8.makefile-gdb-文件IO

学习目标:

熟练使用规则编写简单的makefile文件

熟练使用makefile中的变量

熟练使用makefile中的函数

熟练掌握gdb相关调试命令的使用

了解概念: pcb和文件描述符,虚拟地址空间

熟练掌握Linux系统IO函数的使用

1.makefile

makefile文件中定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

makefile文件中会使用gcc编译器对源代码进行编译，最终生成可执行文件或者是库文件。

makefile文件的命名：makefile或者Makefile

1.1 makefile的基本规则

makefile由一组规则组成，规则如下:

目标: 依赖
（tab）命令

makefile基本规则三要素：

▶目标: 要生成的目标文件

▶ 依赖: 目标文件由哪些文件生成

▶ 命令: 通过执行该命令由依赖文件生成目标

下面以具体的例子来讲解:

当前目录下有main.c fun1.c fun2.c sum.c，根据这个基本规则编写一个简单的makefile文件，生成可执行文件main。

第一个版本的makefile:

缺点：效率低，修改一个文件，所有的文件会全部重新编译。

1.2 makefile工作原理

基本原则：

☀若想生成目标，检查规则中的所有的依赖文件是否都存在:

●如果有的依赖文件不存在，则向下搜索规则，看是否有生成该依赖文件的规则:

如果有规则用来生成该依赖文件，则执行规则中的命令生成依赖文件;

如果没有规则用来生成该依赖文件，则报错。

■如果所有依赖都存在，检查规则中的目标是否需要更新，必须先检查它的所有依赖，依赖中有任何一个被更新，则目标必须更新(检查的规则是哪个时间大哪个最新)

▶ 若目标的时间 > 依赖的时间，不更新

▶ 若目标的时间 < 依赖的时间，则更新

总结：

▶ 分析各个目标和依赖之间的关系

▶ 根据依赖关系自底向上执行命令

▶ 根据依赖文件的时间和目标文件的时间确定是否需要更新

▶ 如果目标不依赖任何条件，则执行对应命令，以示更新(如:伪目标)

第二个版本:

缺点: 冗余，若.c文件数量很多，编写起来比较麻烦。

1.3 makefile中的变量

在makefile中使用变量有点类似于C语言中的宏定义, 使用该变量相当于内容替换, 使用变量可以使makefile易于维护, 修改起来变得简单。

makefile有三种类型的变量:

▶ 普通变量

▶ 自带变量

▶ 自动变量

普通变量

▶ 变量定义直接用 =

▶ 使用变量值用 $(变量名)

如:下面是变量的定义和使用

foo = abc          // 定义变量并赋值

bar = $(foo)        // 使用变量，$(变量名)

定义了两个变量: foo、bar，其中bar的值是foo变量值的引用。

除了使用用户自定义变量，makefile中也提供了一些变量（变量名大写）供用户直接使用，我们可以直接对其进行赋值：

CC = gcc #arm-linux-gcc

CPPFLAGS : C预处理的选项 -I

CFLAGS:  C编译器的选项 -Wall -g -c

LDFLAGS :  链接器选项 -L  -l

自动变量

▶ $@: 表示规则中的目标

▶ $<: 表示规则中的第一个条件

▶ $^: 表示规则中的所有条件, 组成一个列表, 以空格隔开, 如果这个列表中有重复的项则消除重复项。

特别注意：自动变量只能在规则的命令中使用.

模式规则

至少在规则的目标定义中要包含’%’，‘%’表示一个或多个，在依赖条件中同样可以使用’%’，依赖条件中的’%’的取值取决于其目标:

比如: main.o:main.c fun1.o: fun1.c fun2.o:fun2.c，说的简单点就是: xxx.o:xxx.c

makefile的第三个版本:

1.4makefile函数

makefile中的函数有很多，在这里给大家介绍两个最常用的。

1.wildcard – 查找指定目录下的指定类型的文件

src=$(wildcard *.c)  //找到当前目录下所有后缀为.c的文件，赋值给src

2. patsubst – 匹配替换

obj=$(patsubst %.c,%.o, $(src)) //把src变量里所有后缀为.c的文件替换成.o

在makefile中所有的函数都是有返回值的。

当前目录下有main.c fun1.c fun2.c sum.c

src=$(wildcard *.c) 等价于src=main.c fun1.c fun2.c sum.c

obj=$(patsubst %.c,%.o, $(src))等价于obj=main.o fun1.o fun2.o sum.o

makefile的第四个版本:

在makefile中所有的函数都是有返回值的。

当前目录下有main.c fun1.c fun2.c sum.c

src=$(wildcard *.c) 等价于src=main.c fun1.c fun2.c sum.c

obj=$(patsubst %.c,%.o, $(src))等价于obj=main.o fun1.o fun2.o sum.o

makefile的第四个版本:

缺点: 每次重新编译都需要手工清理中间.o文件和最终目标文件

1.5 makefile的清理操作

用途: 清除编译生成的中间.o文件和最终目标文件

make clean 如果当前目录下有同名clean文件,则不执行clean对应的命令, 解决方案：

  ▶ 伪目标声明:

  .PHONY:clean

  ■声明目标为伪目标之后, makefile将不会检查该目标是否存在或者该目标是否需要更新

• l clean命令中的特殊符号：

  ▶ “-”此条命令出错,make也会继续执行后续的命令。如:“-rm main.o”

  rm -f: 强制执行, 比如若要删除的文件不存在使用-f不会报错

  ▶ “@”不显示命令本身, 只显示结果。如:“@echo clean done”

• 其它

– make 默认执行第一个出现的目标, 可通过make dest指定要执行的目标

– make -f : -f执行一个makefile文件名称, 使用make执行指定的makefile: make -f mainmak

makefile的第5个版本:

在makefile的第5个版本中, 综合使用了变量, 函数, 模式规则和清理命令，是一个比较完善的版本。