第3章嵌入式编程基础知识

-static：在支持动态连接的系统上阻止连接共享库。 -shared：生成一个共享OBJ文件，它可以和其他的OBJ文件连接产生可执行文件（只有部 分系统支持该选项）
静态库和动态库的区别： 静态库：程序在编译链接时把库的代码链接到可执
行文件中。此时，库的内容是可执行文件 的一部分。缺点：占用磁盘空间。 动态库：链接时不把库的代码写入可执行文件，只 写入整个库函数的入口地址。程序在执行 时凭入口地址找到代码运行。 注意：既有静态库又有动态库时优先使用动态库。
1、secname和contents是必须的，前者用来命名这个段，后者用来确定代码中的什么部分放 在这个段中。 2、start是这个段重定位的地址，也称为运行地址。如果代码中有位置相关的指令，程序在运 行时，这个段必须放在这个地址上。 3、ALIGN（align）：指定段的对齐要求
3.1.3 arm-linux-objcopy 该选项用来复制一个目标文件到另一个目标文件中，可以使用不同于源文件的格式来输出目的
在Linux系统中，一般不通过文件名的后缀来区分文件，但GCC通过文件名的后缀来区 分文件，因此，使用GCC编译文件时要按照GCC的要求，给文件名加上相应的后缀。
文件名后缀 .c
文件类型 C源文件
文件名后缀
.C .cc .cp .cpp .c++ .cxx
文件类型 C++源文件
.i
预处理后的C源文件 .ii
（目标） targets ：（依赖）dependencies <tab>（命令）command 例： main.o : main.c
arm-linux-gcc –c main.c
Makefile在书写格式上应注意 目标文件：相依文件… <tab>命令1 #注释 … <tab>命令n #注释 1、依赖行从一行的开头开始书写 2、各命令行单独占一行，每个命令行的第一个字符必须是
在Linux中使用make命令来编译程序。 make在执行时, 需要一个命名为Makefile的文件。Makefile文件描述了整个工程的编 译，连接等规则。其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译；需要创建哪些 库文件以及如何创建这些库文件、如何最后产生我们想要得可执行文件。 最简单的Makefile文件 hello : hello.c
5、目录选项
-Idir：在头文件的搜索路径列表中添加dir目录 头文件的搜索方法为：如果以“#include <>”包含文件，则只在标准库目录开始搜索（包 括使用-Idir选项定义的目录）；如果以“#include “””包含文件，则先从用户的工作目录 开始搜索，再搜索标准库目录。系统预设目录（一般为/usr/include） -Ldir：在库文件的搜索路径中添加dir目录。 ld链接程序查找函数库文件的顺序为dir目录，系统预设目录（一般为/usr/lib）。
静态库和动态库 库实际上就是一些预先编译好的函数的集合。 • Linux下库文件的命名有一个约定，所有的库名都以lib开头。形如：
libx.a 其中，x是指定的库名 • 静态库 .a（归档，archive） • 动态库 .so（共享目标，shared object）也称为共享库
如：libm.a libm.so 数学运算函数库 编译链接库： gcc cal.c –o cal –lm
<变量名>=<字符串> 例如： OBJECT=x.o y.o z.o assmb.o
LIBES=-lm • 引用make变量的方式与引用shell变量类似，即：把变量用圆括号括起来，并在前面加上
“$”符号。例如： $(OBJECT) $(LIBES)
自动变量 • 除了用户定义的变量外，make也可以使用环境变量、自动变量和预定义变量。 • make中定义了一些它们的值会因环境的不同而发生改变的变量，被称为自动变量。 例如： • $@ 表示规则中的目标文件 • $< 规则中的第一个相依文件名 • $^ 规则中所有相依文件的集合，以空格分开
. = 0x30000000
.text
: {*(.text)}
.rodata ALIGN(4) : {*(.rodata)}
.data ALIGN(4) : {*(.data)}
.bss ALIGN(4) : {*(.bss)}
}
命令格式 secname start ALIGN(align) (NOLOAD) : AT(ldadr) { contents } > region : phdr =fill
• 四个相互关联的步骤∶源文件.c – 1、.c源文件
预–处2理、生成.i文件 arm-linux-cpp
– 3、生成.s文件
编译
ccl
– 4、生成.o文件
– 5、生成可执行程序
汇编
arm-linux-as
链接
arm-linux-ld
-E -S -c
5
$ gcc file.c （针对C语言源程序） 执行完成后，生成默认的可执行文件a.out。 若想指定所生成可执行文件的名称可用–o选项 $ gcc file.c -o myfile
2、警告选项 -Wall：编译时显示警告信息。
3、调试选项 -g：生成符号调试工具(GNU的GDB)所需要的符号信息，要想使用GDB对可执行程序进 行调试执行，必须加入这个参数。
4、优化选项 -O、-O1：对编译、链接过程进行优化，产生的可执行代码的执行效率可以提高，但是速度 会慢一些。 -O2：比-O更好的优化，但过程会更慢。 -O0：不优化。
5、连接器选项 -llibrary ： ld 链 接 程 序 链 接 函 数 库 中 名 为 library 的 文 件 。 库 文 件 的 真 正 名 字 是 “libname.a”。ld链接程序会自动链接常用的函数库文件，对于一些特殊的函数库文件，例 如“libm.a”，和用户自定义的函数库文件需要使用该参数。
1、总体选项 -c：编译生成以.o为后缀的目标文件，不生成可执行文件。当一个程序的代码分布在不同文件 中时，经常使用该参数对这些文件进行单独编译，然后对产生的所有以.o为后缀的目标文件进 行链接，生成可执行文件。 -S：编译到汇编语言。 -E：仅作预处理，处理结果在标准输出设备（显示器）输出。 -o file：该参数后面跟要生成的可执行文件的名称，该参数缺省时生成的可执行文件名称为 a.out。 -v：显示制作GCC工具自身时的配置命令，同时显示编译器驱动程序、预处理器、编译器的 版本号。
第3章嵌入式编程基础知识
3.1 交叉编译工具选项说明
PC机上的编译工具链为gcc、ld、objcopy、objdump等，它们编译出来的程序在x86平 台上运行。要编译出能在ARM平台上运行的程序，必须使用交叉编译工具arm-linux-gcc、 arm-linux-ld等。
这里为了描述方便，先介绍GCC的基本功能及选项。
随着众多开源爱好者对GCC功能的不断扩展和完善，如今的GCC能够完成对多种编程语言 编写的程序的编译，包括C、C++、Ada、Object C、Java、Fortran等，因此，GCC的含义也 由原来的GNU C Compiler变为GNU Compiler Collection，也就是arm-linux-ld选项
arm-linux-ld用于将多个目标文件、库文件连接成可执行文件。本节主要介绍-T选项。 该选项可以直接用来指定代码段、数据段、bss段的起始地址也可以用来指定一个连接脚 本，在连接脚本中进行更复杂的设置。（其中bss段用来存放一些未初始化的全局变量和静态变 量，bss段将在程序执行前全部清零） 1、直接指定 -Ttext startaddr -Tdata startaddr -Tbss startaddr 例如： arm-linux-ld –Ttext 0x00000000 –g led_on.o –o led_on_elf
arm-linux-gcc –o hello hello.c clean :
rm –f hello
3.2.1 Makefile规则 make被调用后会依次查找名为GNUmakefile,makefile
和Makefile的描述文件 。
makefile编写规则：用于说明如何生成一个或多个目标文件 规则格式如下：
5、连接器选项
-nostartfiles: 不连接系统标准启动文件，标准库文件仍然正常使用。（普通文件这样编译 无法执行。编译bootloader、内核时，将用到这个选项）
-nostdlib：不连接系统标准启动文件和库文件，只把指定的文件传递给连接器。（该选项 常用于编译内核、bootloader等程序，它们不需要启动文件、标准库文件）
2、使用连接脚本设置地址
arm-linux-ld -Ttimer.lds –o timer_elf head.o init.o interrupt.o main.o
连接脚本的基本命令是SECTIONS命令，它描述了输出文件中各段、各文件怎么放置。段 （Section）是连接脚本的基本单元。
SECTIONS{
.h
头文件
.a
.s
汇编程序文件
.so
.o
目标文件
预处理后的C++ 源文件
静态链接库
动态链接库
GCC将源代码程序转变为可执行程序的过程分为四个相互关联的步骤：预处理（也称预编 译，Preprocessing）、编译（Compilation）、汇编（Assembly）和链接（Linking）。
2、gcc的执行过程
制表符<tab>，而不能使用8个空格 3、# 号后的内容为注释 4、在依赖行上，目标文件和相依文件之间要用一个或两个
冒号分开
变量定义和引用 • 为了简化makefile描述文件的缩写，用户可在makefile中创建和使用变量。make的变量