第4篇:嵌入式Linux应用开发基础知识

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第4篇:嵌入式Linux应用开发基础知识

2023-07-03 01:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

嵌入式Linux应用开发基础知识 一、GCC编译过程二、MakefileMakefile的引入及规则Makefile的语法a. 通配符b. 假想目标: .PHONYC. 变量 Makefile函数函数foreach函数filter/filter-outWildcardpatsubst函数 Makefile实例通用MakefikeMakefikeMakefile.build说明.txt 三、TCPserver.cclient.c 四、UDPserver.cclient1.cclient2.c 五、多线程互斥访问同步操作(互斥+条件变量) 六、 串口

一、GCC编译过程

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

程序报错是在预处理.o完成产生汇编程序.s时报错的 在这里插入图片描述

二、Makefile Makefile的引入及规则

使用keil, mdk,avr等工具开发程序时点击鼠标就可以编译了,它的内部机制是什么?它怎么组织管理程序?怎么决定编译哪一个文件?

答:实际上windows工具管理程序的内部机制,也是Makefile,我们在linux下来开发裸板程序的时候,使用Makefile组织管理这些程序,本节我们来讲解Makefile最基本的规则。Makefile要做什么事情呢? 组织管理程序,组织管理文件,我们写一个程序来实验一下:

文件a.c

02 #include 03 04 int main() 05 { 06 func_b(); 07 return 0; 08}

文件b.c

2 #include 3 4 void func_b() 5 { 6 printf("This is B\n"); 7 }

编译:

gcc -o test a.c b.c

运行:

./test

结果:

This is B

gcc -o test a.c b.c 这条命令虽然简单,但是它完成的功能不简单。

我们来看看它做了哪些事情,

我们知道.c程序 ==》 得到可执行程序它们之间要经过四个步骤:

1.预处理2.编译3.汇编4.链接

我们经常把前三个步骤统称为编译了。我们具体分析:gcc -o test a.c b.c这条命令 它们要经过下面几个步骤:

1)对于a.c:执行:预处理 编译 汇编 的过程,a.c ==>xxx.s ==>xxx.o 文件。2)对于b.c:执行:预处理 编译 汇编 的过程,b.c ==>yyy.s ==>yyy.o 文件。3)最后:xxx.o和yyy.o链接在一起得到一个test应用程序。

提示:gcc -o test a.c b.c -v :加上一个**‘-v’**选项可以看到它们的处理过程,

第一次编译 a.c 得到 xxx.o 文件,这是很合乎情理的, 执行完第一次之后,如果修改 a.c 又再次执行:gcc -o test a.c b.c,对于 a.c 应该重新生成 xxx.o,但是对于 b.c 又会重新编译一次,这完全没有必要,b.c 根本没有修改,直接使用第一次生成的 yyy.o 文件就可以了。

缺点:对所有的文件都会再处理一次,即使 b.c 没有经过修改,b.c 也会重新编译一次,当文件比较少时,这没有没有什么问题,当文件非常多的时候,就会带来非常多的效率问题如果文件非常多的时候,我们,只是修改了一个文件,所用的文件就会重新处理一次,编译的时候就会等待很长时间。

对于这些源文件,我们应该分别处理,执行:预处理 编译 汇编,先分别编译它们,最后再把它们链接在一次,比如:

编译:

gcc -o a.o a.c gcc -o b.o b.c

链接:

gcc -o test a.o b.o

比如:上面的例子,当我们修改a.c之后,a.c会重现编译然后再把它们链接在一起就可以了。b.c 就不需要重新编译。

那么问题又来了,怎么知道哪些文件被更新了/被修改了?

比较时间:比较 a.o 和 a.c 的时间,如果a.c的时间比 a.o 的时间更加新的话,就表明 a.c 被修改了,同理b.o和b.c也会进行同样的比较。比较test和 a.o,b.o 的时间,如果a.o或者b.o的时间比test更加新的话,就表明应该重新生成test。Makefile 就是这样做的。我们现在来写出一个简单的Makefile:

makefie最基本的语法是规则,规则:

目标 : 依赖1 依赖2 ... [TAB]命令

当“依赖”比“目标”新,执行它们下面的命令。我们要把上面三个命令写成makefile规则,如下:

test :a.o b.o //test是目标,它依赖于a.o b.o文件,一旦a.o或者b.o比test新的时候, 就需要执行下面的命令,重新生成test可执行程序。 gcc -o test a.o b.o a.o : a.c //a.o依赖于a.c,当a.c更加新的话,执行下面的命令来生成a.o gcc -c -o a.o a.c b.o : b.c //b.o依赖于b.c,当b.c更加新的话,执行下面的命令,来生成b.o gcc -c -o b.o b.c

我们来作一下实验:

在改目录下我们写一个Makefile文件:

文件:Makefile

1 test:a.o b.o 2 gcc -o test a.o b.o 3 4 a.o : a.c 5 gcc -c -o a.o a.c 6 7 b.o : b.c 8 gcc -c -o b.o b.c

上面是makefile中的三条规则。makefile,就是名字为“makefile”的文件。当我们想编译程序时,直接执行make命令就可以了,一执行make命令它想生成第一个目标test可执行程序, 如果发现a.o 或者b.o没有,就要先生成a.o或者b.o,发现a.o依赖a.c,有a.c但是没有a.o,他就会认为a.c比a.o新,就会执行它们下面的命令来生成a.o,同理b.o和b.c的处理关系也是这样的。

如果修改a.c ,我们再次执行make,它的本意是想生成第一个目标test应用程序,它需要先生成a.o,发现a.o依赖a.c(执行我们修改了a.c)发现a.c比a.o更加新,就会执行gcc -c -o a.o a.c命令来生成a.o文件。b.o依赖b.c,发现b.c并没有修改,就不会执行gcc -c -o b.o b.c来重新生成b.o文件。现在a.o b.o都有了,其中的a.o比test更加新,就会执行 gcc -o test a.ob.o来重新链接得到test可执行程序。所以当执行make命令时候就会执行下面两条执行:

gcc -c -o a.o a.c gcc -o test a.o b.o

我们第一次执行make的时候,会执行下面三条命令(三条命令都执行):

gcc -c -o a.o a.c gcc -c -o b.o b.c gcc -o test a.o b.o

再次执行make 就会显示下面的提示:

make: `test' is up to date.

我们再次执行make就会判断Makefile文件中的依赖,发现依赖没有更新,所以目标文件就不会重现生成,就会有上面的提示。当我们修改a.c后,重新执行make,

就会执行下面两条指令:

gcc -c -o a.o a.c gcc -o test a.o b.o

我们同时修改a.c b.c,执行make就会执行下面三条指令。

gcc -c -o a.o a.c gcc -c -o b.o b.c gcc -o test a.o b.o

a.c文件修改了,重新编译生成a.o, b.c修改了重新编译生成b.o,a.o,b.o都更新了重新链接生成test可执行程序,makefile的规则其实还是比较简单的。规则是Makefie的核心,

执行make命令的时候,就会在当前目录下面找到名字为:Makefile的文件,根据里面的内容来执行里面的判断/命令。

Makefile的语法

本节我们只是简单的讲解Makefile的语法,如果想比较深入

学习Makefile的话可以:

a. 百度搜 “gnu make 于凤昌”。b. 查看官方文档: http://www.gnu.org/software/make/manual/ a. 通配符

假如一个目标文件所依赖的依赖文件很多,那样岂不是我们要写很多规则,这显然是不合乎常理的

我们可以使用通配符,来解决这些问题。

我们对上节程序进行修改代码如下:

test: a.o b.o gcc -o test $^ %.o : %.c gcc -c -o $@ $ printf("This is C = %d\n", C); }

c.h:

#define C 1

然后上传编译,执行./test,打印出:

This is B This is C =1

测试没有问题,然后修改c.h:

#define C 2

重新编译,发现没有更新程序,运行,结果不变,说明现在的Makefile存在问题。

为什么会出现这个问题呢, 首先我们test依赖c.o,c.o依赖c.c,如果我们更新c.c,会重新更新整个程序。 但c.o也依赖c.h,我们更新了c.h,并没有在Makefile上体现出来,导致c.h的更新,Makefile无法检测到。 因此需要添加:

c.o : c.c c.h

现在每次修改c.h,Makefile都能识别到更新操作,从而更新最后输出文件。

这样又冒出了一个新的问题,我们怎么为每个.c文件添加.h文件呢?对于内核,有几万个文件,不可能为每个文件依次写出其头文件。 因此需要做出改进,让其自动生成头文件依赖,可以参考这篇文章:http://blog.csdn.net/qq1452008/article/details/50855810

gcc -M c.c // 打印出依赖 gcc -M -MF c.d c.c // 把依赖写入文件c.d gcc -c -o c.o c.c -MD -MF c.d // 编译c.o, 把依赖写入文件c.d

修改Makefile如下:

objs = a.o b.o c.o dep_files := $(patsubst %,.%.d, $(objs)) dep_files := $(wildcard $(dep_files)) test: $(objs) gcc -o test $^ ifneq ($(dep_files),) include $(dep_files) endif %.o : %.c gcc -c -o $@ $ printf("socket error!\n"); return -1; } tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("bind error!\n"); return -1; } iRet = listen(iSocketServer, BACKLOG); if (-1 == iRet) { printf("listen error!\n"); return -1; } while (1) { iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); iSocketClient = accept(iSocketServer, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen); if (-1 != iSocketClient) { iClientNum++; printf("Get connect from client %d : %s\n", iClientNum, inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr)); if (!fork()) { /* 子进程的源码 */ while (1) { /* 接收客户端发来的数据并显示出来 */ iRecvLen = recv(iSocketClient, ucRecvBuf, 999, 0); if (iRecvLen ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0'; printf("Get Msg From Client %d: %s\n", iClientNum, ucRecvBuf); } } } } } close(iSocketServer); return 0; } client.c #include /* See NOTES */ #include #include #include #include #include #include #include /* socket * connect * send/recv */ #define SERVER_PORT 8888 int main(int argc, char **argv) { int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; int iRet; unsigned char ucSendBuf[1000]; int iSendLen; if (argc != 2) { printf("Usage:\n"); printf("%s \n", argv[0]); return -1; } iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ //tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)) { printf("invalid server_ip\n"); return -1; } memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("connect error!\n"); return -1; } while (1) { if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin)) { iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0); if (iSendLen int iSocketServer; int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; struct sockaddr_in tSocketClientAddr; int iRet; int iAddrLen; int iRecvLen; unsigned char ucRecvBuf[1000]; int iClientNum = -1; iSocketServer = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); if (-1 == iSocketServer) { printf("socket error!\n"); return -1; } tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = bind(iSocketServer, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("bind error!\n"); return -1; } while (1) { iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); iRecvLen = recvfrom(iSocketServer, ucRecvBuf, 999, 0, (struct sockaddr *)&tSocketClientAddr, &iAddrLen); if (iRecvLen > 0) { ucRecvBuf[iRecvLen] = '\0'; printf("Get Msg From %s : %s\n", inet_ntoa(tSocketClientAddr.sin_addr), ucRecvBuf); } } close(iSocketServer); return 0; } client1.c #include /* See NOTES */ #include #include #include #include #include #include #include /* socket * connect * send/recv */ #define SERVER_PORT 8888 int main(int argc, char **argv) { int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; int iRet; unsigned char ucSendBuf[1000]; int iSendLen; if (argc != 2) { printf("Usage:\n"); printf("%s \n", argv[0]); return -1; } iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ //tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)) { printf("invalid server_ip\n"); return -1; } memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("connect error!\n"); return -1; } while (1) { if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin)) { iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0); if (iSendLen int iSocketClient; struct sockaddr_in tSocketServerAddr; int iRet; unsigned char ucSendBuf[1000]; int iSendLen; int iAddrLen; if (argc != 2) { printf("Usage:\n"); printf("%s \n", argv[0]); return -1; } iSocketClient = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0); tSocketServerAddr.sin_family = AF_INET; tSocketServerAddr.sin_port = htons(SERVER_PORT); /* host to net, short */ //tSocketServerAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; if (0 == inet_aton(argv[1], &tSocketServerAddr.sin_addr)) { printf("invalid server_ip\n"); return -1; } memset(tSocketServerAddr.sin_zero, 0, 8); #if 0 iRet = connect(iSocketClient, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, sizeof(struct sockaddr)); if (-1 == iRet) { printf("connect error!\n"); return -1; } #endif while (1) { if (fgets(ucSendBuf, 999, stdin)) { #if 0 iSendLen = send(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0); #else iAddrLen = sizeof(struct sockaddr); iSendLen = sendto(iSocketClient, ucSendBuf, strlen(ucSendBuf), 0, (const struct sockaddr *)&tSocketServerAddr, iAddrLen); #endif if (iSendLen while (1) { //sleep(1); /* 等待通知 */ //while (g_hasData == 0); sem_wait(&g_sem); /* 打印 */ pthread_mutex_lock(&g_tMutex); printf("recv: %s\n", g_buf); pthread_mutex_unlock(&g_tMutex); } return NULL; } int main(int argc, char **argv) { pthread_t tid; int ret; char buf[1000]; sem_init(&g_sem, 0, 0); /* 1. 创建"接收线程" */ ret = pthread_create(&tid, NULL, my_thread_func, NULL); if (ret) { printf("pthread_create err!\n"); return -1; } /* 2. 主线程读取标准输入, 发给"接收线程" */ while (1) { fgets(buf, 1000, stdin); pthread_mutex_lock(&g_tMutex); memcpy(g_buf, buf, 1000); pthread_mutex_unlock(&g_tMutex); /* 通知接收线程 */ sem_post(&g_sem); } return 0; } 同步操作(互斥+条件变量)

在这里插入图片描述

#include #include #include #include #include static char g_buf[1000]; static pthread_mutex_t g_tMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; static pthread_cond_t g_tConVar = PTHREAD_COND_INITIALIZER; static void *my_thread_func (void *data) { while (1) { //sleep(1); /* 等待通知 */ //while (g_hasData == 0); pthread_mutex_lock(&g_tMutex); pthread_cond_wait(&g_tConVar, &g_tMutex); /* 打印 */ printf("recv: %s\n", g_buf); pthread_mutex_unlock(&g_tMutex); } return NULL; } int main(int argc, char **argv) { pthread_t tid; int ret; char buf[1000]; /* 1. 创建"接收线程" */ ret = pthread_create(&tid, NULL, my_thread_func, NULL); if (ret) { printf("pthread_create err!\n"); return -1; } /* 2. 主线程读取标准输入, 发给"接收线程" */ while (1) { fgets(buf, 1000, stdin); pthread_mutex_lock(&g_tMutex); memcpy(g_buf, buf, 1000); pthread_cond_signal(&g_tConVar); /* 通知接收线程 */ pthread_mutex_unlock(&g_tMutex); } return 0; } 六、 串口

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