嵌入式Linux应用程序开发详解-第3 章 Linux 下的C 编程.pdf

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“黑色经典”系列之《嵌入式Linux应用程序开发详解》

第3章Linux下的C编程基础

本章目标

在熟悉了Linux常见命令，能够在Linux中熟练操作之后，本章将带领读者学习在Linux
中进行C语言编程的基本技能。学习了本章后，读者能够掌握如下内容。

熟悉Linux系统下的开发环境
熟悉Vi的基本操作
熟练Emacs的基本操作
熟悉Gcc编译器的基本原理
熟练使用Gcc编译器的常用选项
熟练使用Gdb调试技术
熟悉Makefile基本原理及语法规范
熟练使用autoconf和automake来生成Makefile

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3.1Linux下C语言编程概述

3.1.1C语言简单回顾

C语言最早是由贝尔实验室的DennisRitchie为了UNIX的辅助开发而编写的，它是在B
语言的基础上开发出来的。尽管Ｃ语言不是专门针对UNIX操作系统或机器编写的，但它与
UNIX系统的关系十分紧密。由于它的硬件无关性和可移植性，使C语言逐渐成为世界上使
用最广泛计算机语言。
为了进一步规范C语言的硬件无关性，1987年，美国国家标准协会（ANSI）根据C语
言问世以来各种版本对C语言的发展和扩充，制定了新的标准，称为ANSIC。ANSIC语言
比原来的标准C语言有了很大的发展。目前流行的C语言编译系统都是以它为基础的。
C语言的成功并不是偶然的，它强大的功能和它的可移植性让它能在各种硬件平台上游
刃自如。总体而言，C语言有如下特点。
·C语言是“中级语言”。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起
来。C语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作，而这三者是计算机最基本的工
作单元。
·C语言是结构化的语言。C语言采用代码及数据分隔，使程序的各个部分除了必要的
信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰，便于使用、维护以及调试。C语
言是以函数形式提供给用户的，这些函数可方便地调用，并具有多种循环、条件语句控制程
序流向，从而使程序完全结构化。
·C语言功能齐全。C语言具有各种各样的数据类型，并引入了指针概念，可使程序效
率更高。另外，C语言也具有强大的图形功能，支持多种显示器和驱动器，而且计算功能、
逻辑判断功能也比较强大，可以实现决策目的。
·C语言可移植性强。C语言适合多种操作系统，如DOS、Windows、Linux，也适合
多种体系结构，因此尤其适合在嵌入式领域的开发。

3.1.2Linux下C语言编程环境概述

Linux下的C语言程序设计与在其他环境中的C程序设计一样，主要涉及到编辑器、编
译链接器、调试器及项目管理工具。现在我们先对这4种工具进行简单介绍，后面会对其一
一进行讲解。
（1）编辑器
Linux下的编辑器就如Windows下的word、记事本等一样，完成对所录入文字的编辑功
能。Linux中最常用的编辑器有Vi（Vim）和Emacs，

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图3.1编译过程
它们功能强大，使用方便，广受编程爱好者的喜爱。在本书中，着重介绍Vi和Emacs。
（2）编译链接器
编译是指源代码转化生成可执行代码的过程，它所完成工作主要如图3.1所示。
可见，在编译过程是非常复杂的，它包括词法、语法和语义的分析、中间代码的生成和
优化、符号表的管理和出错处理等。在Linux中，最常用的编译器是Gcc编译器。它是GNU
推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高
20%～30%，堪称为GNU的代表作品之一。
（3）调试器
调试器并不是代码执行的必备工具，而是专为程序员方便调试程序而用的。有编程经验
的读者都知道，在编程的过程当中，往往调试所消耗的时间远远大于编写代码的时间。因此，

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有一个功能强大、使用方便的调试器是必不可少的。Gdb是绝大多数Linux开发人员所使用
的调试器，它可以方便地设置断点、单步