第009课 gcc和arm-linux-gcc和Makefile

gcc编译器1_gcc常用选项__gcc编译过程详解

1. gcc的使用方法：

gcc  [选项]   文件名

2. gcc常用选项

选项	功能
-v	查看gcc编译器的版本，显示gcc执行时的详细过程
-o <file>	指定输出文件名为file，这个名称不能跟源文件名同名
-E	只预处理，不会编译、汇编、链接t
-S	只编译，不会汇编、链接
编译和汇编，不会链接

一个c/c++文件要经过预处理、编译、汇编和链接才能变成可执行文件。

• （1）预处理

C/C++源文件中，以#开头的命令被称为预处理命令，如包含命令#include、宏定义命令#define、条件编译命令#if、#ifdef等。预处理就是将要包含(include)的文件插入原文件中、将宏定义展开、根据条件编译命令选择要使用的代码，最后将这些东西输出到一个.i文件中等待进一步处理。

• （2）编译

编译就是把C/C++代码(比如上述的.i文件)翻译成汇编代码。

• （3）汇编

汇编就是将第二步输出的汇编代码翻译成符合一定格式的机器代码，在Linux系统上一般表现为ELF目标文件(OBJ文件)。反汇编是指将机器代码转换为汇编代码，这在调试程序时常常用到。

• （4）链接

链接就是将上步生成的OBJ文件和系统库的OBJ文件、库文件链接起来，最终生成了可以在特定平台运行的可执行文件。

hello.c(预处理)->hello.i(编译)->hello.s(汇编)->hello.o(链接)->hello

详细的每一步命令如下：

gcc -E -o hello.i hello.c
gcc -S -o hello.s hello.i
gcc -c -o hello.o hello.s
gcc -o hello hello.o

上面一连串命令比较麻烦，gcc会对.c文件默认进行预处理操作，使用-c再来指明了编译、汇编，从而得到.o文件, 再将.o文件进行链接，得到可执行应用程序。简化如下：

gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello hello.o

gcc编译器2_深入讲解链接过程

前面编译出来的可执行文件比源代码大了很多，这是什么原因呢？ 我们从链接过程来分析，链接将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来，crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o这些都是gcc加入的系统标准启动文件，它们的加入使最后出来的可执行文件相原来大了很多。

-lc：链接libc库文件，其中libc库文件中就实现了printf等函数。

gcc -v -nostdlib -o hello hello.o:

会提示因为没有链接系统标准启动文件和标准库文件，而链接失败。 这个-nostdlib选项常用于裸机/bootloader、linux内核等程序，因为它们不需要启动文件、标准库文件。

一般应用程序才需要系统标准启动文件和标准库文件。 裸机/bootloader、linux内核等程序不需要启动文件、标准库文件。

• 动态链接使用动态链接库进行链接，生成的程序在执行的时候需要加载所需的动态库才能运行。

动态链接生成的程序体积较小，但是必须依赖所需的动态库，否则无法执行。

gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello_shared  hello.o

• 静态链接使用静态库进行链接，生成的程序包含程序运行所需要的全部库，可以直接运行，

不过静态链接生成的程序体积较大。

gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -static -o hello_static hello.o

第003节_c语言指针复习1__指向char和int的指针

日常中，我们把笔记写到记事本中，记事本就相当于一个载体（存储笔记的内容）。
C语言中有些变量，例如，char、int类型的变量，它们也需要一个载体，来存储这些变量的值，这个载体就是内存。
比如我们的电脑内存有4GB内存，也就是4*1024*1024*1024=4294967296字节。我们可以把整个内存想象成一串连续格子，每个格子(字节)都可以放入一个数据，如下图所示。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_001.jpg"> 每一个小格子都有一个编号，小格子的编号从0开始，我们可以通过读取格子的编号，得到格子里面的内容。同理，我们根据内存的变量的地址，来获得其中的数据。
下面写个小程序进行测试， 实例：point_test.c

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int     ));
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));	
	printf("sizeof(char  **) = %d\n",sizeof(char **));	
	
	return 0;
}

根据程序可以看出来，函数的功能是输出,char,int,char **类型所占据的字节数；， 编译

gcc -o pointer_test pointer_test.c

运行应用程序：

./pointer_test

结果：（我用的是64位的编译器）

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 8
sizeof(char **) = 8

可以看出在64位的机器中，用8个字节表示指针，我们可以测试一下用32位的机器编译

编译：

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c   //加上-m32:编译成32位的机器码

编译可能会出现下面提示错误：

/usr/include/features.h:374:25: fatal error: sys/cdefs.h: No such file or directory

解决错误，安装`lib32readline-gplv2-dev`，执行：

sudo apt-get install lib32readline-gplv2-dev

重新编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c    //没有错误

运行生成的应用程序

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4

可以看出编译成32位的机器码，指针就是用4个字节来存储的，

总结： 1. 所用变量不论是普通变量(char,int)还是指针变量，都存在内存中。 2. 所用变量都可以保存某些值。 3. 怎么使用指针，

 3.1取值
 3.2移动指针

1. 1. 实例0 ##

• 步骤一

#include <stdio.h>

void test0()
{
	char c;
	char *pc;
	
	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中，我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("&c  =%p\n",&c);
	printf("&pc =%p\n",&pc);
	
}

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int    ));	
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));
	printf("sizeof(char **) = %d\n",sizeof(char **));	
	printf("//==============\n");
	test0();
	
	return 0;
}

• 编译：

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

• 运行：

./pointer_test

• 结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  =0xffaaa2b7
&pc =0xffaaa2b8

从运行的结果我们可知，变量c的地址编号(即地址)是0xffaaa2b7，指针变量pc的地址编号是0xffaaa2b8，如下图所示，编译成32位的机器码，字符类型占用一个字节，指针类型就是用4个字节来存储的。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_002.jpg">

• 步骤二

我们把test0()函数里面的变量保存(赋予)一些值，假如这些变量不保存数据的话，那么存储该变量的地址空间就会白白浪费，就相当于买个房子不住，就会白白浪费掉。 我们把上面程序中的test0()函数里面的字符变量c,指针变量pc进行赋值。

c  = ‘A’;  //把字符‘A’赋值给字符变量c
pc = &c;  //把字符变量c的地址赋值给指针变量pc

然后把赋值后变量的值打印出来

printf("c  =%c\n",c);
printf("pc =%p\n",pc)

编译：

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  = 0xffb009b7
&pc = 0xffb009b8
c  =  A
pc = 0xffb009b7 

从运行的结构来看字符变量和指针变量的地址编号发成了变化，所以在程序重新运行时，变量的地址，具有不确定性，字符变量c存储的内容是字符‘A’，指针变量pc存储的内容是 0xffb009b7（用四个字节来存储）由于内存的存储方式是，小端模式：低字节的数据放在低地址，高字节的数据放在高地址。在内存中的存储格式如下图所示。 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_003.jpg">

- 步骤三

我们辛辛苦苦定义的指针类型变量，我们要把他用起来了，下面我们来分析一下，用指针来取值，‘*’：表示取指针变量存储地址的数据。 我们在test0()函数里面添加如下代码：

printf("*pc =%c\n",*pc);	
printf("//=================\n");

编译：

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&c  =0xfff59ea7
&pc =0xfff59ea8
c  =A
pc =0xfff59ea7
*pc =A
//=================

指针变量pc存储的内容是是字符变量c的地址，所以*pc就想相当于取字符变量c的内容。如图 <img src="./lesson/lesson3/lesson3_004.jpg">

实例1

- 步骤一

我们在上面函数的基础上，写一个函数test1()

void test1()
{
	int  ia;
	int  *pi;
	char *pc;

	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中，我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("&ia =%p\n",&ia);
	printf("&pi =%p\n",&pi);	
	printf("&pc =%p\n",&pc);
}

main.c

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("sizeof(char   ) = %d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    ) = %d\n",sizeof(int    ));	
	printf("sizeof(char  *) = %d\n",sizeof(char  *));
	printf("sizeof(char **) = %d\n",sizeof(char **));	
	printf("//==============\n");
	//test0();
	test1();
	return 0;
}

我们在test1()函数中定义了一个整型变量ia，定义了一个指向整型的指针变量pi，定义了一个指向字符型的指针变量pc。然后打印出这些变量的地址 编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia =0xffc936e4
&pi =0xffc936e8
&pc =0xffc936ec

在32位的系统中int类型变量在内存中占用4个字节，指针型变量在内存中占用4个字节如图: <img src="./lesson/lesson3/lesson3_005.jpg">

• 步骤二

在test1()的函数中对定义的变量进行赋值，然后把赋值的结果打印出来。

/*第二步：所有变量都可以保存某些值,接着赋值并打印*/	
	ia = 0x12345678;
	pi = &ia;
	pc = (char *)&ia;
	printf("ia =0x%x\n",ia);	
	printf("pi =%p\n",pi);		
	printf("pc =%p\n",pc);

编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia = 0xffb6f724
&pi = 0xffb6f728
&pc = 0xffb6f72c
ia = 0x12345678
pi = 0xffb6f724
pc = 0xffb6f724

从结果可以看出来，变量pi和pc的值都等于变量ia的地址。

- 步骤二

我们使用指针并且对其进行取值，然后移动指针，在test1中添加如下代码，完成所述要求

/*第三步：使用指针：1)取值  2)移动指针*/

printf("*pi =0x%x\n",*pi); printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1; printf("pc =%p\t",pc); printf("*pc =0x%x\n",*pc); printf("//=================\n");

编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&ia =0xffee0930
&pi =0xffee0934
&pc =0xffee0938
ia =0x12345678
pi =0xffee0930
pc =0xffee0930
*pi =0x12345678
pc =0xffee0930  *pc =0x78
pc =0xffee0931  *pc =0x56
pc =0xffee0932  *pc =0x34
pc =0xffee0933  *pc =0x12
 

由于pi指向了ia,所以*pi的值为0x12345678。由于pc也指向了ia,但是由于pc是字符型指针变量，一次只能访问一个字节，需要四次才能访问完。如图所示： <img src="./lesson/lesson3/lesson3_006.jpg">

结论： 1. 指针变量所存储的内容是所指向的变量在内存中的起始地址。 2. &变量： 目的：获得变量在内存中的地址; 返回：变量在内存中起始地址;

第004节_c语言指针复习2_指向数组和字符串的指针

实例2

我们在pointer_test.c的文件中写一个test2()函数，我们定义一个有3个元素的字符数组初始化值分别为，’A’, ’B’, ’C’，然后定义一个字符指针pc，把数组ca的首地址复制给字符指针pc,然后通过访问指针变量pc,来读取指针变量pc所指向地址的数据，代码如下：

void test2()
{
	char ca[3]={'A','B','C'};
	char *pc;

	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中，我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("ca  =%p\n",ca);
	printf("&pc =%p\n",&pc);

	/*第二步：所有变量都可以保存某些值,接着赋值并打印*/
	//前面已经有ca[3]={'A','B','C'};
	pc = ca;
	printf("pc =%p\n",pc);

	/*第三步：使用指针：1)取值  2)移动指针*/
	printf("pc =%p\t",pc);	printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1;
	printf("pc =%p\t",pc);	printf("*pc =0x%x\n",*pc); pc=pc+1;
	printf("pc =%p\t",pc);	printf("*pc =0x%x\n",*pc);	
	printf("//=================\n");			
}

main()函数

int main(int argc,char **argv)
{
	printf("sizeof(char   )=%d\n",sizeof(char   ));
	printf("sizeof(int    )=%d\n",sizeof(int    ));
	printf("sizeof(char  *)=%d\n",sizeof(char  *));
	printf("sizeof(char **)=%d\n",sizeof(char **));	
	printf("//=================\n");
	//test0();
	//test1();
	test2();
	return 0;
}

编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
ca  =0xffb946b9
&pc =0xffb946b4
pc =0xffb946b9
pc =0xffb946b9  *pc =0x41
pc =0xffb946ba  *pc =0x42
pc =0xffb946bb  *pc =0x43
//=================

分析： 第一步：

首先定义一个3个元素的字符数组ca(数组名表示该数组存储的首地址)，然后定义一个字符指针pc，然后通过printf()函数把定义这两个变量在内存中的地址打印出来。

第二步：

执行pc = ca;就是把数组ca的首地址复制给指针变量pc，然后通过printf()函数打印pc的值可以看出pc的值就是字符数组ca的首地址0xffb946b9。

第三步：

通过移动指针我们可以发现数组所占用的内存是连续的，0x41(的ascii值‘A‘)，0x42(的ascii值‘B‘)，0x43(的ascii值‘C‘)。如图1-3-1

<img src="./lesson/lesson4/lesson4_001.jpg">

实例3

我们在pointer_test.c的文件中写一个test3()函数，我们定义一个有3个元素的整型数组ia,初始化值分别为，0x12345678, 0x87654321, 0x13572468，然后定义一个整型指针pi，把数组ia的首地址复制给整型指针pi,然后通过访问指针变量pi,来读取指针变量pi所指向地址的数据，代码如下：

void test3()
{
	int ia[3]={0x12345678,0x87654321,0x13572468};
	int *pi;

	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中，我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("ia  =%p\n",i);
	printf("&pi =%p\n",&pi);

	/*第二步：所有变量都可以保存某些值,接着赋值并打印*/
	//前面已经有ia[3]={0x12345678,0x87654321,0x13572468};
	pi = ia;
	printf("pi =%p\n",pi);

	/*第三步：使用指针：1)取值  2)移动指针*/
	printf("pi =%p\t",pi);	printf("*pi =0x%x\n",*pi); pi=pi+1;
	printf("pi =%p\t",pi);	printf("*pi =0x%x\n",*pi); pi=pi+1;
	printf("pi =%p\t",pi);	printf("*pi =0x%x\n",*pi); 
	printf("//=================\n");	
}

把main()函数test2()修改为test3(). 编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
ia  =0xff91c060
&pi =0xff91c05c
pi =0xff91c060
pi =0xff91c060  *pi =0x12345678
pi =0xff91c064  *pi =0x87654321
pi =0xff91c068  *pi =0x13572468

分析： 第一步：

我们定义一个有3个元素的整型数组ia数组名表示该数组存储的首地址),初始化值分别为，0x12345678, 0x87654321, 0x13572468, 然后定义一个整型指针pi，然后通过printf()函数把定义这两个变量在内存中的地址打印出来。

第二步：

执行pi = ia; 就是把数组ia的首地址复制给指针变量pi，然后通过printf()函数打印pi的值可以看出pi的值就是整型数组ia的首地址0xff91c060。

第三步：

我们知道 pi是整型指针变量，并且整型变量占用四个字节，所以整型指针变量pi是以四字节为单元进行访问的，所以pi和pi+1之间的差是一个整型变量的大小（4个字节）。

<img src="./lesson/lesson4/lesson4_002.jpg">

实例4

定义一个指向字符串的指针pc，然后对字符串指针进行初始化设置为abc，代码如下

void test4()
{
 	char *pc="abc";
	/*第一步 : 所有变量都保存在内存中，我们打印一下变量的存储地址*/
	printf("&pc =%p\n",&pc);

	/*第二步：所有变量都可以保存某些值,接着赋值并打印*/
	//前面已经有pc="abc";
	
	/*第三步：使用指针：1)取值  2)移动指针*/
	printf("pc    =%p\n", pc);	
	printf("*pc   =%c\n",*pc);
	printf("pc str=%s\n", pc);	
}

把main()函数test3()修改为test4(). 编译

gcc -m32 -o pointer_test pointer_test.c

运行：

./pointer_test

结果：

sizeof(char   ) = 1
sizeof(int    ) = 4
sizeof(char  *) = 4
sizeof(char **) = 4
//==============
&pc   =0xfff49a68
pc    =0x08048b4b
*pc   =a
pc str=abc

分析：

第一步：

定义一个指向字符串的指针pc，然后对字符串指针进行初始化设置为abc，此时，指针变量pc的值就是字符串abc的首地址，然后通过printf()函数把指针pc的地址打印出来为0xfff49a68

第三步：

首先通过printf()函数打印出指针变量pc的值(字符串abc的首地址)，pc的值为0x08048b4b，然后通过pc指针访问第一个字符(pc的就是字符串的首地址)，所以pc的值就是字符‘a‘的地址，所以*pc的值就是’a‘，

如图所示: <img src="./lesson/lesson4/lesson4_003.jpg">

下面分析一下指向数组的指针和指向字符串的指针:

char ca[3]={'A','B','C'};
char *pc0 = ca;

pc0是指向字符数组的字符指针,pc0就是数组首元素的地址,pc0=&a[0]

char *pc11="abc";

pc是指向字符串的字符指针,pc1就是字符串"abc"的首字符'a'的地址。

《《所有章节目录》》

▼ ARM裸机加强版

  第001课 不要再用老方法学习单片机和ARM

  第002课 ubuntu环境搭建和ubuntu图形界面操作(免费)

  第003课 linux入门命令

  第004课 vi编辑器

  第005课 linux进阶命令

  第006课 开发板熟悉与体验(免费)

  第007课 裸机开发步骤和工具使用(免费))

  第008课 第1个ARM裸板程序及引申(部分免费)

  第009课 gcc和arm-linux-gcc和Makefile

  第010课 掌握ARM芯片时钟体系

  第011课 串口(UART)的使用

  第012课 内存控制器与SDRAM

  第013课 代码重定位

  第014课 异常与中断

  第015课 Nor Flash

  第016课 Nand Flash

  第017课 LCD编程

  第018课 ADC和触摸屏

  第019课 I2C

  第020课 SPI裸板

  第021课 MMU和Cache

  第022课 传感器