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Linux下的C编程实战之开发平台搭建
1.引言
Linux操作系统在服务器领域的应用和普及已经有较长的历史，这源于它的开源特点以及其超越Windows的安全性和稳定性。而近年来，Linux操作系统在嵌入式系统领域的延伸也可谓是如日中天，许多版本的嵌入式Linux系统被开发出来，如ucLinux、RTLinux、ARM-Linux等等。在嵌入式操作系统方面，Linux的地位是不容怀疑的，它开源、它包含TCP/IP协议栈、它易集成GUI。
鉴于Linux操作系统在服务器和嵌入式系统领域愈来愈广泛的应用，社会上越来越需要基于Linux操作系统进行编程的开发人员。
浏览许多论坛，经常碰到这样的提问：“现在是不是很流行unix/linux下的c编程？所以想学习一下！但是不知道该从何学起，如何下手！有什么好的建议吗？各位高手！哪些书籍比较合适初学者？在深入浅出的过程中应该看哪些不同层次的书？比如好的网站、论坛请大家赐教！不慎感激！”
鉴于读者的需求，在本文中，笔者将对Linux平台下C编程的几个方面进行实例讲解，并力求回答读者们关心的问题，以与读者朋友们进行交流，共同提高。在本文的连载过程中，有任何问题或建议，您可以给笔者发送email：21cnbao@21cn.com，您也可以进入笔者的博客参与讨论：http://blog.donews.com/21cnbao。
笔者建议在PC内存足够大的情况下，不要直接安装Linux操作系统，最好把它安装在运行VMWare虚拟机软件的Windows平台上，如下图：
在Linux平台下，可用任意一个文本编辑工具编辑源代码，但笔者建议使用emacs软件，它具备语法高亮、版本控制等附带功能，如下图：
2.GCC编译器
GCC是Linux平台下最重要的开发工具，它是GNU的C和C++编译器，其基本用法为：
gcc [options] [filenames]
options为编译选项，GCC总共提供的编译选项超过100个，但只有少数几个会被频繁使用，我们仅对几个常用选项进行介绍。
假设我们编译一输出“Hello World”的程序：
最简单的编译方法是不指定任何编译选项：
gcc helloworld.c
它会为目标程序生成默认的文件名a.out，我们可用-o编译选项来为将产生的可执行文件指定一个文件名来代替a.out。例如，将上述名为helloworld.c的C程序编译为名叫helloworld的可执行文件，需要输入如下命令：
gcc –o helloworld helloworld.c
-c选项告诉GCC仅把源代码编译为目标代码而跳过汇编和连接的步骤；
-S 编译选项告诉GCC 在为 C代码产生了汇编语言文件后停止编译。GCC 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是.s，上述程序运行如下命令：
gcc –S helloworld.c
将生成helloworld.c的汇编代码，使用的是AT&T汇编。用emacs打开汇编代码如下图：
-E选项指示编译器仅对输入文件进行预处理。当这个选项被使用时，预处理器的输出被送到标准输出（默认为屏幕）而不是储存在文件里。
-O选项告诉GCC对源代码进行基本优化从而使得程序执行地更快；而-O2选项告诉GCC产生尽可能小和尽可能快的代码。使用-O2选项编译的速度比使用-O时慢，但产生的代码执行速度会更快。
-g选项告诉GCC产生能被GNU调试器使用的调试信息以便调试你的程序，可喜的是，在GCC里，我们能联用-g和-O (产生优化代码)。
-pg选项告诉GCC在你的程序里加入额外的代码，执行时，产生gprof用的剖析信息以显示你的程序的耗时情况。
3.GDB调试器
GCC用于编译程序，而Linux的另一个GNU工具gdb则用于调试程序。gdb是一个用来调试C和C++程序的强力调试器，我们能通过它进行一系列调试工作，包括设置断点、观查变量、单步等。
其最常用的命令如下：
file：装入想要调试的可执行文件。
kill：终止正在调试的程序。
list：列表显示源代码。
next：执行一行源代码但不进入函数内部。
step：执行一行源代码而且进入函数内部。
run：执行当前被调试的程序
quit：终止gdb
watch：监视一个变量的值
break：在代码里设置断点，程序执行到这里时挂起
make：不退出gdb而重新产生可执行文件
shell：不离开gdb而执行shell
下面我们来演示怎样用GDB来调试一个求0+1+2+3+…+99的程序：
执行如下命令编译sum.c（加-g选项产生debug信息）：
gcc –g –o sum sum.c
在命令行上键入gdb sum并按回车键就可以开始调试sum了，再运行run命令执行sum，屏幕上将看到如下内容：
list命令：
list命令用于列出源代码，对上述程序两次运行list，将出现如下画面（源代码被标行号）：
根据列出的源程序，如果我们将断点设置在第5行，只需在gdb 命令行提示符下键入如下命令设置断点：(gdb) break 5，执行情况如下图：
这个时候我们再run，程序会停止在第5行，如下图：
设置断点的另一种语法是 break <function>，它在进入指定函数（function）时停住。
相反的，clear用于清除所有的已定义的断点，clear <function>清除设置在函数上的断点， clear <linenum>则清除设置在指定行上的断点。
watch命令：
watch命令用于观查变量或表达式的值，我们观查sum变量只需要运行watch sum：
watch <expr>为表达式（变量）expr设置一个观察点，一量表达式值有变化时，程序会停止执行。
要观查当前设置的watch，可以使用info watchpoints命令。
next、step命令：
next、step用于单步执行，在执行的过程中，被watch变量的变化情况将实时呈现(分别显示Old value和New value)，如下图：
next、step命令的区别在于step遇到函数调用，会跳转到到该函数定义的开始行去执行，而next则不进入到函数内部，它把函数调用语句当作一条普通语句执行。
4.Make
make是所有想在Linux系统上编程的用户必须掌握的工具，对于任何稍具规模的程序，我们都会使用到make，几乎可以说不使用make的程序不具备任何实用价值。
在此，我们有必要解释编译和连接的区别。编译器使用源码文件来产生某种形式的目标文件(object files)，在编译
Linux操作系统在服务器领域的应用和普及已经有较长的历史，这源于它的开源特点以及其超越Windows的安全性和稳定性。而近年来，Linux操作系统在嵌入式系统领域的延伸也可谓是如日中天，许多版本的嵌入式Linux系统被开发出来，如ucLinux、RTLinux、ARM-Linux等等。在嵌入式操作系统方面，Linux的地位是不容怀疑的，它开源、它包含TCP/IP协议栈、它易集成GUI。
鉴于Linux操作系统在服务器和嵌入式系统领域愈来愈广泛的应用，社会上越来越需要基于Linux操作系统进行编程的开发人员。
浏览许多论坛，经常碰到这样的提问：“现在是不是很流行unix/linux下的c编程？所以想学习一下！但是不知道该从何学起，如何下手！有什么好的建议吗？各位高手！哪些书籍比较合适初学者？在深入浅出的过程中应该看哪些不同层次的书？比如好的网站、论坛请大家赐教！不慎感激！”
鉴于读者的需求，在本文中，笔者将对Linux平台下C编程的几个方面进行实例讲解，并力求回答读者们关心的问题，以与读者朋友们进行交流，共同提高。在本文的连载过程中，有任何问题或建议，您可以给笔者发送email：21cnbao@21cn.com，您也可以进入笔者的博客参与讨论：http://blog.donews.com/21cnbao。
笔者建议在PC内存足够大的情况下，不要直接安装Linux操作系统，最好把它安装在运行VMWare虚拟机软件的Windows平台上，如下图：
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在Linux平台下，可用任意一个文本编辑工具编辑源代码，但笔者建议使用emacs软件，它具备语法高亮、版本控制等附带功能，如下图：
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2.GCC编译器
GCC是Linux平台下最重要的开发工具，它是GNU的C和C++编译器，其基本用法为：
gcc [options] [filenames]
options为编译选项，GCC总共提供的编译选项超过100个，但只有少数几个会被频繁使用，我们仅对几个常用选项进行介绍。
假设我们编译一输出“Hello World”的程序：
| /* Filename:helloworld.c */ main() { printf("Hello World\n"); } |
最简单的编译方法是不指定任何编译选项：
gcc helloworld.c
它会为目标程序生成默认的文件名a.out，我们可用-o编译选项来为将产生的可执行文件指定一个文件名来代替a.out。例如，将上述名为helloworld.c的C程序编译为名叫helloworld的可执行文件，需要输入如下命令：
gcc –o helloworld helloworld.c
-c选项告诉GCC仅把源代码编译为目标代码而跳过汇编和连接的步骤；
-S 编译选项告诉GCC 在为 C代码产生了汇编语言文件后停止编译。GCC 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是.s，上述程序运行如下命令：
gcc –S helloworld.c
将生成helloworld.c的汇编代码，使用的是AT&T汇编。用emacs打开汇编代码如下图：
-E选项指示编译器仅对输入文件进行预处理。当这个选项被使用时，预处理器的输出被送到标准输出（默认为屏幕）而不是储存在文件里。
-O选项告诉GCC对源代码进行基本优化从而使得程序执行地更快；而-O2选项告诉GCC产生尽可能小和尽可能快的代码。使用-O2选项编译的速度比使用-O时慢，但产生的代码执行速度会更快。
-g选项告诉GCC产生能被GNU调试器使用的调试信息以便调试你的程序，可喜的是，在GCC里，我们能联用-g和-O (产生优化代码)。
-pg选项告诉GCC在你的程序里加入额外的代码，执行时，产生gprof用的剖析信息以显示你的程序的耗时情况。
3.GDB调试器
GCC用于编译程序，而Linux的另一个GNU工具gdb则用于调试程序。gdb是一个用来调试C和C++程序的强力调试器，我们能通过它进行一系列调试工作，包括设置断点、观查变量、单步等。
其最常用的命令如下：
file：装入想要调试的可执行文件。
kill：终止正在调试的程序。
list：列表显示源代码。
next：执行一行源代码但不进入函数内部。
step：执行一行源代码而且进入函数内部。
run：执行当前被调试的程序
quit：终止gdb
watch：监视一个变量的值
break：在代码里设置断点，程序执行到这里时挂起
make：不退出gdb而重新产生可执行文件
shell：不离开gdb而执行shell
下面我们来演示怎样用GDB来调试一个求0+1+2+3+…+99的程序：
| /* Filename:sum.c */ main() { int i, sum; sum = 0; for (i = 0; i < 100; i++) { sum + = i; } printf("the sum of 1+2+...+ is %d", sum); } |
执行如下命令编译sum.c（加-g选项产生debug信息）：
gcc –g –o sum sum.c
在命令行上键入gdb sum并按回车键就可以开始调试sum了，再运行run命令执行sum，屏幕上将看到如下内容：
list命令：
list命令用于列出源代码，对上述程序两次运行list，将出现如下画面（源代码被标行号）：
根据列出的源程序，如果我们将断点设置在第5行，只需在gdb 命令行提示符下键入如下命令设置断点：(gdb) break 5，执行情况如下图：
这个时候我们再run，程序会停止在第5行，如下图：
设置断点的另一种语法是 break <function>，它在进入指定函数（function）时停住。
相反的，clear用于清除所有的已定义的断点，clear <function>清除设置在函数上的断点， clear <linenum>则清除设置在指定行上的断点。
watch命令：
watch命令用于观查变量或表达式的值，我们观查sum变量只需要运行watch sum：
watch <expr>为表达式（变量）expr设置一个观察点，一量表达式值有变化时，程序会停止执行。
要观查当前设置的watch，可以使用info watchpoints命令。
next、step命令：
next、step用于单步执行，在执行的过程中，被watch变量的变化情况将实时呈现(分别显示Old value和New value)，如下图：
next、step命令的区别在于step遇到函数调用，会跳转到到该函数定义的开始行去执行，而next则不进入到函数内部，它把函数调用语句当作一条普通语句执行。
4.Make
make是所有想在Linux系统上编程的用户必须掌握的工具，对于任何稍具规模的程序，我们都会使用到make，几乎可以说不使用make的程序不具备任何实用价值。
在此，我们有必要解释编译和连接的区别。编译器使用源码文件来产生某种形式的目标文件(object files)，在编译
