Linux/Unix下C编程简介
GNU 标准及GNU C简介
C语言编程简述
Linux/Unix下的c编程
Linux/Unix下创建工程
基于GNU C标准的Tornado 编程
GNU 标准及GNU C简介
1、GUN是什么？
GNU是GNU‘s not UNIX的缩写。GNU项目是1984年由Stallman提出的，目的是开发完全自由（free）的Unix操作系统。这里的free指的是自由，而不是免费，你可以自由地运行，复制、发布、研究、修改和改进软件。
GUN的核心思想是：软件应该自由，用户的自由值得保护。如果人们无法珍惜自由，则自由就不可能长久。为了让自由更长久，我们要教会人们珍惜自由。
GNU项目的方法是，自由软件和用户的自上思想是相互支持的。我们开发GNU 软件，人们遇到和开始使用GNU程序或GNU系统时，也要按GNU的思想思考。这个软件证明这种思想是可行的。人们认同这种思想之后，又会编写出更多的自由软件。这样软件体现这种思想，传播这种思想，并从这种思想中成长。
2、GNU C 编译器GCC
我们在学习一些基础的时候，通常会说在学习“ABC”,那么，我们可以说，今天学习的基础是这个“ABC”中最后一步了。有没有A语言我就不得而知了，当的确有一种叫做B的语言，而C语言正是从B语言发展而来的。发展到今天，C语言有许多版本，常见的有Microsoft C、Turbo C、Quick C等。面向对象的概念出现之后，C语言吸收了这个新概念，形成了C++语言。近年来，出现了可视化编程工具Visual C/C++、Borland C++ Builder。
GCC（The GNU C Compiler）是Linux/Unix下最常用ANSI C的C/C++编译器。
后来一度改名为EGCS（Experimental/Enhanced GNU Compiler System）。最后又改名为GCC，不过其含义有所变化，这时GCC被解释为GNU Compiler Collection，因为这时它不仅能编译C，还可以编译FORTRAN语言程序。其它编译调试工具还有G++ : GNU 提供的C++编译器、PGCC: Pentium GCC等等。实用的调方式工具如gdb/xxgdb。
基于GNU C 的集成编译器，比较有名的有KDevelop，KDevelop是KDE下的一个集成编译环境。其外观和使用都和VC++比较相似，功能也非常强大，还可以编写基于X Window的应用程序，虽然只提供了较简单的资源设计功能，但已经可以满足大多数窗口应用程序开发的需要。另外，它附有大量的开发文档，使用非常方便。在一些中文环境的Linux系统中，甚至提供了中文文档。
另一个比较好的C/C++编译器是rhide，这个集成编译环境做的非常象Borland C++3集成编译环境，使用起来很顺手。由于集成了编译和调试环境，不仅可以进行代码编辑、程序编译、链接，还可以进行断点调试，单步调试等。
C 语言编程简述
1、 C 的数据类型
程序 = 数据结构 + 算法
评价一个程序语言的优劣，很重要一点就是看它所支持的数据类型。C 语言提供了极为丰富的数据类型。
2、 表达式
算术运算符: + , - , * , / , % , ++ , --
关系运算符: < , > , == , <= ,=> , !=
逻辑运算符: && , || , !
位运算符 : & , ~ , | , << , >>
赋值运算符: = 以及等的扩展运算符
指针运算符: * , &
条件运算符: ? :
说到运算符，不能不提（强制）类型转换。强制类型转换是将一种类型的变量转换为另一种类型的运算符。这是一定会遇到的，一个很常见的例子就是用 malloc 、calloc 进行内存分配的时候，几乎一定要做强制类型转换。如：
Ｃ语言规定某些情况下数据类型自动转换。
基本类型
整型 布尔型 实型 字符型 构造类型 数组 指针 枚举型
联合 空(NULL) 结构
图1 C 语言数据类型 char *ret;
ret = (char *)malloc (MAX_LEN); Double Long (Unsigned) int short Float
Char 图二 C 语言类型自动转换图示
3、控制语句
三种基本程序结构: 顺序结构、选择结构、循环结构
主要的流程控制语句包括：if-else 、switch、for 、while、continue、break、goto。
4、函数
C语言是面向过程的语言,从C发展而来的C++中加入了类的概念，成为面向对象的语言，但其中也保留了一些模块化的东西。因些，过程－在C语言中称之为函数是C 中的一个很重要的概念。
函数定义的一般形式为：
类型标识符函数名(形式参数列表)
{
函数体
}
5、宏
所谓宏，就是用一个指定的标识符来代表一个字符串。这个指定的标识符称为宏名。宏定义的格式为：
#define 标识符字符串
宏展开。在对程序进行通常的编译之前，“编译预处理器”先将程序中出现的宏用它代表的字符串替换，然后将替换的结果作为一个整体进行编译。对宏进行的这种处理的过程叫做宏展开。
如果你决意要看一下宏展开是什么样子的话，不是没有可能的:
创建一个简单的包含宏的程序(简单到没有头文件)
然后用下面的命令进行宏展开预处理,就可以看到预处理后的输出结果：$ gcc –E test.c
Linux/Unix下的c编程
Gcc的编译选项之多，是前无古人的 ，所以我不打算，也没有那个本事给大家讲所有的参数。不过，我可以通过一个简单的例子来介绍如何在Linux下编写自已的程序。
好了，不论用什么编译器，先编一段程序再说。例如：mp26. c。第一个想法，应该是如何让程序跑起来，不管它的运行结果正不正确。那们我们就开始gcc的第一个用法：$gcc mp26.c
如果成功的话，这时，在你的目录下就会出现一个叫做a.out的文件。这就是我们编译出来的可执行文件，你可以运行它。
$./a.out
这里有一个执得大家注意的问题，特别是不是很熟悉Linux/Unix的同志。在Linux／Unix 下，运行一个程序，如果程序不是在系统路径下，必要指定其目录才能运行，即使文件就在当前目录也不例外。要查看系统路径(PA TH)信息，可以用env命令或echo $PATH。
使用 GCC
通常后跟一些选项和文件名来使用 GCC 编译器. gcc 命令的基本用法如下: gcc [options] [filenames]
ＧCC常用的编译选项：
1、-c生成目标代码(object file),但不键接。
用法：gcc –c
如gcc –c mp26.c 则会生成mp26.o ,但是并不产生可执行的文件。
2、-o生成可执行文件。
用法：gcc –o
这里要小心，因为在在某一些文档在介绍的时候，将前面Executable即输出文件说明为可选参数。但在许多版本中，这个参数都是必选的。这样如果你不少心省
略了前一个参数，则这个编译的后果就是丢失你的源文件，所以一定要非常小心。
3、-g这应该说是一个非常有用的参数，它的作用是在生成的目标代码中包含调试信
息，如果你试图用gdb/xxgdb对可执行代码进行调试的话，那么就一定要用到这个
选项。否则，你在gdb中进行单步调试，断点设置等都会失败。
如：gcc –g –o mp26 mp26.c
4、-S 这个参数使编译器对源文件进行汇编。可以看到编译结果是生成了一个以s为
扩展名的文件。这是一个汇编程序源代码。
如：gcc –S mp26.c
5、-E 进行预编译宏展开和文件包含。
6、-Wall 显示附加的警告信息。
7、-O 进行优化。还可以用–O2,-O3来选用更高级的优化。
8、-pedantic 严格要求符合ANSI标准。
out格式与ELF格式
从前面的例子，我们看到，如果不加参数，用gcc
Laboratories）发展而来的另一种二进制格式，目前正应用于Solaris与System V Release4以及后来的许多系统上。
ELF主要优点：增长弹性远远超过Linux过去用的a.out格式，并且ELF在设置共享程序库上有更大的便利性。1995年，GCC与C程序库的发展人士决定改用ELF作为Linux标准的二进制格式。
Linux/Unix下创建工程
在Linux下何创建一个工程。这个问题，如果在现在来回答，那么我可以很简单的告诉大家，你大可以去用Kdevelop或Rhide这样的集成编译环境来轻松的创建工程。你可能完全不知道底层的C编译器是如何工作的。但是如果你想深入的去了解这些的话，就有必要了解一些在Linux下进行工程创建的问题。
现在先让我们来看一下别人做的工程是如何安装到我们的机器的。以安装Apache服务器为例：
第一步：$configure –prefix=/usr/local/apache –enable-ssl
第二步：$make
第三步：$make install
可以说，这三个步骤没有什么困难的，这是因为Apache Project 已经为我们做好了许多的准备工作，所以我们只需要用到一些简单的命令就可以把这些Source Files进行编译并且正确的安装到我们的系统上。
在这里，起了重要作用的是make 命令和工程目录下的Makefile文件。说到工程的制作，Makefile可以说是功不可漠的。Make 命令的作用简单的说是根椐makefile设置的规则对工程文件进行编译和链接。
Make 命令的一般格式是：
Make[target]
使用make比手工方式有许多的优点，一个显然的优点就是，你不用每次都敲长长的命令行，而且在对工程文件进行编译进，make可以做到“不多、不重、不漏”。不多是指make 命令只更新工程中需要更新的文件，而不去动那些没有改动过的文件。不重是指即使一个文件的多个依赖文件变化，这个文件也只更新一次。不漏是指，make不会漏掉任何一个需要更新的文件。
模块依赖关系图
GNU Make 的主要工作是读进一个文本文件， makefile 。这个文 件里主要是有关哪些文件（‘target ’目的文件）是从哪些别的 文件（‘dependencies ’依靠文件）中产生的，用什么命令来进行 这个产生过程。有了这些信息， make 会检查磁碟上的文件，如果 目的文件的时间戳（该文件生成或被改动时的时间）比至少它的一 个依靠文件旧的话， make 就执行相应的命令，以便更新目的文件。 （目的文件不一定是最后的可执行档，它可以是任何一个文件。）
makefile 一般被叫做“makefile ”或“Makefile ”。当然你可以 在 make 的命令行指定别的文件名。如果你不特别指定，它会寻 找“makefile ”或“Makefile ”，因此通常都是使用这两个名字。
一个 makefile 主要含有一系列的规则，如下：
Targets [attributes] ruleop [prerequisites] [;recipe]
{
例如：
这是一个非常基本的 makefile —— make 从最上面开始，把上 面第一个目的，?myprog‘，做为它的主要目标（一个它需要保 证其总是最新的最终目标）。给出的规则说明只要文件?myprog‘ 比文件?foo.o‘或?bar.o‘中的任何一个旧，下一行的命令将 会被执行。
但是，在检查文件 foo.o 和 bar.o 的时间戳之前，它会往下查 找那些把 foo.o 或 bar.o 做为目标文件的规则。它找到的关于 foo.o 的规则，该文件的依靠文件是 foo.c, foo.h 和 bar.h 。 它从下面再找不到生成这些依靠文件的规则，它就开始检查磁碟 上这些依靠文件的时间戳。如果这些文件中任何一个的时间戳比 foo.o 的新，命令 'gcc -o foo.o foo.c' 将会执行，从而更新 文件 foo.o 。
接下来对文件 bar.o 做类似的检查，依靠文件在这里是文件 bar.c 和 bar.h 。
现在， make 回到?myprog‘的规则。如果刚才两个规则中的任 何一个被执行，myprog 就需要重建（因为其中一个 .o 档就会比 ?myprog‘新），因此连接命令将被执行。
最明显的（也是最简单的）编写规则的方法是一个一个的查看源码文件，把它们的目标文件做为目的，而Ｃ源码文件和被它 #include 的 header 档做为依靠文件。但是你也要把其它被这些 header 档 #include 的 header 档也列为依靠文件，还有那些被 包括的文件所包括的文件……然后你会发现要对越来越多的文件进行管理，你的脸色变成菜色，你的脾气开始变坏，你走在路上开始跟电线杆子碰撞，终于你捣毁你的电脑显示器，停止编程。到低有没有些容易点儿的方法呢？
当然有！向编译器要！在编译每一个源码文件的时候，
它实在应该知道应该包括什么样
的 header 档。使用 gcc 的时候，用 -M 开关，它会为每一个你给它的Ｃ文件输出一个规则，把目标文件做为目的，而这个Ｃ文件和所有应该被 #include 的 header 文 件将做为依靠文件。注意这个规则会加入所有 header 文件，包 括被角括号(`<', `>')和双引号(`"')所包围的文件。其实我们可以相当肯定系统 header 档（比如 stdio.h, stdlib.h 等等）不会 被我们更改，如果你用 -MM 来代替 -M 传递给 gcc ，那些用角括号包围的 header 档将不会被包括。（这会节省一些编译时间）
Makefile 变量
上面提到 makefile 里主要包含一些规则。它们包含的其它的东西是变量定义。
makefile 里的变量就像一个环境变量(environment variable)。 事实上，环境变量在 make 过程中被解释成 make 的变量。这些 变量是大小写敏感的，一般使用大写字母。它们可以从几乎任何 地方被引用，也可以被用来做很多事情，比如：
1、 贮存一个文件名列表。在上面的例子里，生成可执行文件的 规则包含一些目标文
件名做为依靠。在这个规则的命令行 里同样的那些文件被输送给 gcc 做为命令参数。如果在这 里使用一个变数来贮存所有的目标文件名，加入新的目标 文件会变的简单而且较不易出错。
2、 贮存可执行文件名。如果你的项目被用在一个非 gcc 的系 统里，或者如果你想使
用一个不同的编译器，你必须将所 有使用编译器的地方改成用新的编译器名。但是如果使用一 个变量来代替编译器名，那么你只需要改变一个地方，其 它所有地方的命令名就都改变了。
3、 贮存编译器旗标。假设你想给你所有的编译命令传递一组 相同的选项（例如 -Wall
-O -g ）；如果你把这组选项存 入一个变量，那么你可以把这个变量放在所有呼叫编译器 的地方。而当你要改变选项的时候，你只需在一个地方改 变这个变量的内容。
要设定一个变量，你只要在一行的开始写下这个变量的名字，后 面跟一个 = 号，后面跟你要设定的这个变量的值。以后你要引用 这个变量，写一个 $ 符号，后面是围在括号里的变量名。比如在 下面，我们把前面的 makefile 利用变量重写一遍：
还有一些设定好的内部变量，它们根据每一个规则内容定义。几个比较有用的变量是 $*,$?,$@, $< 和 $^ （这些变量不需要括号括住）。 $@ 扩展成当前规则的目的文件名，
$<
扩展成依靠列表中的第一个依靠文件，而$^ 扩展成整个依靠的列表（除掉了里面所有重复的文件名）。$?比目标文件(target)新的dependent file.而$?的值只有在使用外显示(explicit)的规则时才会被设定.$*是内存dependent file的文件名,不含扩展名. 利用这些变量，我们可以把上面的makefile 写成：
你可以用变量做许多其它的事情，特别是当你把它们和函数混合使用的时候。如果需要更进一步的了解，请参考GNU Make 手册。('man make', 'man makefile') 假设你的一个项目最后需要产生两个可执行文件。你的主要目标是产生两个可执行文件，但这两个文件是相互独立的——如果一个文件需要重建，并不影响另一个。你可以使用“假象目的”来达到这种效果。一个假象目的跟一个正常的目的几乎是一样的，只是这个目的文件是不存在的。因此，make 总是会假设它需要被生成，当把它的依赖文件更新后，就会执行它的规则里的命令行。
如果在我们的makefile 开始处输入：
all : exec1 exec2
其中exec1 和exec2 是我们做为目的的两个可执行文件。make 把这个'all' 做为它的主要目的，每次执行时都会尝试把'all' 更新。但既然这行规则里没有哪个命令来作用在一个叫'all' 的实际文件（事实上all 并不会在磁碟上实际产生），所以这个规则并不真的改变'all' 的状态。可既然这个文件并不存在，所以make 会尝试更新all 规则，因此就检查它的依靠exec1, exec2 是否需要更新，如果需要，就把它们更新，从而达到我们的目的。
假象目的也可以用来描述一组非预设的动作。例如，你想把所有由make 产生的文件删除，你可以在makefile 里设立这样一个规则：
veryclean :
rm *.o
rm myprog
前提是没有其它的规则依靠这个'veryclean' 目的，它将永远不会被执行。但是，如果你明确的使用命令'make veryclean' ，make 会把这个目的做为它的主要目标，执行那些rm 命令。
如果你的磁碟上存在一个叫veryclean 文件，会发生什么事？这时因为在这个规则里没有任何依靠文件，所以这个目的文件一定是最新的了（所有的依靠文件都已经是最新的了），所以既使用户明确命令make 重新产生它，也不会有任何事情发生。解决方法是标明所有的假象目的（用.PHONY），这就告诉make 不用检查它们是否存在于磁碟上，也不用查找任何隐含规则，直接假设指定的目的需要被更新。在makefile 里加入下面这行包含上面规则的规则：
.PHONY : veryclean
就可以了。注意，这是一个特殊的make 规则，make 知道.PHONY 是一个特殊目的，当然你可以在它的依靠里加入你想用的任何假象目的，而make 知道它们都是假象目的。
工程中重复定义的问题
如果在一个Ｃ源码文件中#include 两个档a.h 和 b.h，而 a.h 又#include 了b.h 档（原因是 b.h 档定义了一些 a.h 需要的类型），会发生什么事呢？这时该Ｃ源码文件#include 了b.h 两次。因此每一个在b.h 中的#define 都发生了两次，每一个声明发生了两次，等等。理论上，因为它们是完全一样的拷贝，所以应该不会有什么问题，但在实际应用上，这是不符合Ｃ的语法的，可能在编译时出现错误，或至少是警告。
解决的方法是要确定每一个header 档在任一个源码文件中只被包含了一次。我们一般是用预处理器来达到这个目的的。当我们进入每一个header 档时，我们为这个header 档#define 一个巨集指令。只有在这个巨集指令没有被定义的前提下，我们才真正使用该header 档的主体。在实际应用上，我们只要简单的把下面一段码放在每一个header 档的开始部分：
#ifndef FILENAME_H
#define FILENAME_H
然后把下面一行码放在最后：
#endif
用header 档的档名（大写的）代替上面的FILENAME_H，用底线代替档名中的点。有些人喜欢在#endif 加上注释来提醒他们这个#endif 指的是什么。例如：#endif /* #ifndef FILENAME_H */
你只需要在那些有编译错误的header 档中加入这个技巧，但在所有的header 档中都加入也没什么损失，到底这是个好习惯。
基于GNU C标准的Tornado 编程
作为一个结束，我想简单介绍一个基于mp2600的程序（*这里程序不再是一个合理的说法。）
在mp2600上注册自已的Shell的实例：
1、创建自已的工程。
a)File -> New project
b)选择Create downloadable application module for vxWorks (图t-1)
图t-1
c) 出现如下所示按要求填入工程名和目录,然后点击Next;
d) 在下面的步骤中，要注意一个问题：
如上面所示，A toolchain 选项应选择ppc860gnu。
之后，一路next下去，工程就创建好了。
2、在Tornado 的WorkSpace窗口中选择Builds页，并选中我们的工程，展开后，可
以看到有一个叫ppc860的子树，双击，弹出如下属性页：
在Rules选项页选则Rule为archive. Macros页中的Macros也选择ACHIVE;
将Value的值改为工程库libPPC860gnuvx.a，即表明我们的工程编译后加入到这个库中去。这样我们才可能有效的在工程中加入自已的代码。
3、创建工程文件()
int mycommand(int argc,char**argv)
{
printf(―My command is running!\n‖);
}
void regMyTestCmd(void)
{
cmd_register(MyCom,"mycommand(EN,0, 'My test command')");
}
之后，在workspace中找到工程mp2600,其中有一个叫做mprShell.c的文件，这个文件完成Shell命令的注册。在这个文件中找到
void mprCommandRegister(void)
在这个函数中，我们可以看到各个26工作组所注册的Shell都由这里注册在系统。在适当位置加入我们的注册命令。RegMyTestCmd(); 如果仅仅是这样，你可能会得到一条出错信息，表示找不到regMyTestCmd函数。可以有许多办法解决这个问题。一个简单的办法就是在mprShell的前面加上：
extern void regMyTestCmd(void);
注意：请不要在这个时候提交你的文件到公司的CVS服务器上。这会给其他人造成麻烦，当然，你会有更多的麻烦。
这段程序将在Mp2600的enable模式下注册一个叫做MyCom的Shell命令。我们可以在enable模式下用show命令看到，的确有一个叫MyCom的命令，其命令说明为“My test command‖.
在enable模式下输入MyCom，可以看到命令输出：
My command is running!
Redice li
2001年4月21日星期六