嵌入式裸板学习之基础知识

C语言

1.程序编译的过程

​​在这里插入图片描述

2.大小端模式

简介 数据在内存中以字节形式存放,X86结构是小端模式,而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以随时在程序中(在ARM Cortex 系列使用REV、REV16、REVSH指令 [1] )进行大小端的切换。
大端模式 指数据的高字节,保存在内存的低地址中,而数据的低字节,保存在内存的高地址中,这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放;
小端模式 是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中,这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低,和我们的逻辑方法一致。

3.指针加减问题

抽象T t; t是一个指针变量,里面装的是一个地址值。
经过t=t+n(数值),t的值增加了n
sizeof(T)个字节

/*******************************************************************************/
char *pc;
pc=pc+1; 
sizeof(char)=1字节
经过pc=pc+1之后,pc加了1个字节  
/*******************************************************************************/

/*******************************************************************************/
int *pi;
pi=pi+1;  
sizeof(int)=4字节
经过pi=pi+1之后,pc加了4个字节  	
/*******************************************************************************/
/*******************************************************************************/
char ca[3]={'A','B','C'};
char *pc = ca;  /*pc是指向字符数组的字符指针,pc就是数组首元素的地址,pc=&a[0]*/
char *pc="abc";  /*pc是指向字符串的字符指针,pc就是字符串"abc"的首字符'a'的地址*/
/*******************************************************************************/

Linux相关

1.gcc和arm-linux-gcc的常用选项

gcc的使用方法:
gcc [选项] 文件名

  -v:查看gcc编译器的版本,显示gcc执行时的详细过程
  -o  <file>                Place the output into <file>
                           指定输出文件名为file,这个名称不能跟源文件名同名
  -E                       Preprocess only; do not compile, assemble or link
                           只预处理,不会编译、汇编、链接
  -S                       Compile only; do not assemble or link
                           只编译,不会汇编、链接
  -c                       Compile and assemble, but do not link
                           编译和汇编,不会链接    

使用方式举例:

方式1:
gcc hello.c 输出一个a.out,然后./a.out来执行该应用程序。
gcc -o hello hello.c 输出hello,然后./hello来执行该应用程序。
方式2:
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
.o:object file(OBJ文件)
小结:
1)输入文件的后缀名和选项共同决定gcc到底执行那些操作。
2)在编译过程中,除非使用了-E、-S、-c选项(或者编译出错阻止了完整的编译过程)
否则最后的步骤都是链接。

方式3:
gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello hello.o

gcc会对.c文件默认进行预处理操作,-c再来指明了编译、汇编,从而得到.o文件
再通过gcc -o hello hello.o将.o文件进行链接,得到可执行应用程序。

链接就是将汇编生成的OBJ文件、系统库的OBJ文件、库文件链接起来,
最终生成可以在特定平台运行的可执行程序。

crt1.o、crti.o、crtbegin.o、crtend.o、crtn.o是gcc加入的系统标准启动文件,
对于一般应用程序,这些启动是必需的。

-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。

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 -o hello_shared hello.o
gcc -static -o hello_static hello.o

2.Makefile相关

Makefile的引入及规则
使用keil, mdk, avr等工具开发程序时点点鼠标就可以编译了,
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?

gcc -o test a.c b.c
// 简单,
// 但是会对所有文件都处理一次,
// 文件多时如果只修改其中一个文件会导致效率低

Makefile的核心—规则 :

目标 : 依赖1 依赖2 …
[TAB]命令

当"目标文件"不存在,

某个依赖文件比目标文件"新",
则: 执行"命令"

Makefile的语法
a. 通配符: %.o
$@ 表示目标
$< 表示第1个依赖文件
$^ 表示所有依赖文件

b. 假想目标: .PHONY

c. 即时变量、延时变量, export
简单变量(即时变量) :
A := xxx # A的值即刻确定,在定义时即确定
B = xxx # B的值使用到时才确定

:= # 即时变量
= # 延时变量
?= # 延时变量, 如果是第1次定义才起效, 如果在前面该变量已定义则忽略这句
+= # 附加, 它是即时变量还是延时变量取决于前面的定义

参考文档:
a. 百度搜 “gnu make 于凤昌”
b. 官方文档: http://www.gnu.org/software/make/manual/

Makefile函数
a. $(foreach var,list,text)
b. $(filter pattern…,text) # 在text中取出符合patten格式的值
$(filter-out pattern…,text) # 在text中取出不符合patten格式的值

c. $(wildcard pattern) # pattern定义了文件名的格式,
# wildcard取出其中存在的文件
d. ( p a t s u b s t p a t t e r n , r e p l a c e m e n t , (patsubst pattern,replacement, (var)) # 从列表中取出每一个值
# 如果符合pattern
# 则替换为replacement

Makefile实例
a. 改进: 支持头文件依赖
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

b. 添加CFLAGS
c. 分析裸板Makefile

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