迅为IMX6ULL终结者开发板Ubuntu下C编程入门一

我们在 Windows 下使用 C 语言开发的时候，一般都会有支持 Windows 的开发工具，比如我们学习 51 单
片机或者 STM32,所使用的的 Keil 开发软件。此类开发工具一般都会集编辑、编译于一体，我们只需要编辑
好代码，电机开发工具的编译按钮，就可以自动为我们编译出可执行的二进制文件了。Ubuntu 下的 C 语言
开发与 Windows 下的 C 语言开发是不一样的，并没有图形界面的开发工具，而且编辑和编译是分开的。我
们需要使用文本编辑软件先编写代码，然后使用编译工具（GCC）来编译，最终生成可执行的二进制文件。
如果我们的工程中有多个源文件，在编译的时候我们通常会通过 Makefile 文件来管理整个工程的源文件。
本章我们来学习如何在 Ubuntu 下进行 C 语言成的编辑，GCC 编译，Makefile 文件的使用。通过本章学习我
们可以掌握 Linux 下的 C 语言开发基本方法，为后面的学习做好准备。
3.1 x Linux  下编写第一个 C C 程序 程序
本章节开始的部分我们介绍了 Ubuntu 下 C 程序开发分成两部分：编辑和编译。Ubuntu 下有很多种文本
编辑的工具，如 vim、Gedit、Emacs，这里我们使用前面章节介绍的 vim 文本编辑工具来编辑 C 程序。相信
大家在学习 C 语言的时候都是从“Hello World”这个程序开始的吧，下面我们通过这个程序，来学习下 Linux
下 C 程序开发的流程。
3.1.1  代码编写
首先我们在用户根目录下建立文件夹“work”，用于保存所有 C 语言的程序，运行结果如下图所示：

然后进入创建的文件夹 work，为了方便管理，我们每个例程都创建单独的文件夹，首先我们创建文件
夹“hello_world”来保存我们的第一个 C 程序，如下图所示：

然后进入上图中的 hello_world 文件夹，使用 vi 命令新建文件“main.c”，然后在里面输入下面的代
码：
#include
int mian(int argc, char *argv[])
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
编写完以后保存并退出 vim 编辑器，然后可以使用 cat 命令查看代码是否保存成功，如下图所示：

通过上图可以看到代码已经编辑完成了。
3.1.2  代码编译
Ubuntu 下使用 gcc 编译器来编译 C 程序，我们在安装 Ubuntu 系统的时候，gcc 编译器 morning 安装好
了，我们可以在终端输入“gcc -v”来查看下 gcc 的版本，如下图所示：

通过上图可以看到 gcc 的版本信息，说明我们的 Ubuntu 上已经安装了 gcc 编译器了，下面我们来看看
怎么通过 gcc 编译我们的第一个 C 程序，我们在终端输入“gcc main.c -o main”,然后回车，会生成 main 文
件，如下图所示：

在上面的“gcc main.c -o main”这个命令里面“-o“用来指定编译生成的文件名字，我们指定的是 main，
所以在图 3.1.2.2 中可以看到生成了文件“main”，如果我们想生成其它的文件名字，我们只需要修改“-o”
后面的 main（修改成您希望生成的文件名字）。经过前面的步骤已经生成了可执行文件 main，现在我们演
示下在终端如何运行一个可行性的程序，我们直接在终端当前目录下（可执行文件所在的目录下）输入
“./main”，然后回车，就可以运行可执行文件 main 了，运行结果如下图所示：

在上图中运行的命令“./main”，其中的“./”代表当前目录下。我们可以看到在终端打印出了 Hello
World！。至此，Linux 下的 C 语言编辑和编译的一整套流程我们就介绍完了。
3.2 c gcc 编译器 编译器
3.2.1 gcc  命令分析
在 3.1 节我们已经使用 gcc 编译了 Linux 下的第一个 C 程序，gcc 命令的格式如下：
gcc [参数] [文件名]
主要参数说明如下：
-c 编译、汇编到目标代码（.o），不链接成可执行文件
-g 生成调试信息
-o 编译完成后生成的文件名，如果不使用该选项，默认生成 a.out 文件
-O 对程序进行优化编译，产生的可执行文件执行效率高
-w 不生成任何警告
-S 仅编译到汇编语言，不进行汇编和链接
3.2.2  编译警告错误处理
我们是 Windows 下使用 Keil 或者其他开发工具，在编译的时候，如果程序有错误，开发工具会提示出
具体的错误信息，可以很方便的定位到问题点，快速的修改出现的问题，gcc 同样也有类似的功能，下面我
们来看下 gcc 的错误提示功能，首先我们在 work 目录下建立文件夹“test2”，然后使用 vim 在 test2 文件
夹创建 main.c 文件夹，在 main.c 文件输入如下代码：
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
int a；
a = 1
printf("a=\n", a);
return 0;
}
上面代码有两处错误：
第 7 行 最后缺少“;”
第 9 行 printf 语法不对，应该为：printf("a =%d\n", a);
我们使用 gcc 编译 main.c，可以看到 gcc 会提示错误信息，如下图所示：

从上图中可以看到在 mian.c 文件的第 9 行 printf 前面缺少“;”我们在第 7 行“a = 1”后面加上“;”，
然后继续编译，如下图所示：

从上图可以看出编译提示语法格式不对，我们把第 9 行修改成“printf("a=%d\n", a);”，然后在继续编
译，如下图所示：

我们可以看到这次 gcc 编译通过，最终生成了文件 main。我们在终端执行 main，运行结果如下图所示：

从上图可以看到运行的结果和我们涉及到额结果一致，通过本例程可以看到 gcc 编译器不仅可以检测出
程序的错误，而且还会标记处错误在哪个文件的哪一行，很方便的帮助我们去修改问题。
从上图可以看到运行的结果和我们涉及到额结果一致，通过本例程可以看到 gcc 编译器不仅可以检测出
程序的错误，而且还会标记处错误在哪个文件的哪一行，很方便的帮助我们去修改问题。
3.2.3 gcc  编译流程
gcc 的编译流程可以分成四个步骤：
1.预处理，生成预编译文件（.文件）
2.编译，生成汇编代码（.S 文件）
3.汇编，生成目标文件（.o 文件）
4.链接，生成可执行文件
3 3.3  初识  Makefile
3.3.1  什么是 Makefile
在 3.2 章节我们了解了在 Ubuntu 系统下通过 gcc 编译器来编译 C 程序，在我们演示的历程中只有一个
C 文件，我们直接在终端输入 gcc 的编译命令，就完成了 C 程序的编译。我们在实际开发过程中，如果我们
的工程有几十个，或者几百几千个 C 文件，我们通过在终端输入 gcc 命令来编译，这显然是不现实的。为
了解决这个问题我们可以使用“make”命令，它会解析 Makefile 文件中的指令（应该说是规则）来编译整
个工程。在 Makefile 文件中描述了整个工程的所有文件的编译顺序，编译规则。
作为一个专业的程序员，一定要掌握 Makefile 的，我们可以通过 Makefile 能了解到整个工程的处理过程
的。
由于Makefile涉及到很多的知识点，以至于可以单独写本书来讲述，所以本章我们只是讲解下Makefile
的基础入门，如果详细的研究 Makefile，可以给大家推荐《跟我一起写 Makefile》这个电子文档，该文档
已经放在了：i.MX6UL 终结者光盘资料\09_其它参考资料里面了。
3.3.2  第一个 Makefile
在本节我们建立这样一个工程，计算两个整形数的和，并将结果在终端显示出来。在这个工程中一共有
main.c、calc.c 两个 C 文件和 calc.h 这个头文件。其中 main.c 是主文件，calc.c 负责接收 main.c 传过
来的数据，然后进行相加。main.c 文件的内用如下：
#include
include "calc.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 3, b = 6, sum;
sum = calc(a, b);
printf("%d + %d = %d\n", a, b, sum);
return 0;
}
calc.c 文件内容如下：
#include
int calc(int a, ing b)
{
return (a+b);
}
文件 calc.h 内容如下：
#ifndef _CALC_H
#define _CALC_H
int calc(int a, int b);
#endif
上面就是我们这个工程的所有源文件，我们在终端使用 gcc 编译这个工程，在终端输入“gcc main.c
calc.c -o main”，该命令的意思是用 gcc 对 main.c、calc.c 进行编译，然后输出可执行文件 main，运行
结果如下图所示：

通过上图可以看到生成了可执行文件 main，我们在终端运行 main 执行文件，运行结果如下图所示：

我们可以看到上图的运行结果和我们设计的结果是一致的。由于我们的这个工程是有三个文件，如果
工程有几百个，几千个的文件，或者如果有一个文件被修改，使用上面的命令将会编译所有的文件，如果
我们的工程有上万个文件，编译完一次工程所需要的时间就很可怕。最优的方法就是编译过一次以后，如
果后面在编译，只编译修改的文件，这样就会节约很多时间，因此我们修改下编译方法，命令如下：
gcc -c main.c
gcc -c calc.c
gcc main.o calc.o -o main
我们在终端输入上面的命令，结果如下图所示：

上图的第一条和第二条命令里面使用了参数“-c”是把 main.c 和 calc.c 编译成对应的.o 文件，最后
一条命令是把编译生成的.o 文件链接成可执行文件 main。假如我们修改了 main.c 这个文件。只需将 main.c
这个一个文件重新编译下，然后在把所有的.o 文件重新链接成可执行文件，对应的命令如下：
gcc -c main.c
gcc main.o calc.o -o main
可是这样还有一个问题，如果需要修改的文件有很多，这样工作量也会不小，所以我们需要一个工具：
1.如果工程没有编译过，就会把工程中的.c 文件全部编译并连接成可执行文件
2.如果工程中有某些文件修改了，只编译修改的文件并连接成可执行文件
3.如果工程中的头文件修改了，那么就要编译所有引用这个头文件的.c 文件，并且连 接成可执
行文件
我们开头说的 Makefile 就是完成这个功能的，下面我们在工程中建立一个 Makefile 文件来实现这样的功
能（注意：文件名字必须为 Makefile，大小写是区分的）。我们使用 vim 创建 Makefile 文件（Makefile
和我们的 main.c、calc.c 在同一级目录下），然后输入下面的脚本：
main：main.o calc.o
gcc -o main main.o calc.o
main.o：main.c
gcc -c main.c
calc.o：calc.c
gcc -c calc.c
clean：
rm -rf *.o
rm -rf main
上面脚本缩进的行需要使用“Tab”键缩进，不要使用空格，这是 Makefile 的语法要求，编写完成的脚本
如下图所示：

编写好 Makefile，保存并退出，然后我们在终端输入“make”命令来编译我们的工程，make 命令会在
当前目录下查找“Makefile”文件，如果存在的话就按照 Makefile 里面的规则进行编译，如下图所示：

通过上图可以看到编译产生了 main.o、calc.o 和 main 执行文件，说明编译成功了。接下来我们修改
下 main.c 这个文件，如下图所示：

然后保存并退出，然后在终端输入“make”再次编译下工程，如下图所示：

通过上图我们可以看到只重新编译了修改的 main.c，并最终重新链接生成可执行文件 main，我们在终
端运行可执行文件 main，如下图所示：

从上图的运行结果可以看到最后的结果等于 10 了，和我们程序的设计结果是一样的。