，链接到libc.so.6库函数中去，这样就有了printf和scanf函数的实现部分。把程序中一些函数的实现，这是链接阶段的工作。,完成链接后，gcc就可以生成可执行程序文件,注意：gcc在编译的时候默认使用动态链接库，编译链接时并不把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行的时候动态加载链接库,这样可以节省系统开销。,14,1.2.2 gcc编译流程,scanf函数说明,15,1.2.3 gcc编译器的主要参数,1.总体参数,当头文件与gcc不在同一目录下要用-I dir编译，它是指头文件，而添加库文件时需用-L dir参数。,16,1.2.3 gcc编译器的主要参数,例1-4：,设计一个程序，要求把输入的字符串原样输出，程序中的头文件自己定义，源程序文件为“1-4.c”，自定义的头文件为“my.h”，放在目录“/root”下。,步骤 1:,设计编辑源程序代码1-4.c,rootlocalhost root#,vim 1-4.c,17,1.2.3 gcc编译器的主要参数,步骤 2:,设计编辑自定义的头文件my.h,rootlocalhost root#,vim my.h,步骤 3:,正常编译1-4.c文件：,rootlocalhost root#,gcc 1-4.c o 1-4,编译器提示出错。,步骤 4:,加“-I dir”参数编译：,rootlocalhost root#,gcc 1-4.c o 1-4 I /root,注意：在include语句中，“”表示在默认路径“/usr/include”中搜索头文件，引号“,”,”,”表示在本目录中搜索。因此，前面例子中把1-3.c中的“#include”改成“#include,“,my.h,”,”，就不需要“-I dir”参数也能正确编译了。,18,1.2.3 gcc编译器的主要参数,getchar函数说明,putchar函数说明,思考题：此例能不能用前面的printf函数和scanf函数？如果可以，要如何改写程序？,19,1.2.3 gcc编译器的主要参数,例1-5：,有程序1-5.c用到目录“/root/lib”下的一个动态库libsunq.so。,rootlocalhost root#,gcc 1-5.c o 1-5.c L/root/lib lsunq,Linux下的库文件命名时有一个规定：必须以l、i、b三个字母开头，因此，在用“-l”指定链接库文件时可以省去l、i、b三个字母。也就是说“-llibsunq”有时候写成“-lsunq”。,20,1.2.3 gcc编译器的主要参数,例1-6：,设计一个程序，要求把输入的数字作为X轴坐标，算出它的sin值。,步骤 1:,编辑源程序代码,rootlocalhost root#,vim 1-6.c,21,1.2.3 gcc编译器的主要参数,步骤 2:,用gcc编译程序,rootlocalhost root#,gcc 1-6.c o 1-6,结果发现编译器报错：,原因是需要指定函数的具体路径，要查找函数sin，输入：,rootlocalhost root#,nm-o/lib/*.so|grep sin,22,1.2.3 gcc编译器的主要参数,在/lib/libm-2.3.2.so:00008610 W sin中除去函数库头lib及函数的版本号-2.3.2，所余下的符号为“m”，在编译时用字符“l”与余下的符号“m”相连接成“lm”，在编译时加上此参数就能正确地通过编译，即：,rootlocalhost root#,gcc 1-6.c o 1-6 -lm,步骤 3:,运行程序,rootlocalhost root#,./1-6,注意：Linux下动态链接库默认后缀名“.so”，静态链接库默认后缀名“.a”。,23,1.2.3 gcc编译器的主要参数,gcc的常用告警和出错参数,24,1.2.3 gcc编译器的主要参数,例1-7：,设计一个程序，要求打印“这是一段用于测试的垃圾程序！”，里面包含一些非标准语法。,步骤 1:,设计编辑源程序代码,rootlocalhost root#,vim 1-7.c,25,1.2.3 gcc编译器的主要参数,步骤 2:,关闭所有告警,rootlocalhost root#,gcc 1-7.c o 1-7 w,步骤 3:,显示不符合ANSI c标准语法的告警信息,rootlocalhost root#,gcc 1-7.c o 1-7 ansi,步骤 4:,允许发出ANSI c标准所列的全部警告信息,rootlocalhost root#,gcc 1-7.c o 1-7 pedantic,步骤 5:,允许发出gcc提供的所有有用的告警信息,rootlocalhost root#,gcc 1-7.c o 1-7 Wall,26,1.2.3 gcc编译器的主要参数,优化参数,代码优化指的是编译器通过分析源代码，找出其中尚未达到最优的部分，然后对其重新进行组合，目的是改善程序的执行性能。,gcc提供的代码优化功能非常强大，它通过编译参数“-On”来控制优化代码的生成，其中n是一个代表优化级别的整数。,通常来说，数字越大优化的等级越高，同时也就意味着程序的运行速度越快。,27,1.2.3 gcc编译器的主要参数,例1-8：,设计一个程序，要求循环8亿次左右，每次都有一些可以优化的加减乘除运算。比较gcc的编译参数“-On”优化程序前后的运行速度。,步骤 1:,编辑源程序代码：,28,1.2.3 gcc编译器的主要参数,步骤 2:,不加任何优化参数进行编译。,rootlocalhost root#,gcc 1-8.c o 1-8,步骤 3:用time命令大致统计出该程序在运行时所需要的时间。,rootlocalhost root#time ./1-8,步骤 4:加“-O2”优化参数进行编译。,rootlocalhost root#gcc 1-8.c o 1-8 O2,步骤 5:再统计优化后的程序运行时所需要的时间。,rootlocalhost root#time ./1-8,步骤 6:,对比两次执行的输出结果。,29,1.2.3 gcc编译器的主要参数,优化虽然能够给程序带来更好的执行性能，但在一些场合中应该避免优化代码。,程序开发的时候。,资源受限的时候。,跟踪调试的时候。,30,1.3 gdb调试器,1.,gdb概述,Linux下的gdb调试器，是一款GNU组织开发并发布的UNIX/Linux下的程序调试工具。它没有图形化的友好界面，但功能强大。,在进行应用程序的调试之前，要注意的是gdb进行调试的是可执行文件，而不是如“.c”这样的源代码文件。因此，需要先通过gcc编译生成可执行文件才能用gdb进行调试。,31,1.3 gdb调试器,2.使用gdb调试程序,例1-9：设计一个程序，要求输入两个整数，判断并输出其中的最小数。,步骤 1:编辑源程序代码：,32,1.3 gdb调试器,步骤 2:,用gcc编译程序,rootlocalhost root#,gcc 1-9.c o 1-9,g,步骤 3:,进入gdb调试环境,rootlocalhost root#,gdb,1-9,注意：gdb是命令行调试环境，调试程序都在提示符“(gdb)”后输入相应的命令，gdb的命令很多，可以在提示符“(gdb)”后输入help进行查找。,常用的gdb命令,33,1.3 gdb调试器,步骤 4:,用gdb调试程序,(1)查看源文件,在gdb中输入“l”(list)就可以查看程序源代码，一次显示10行;,注意：gdb命令“l”(list)列出源代码的
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