linux实验4

1. 实验记录

实验任务1

使用上述三种编译方法，对/notebooks/workspace目录下的bubbleSort.c, insertSort.c, selectSort.c, sort.c, sort.h进行编译（其中，sort.c是主程序，sort.h是头文件，其他的三个c程序分别实现了主程序需要用到的3个函数），写出步骤和结果。

第一种方法:直接使用如下命令行一次完成编译、链接过程

cd /notebooks/workspace

gcc bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c sort.c -o sort 

bubbleSort.c、insertSort.c、selectSort.c和sort.c的后缀名（.c）指明了调用c编译器，gcc是GCC的众多编译器的统一入口，gcc靠后缀名决定调用什么编译器，-o 参数指定了可执行文件的文件名为sort。

用ls检查一下生成的可执行文件：

ls

运行可执行程序：./sort

为了避免跟下一种方法混淆，使用rm命令删除这种方法生成的可执行文件：rm sort。

第二种方法：编译bubbleSort.c、insertSort.c、selectSort.c为静态库，编译sort.c时指定静态库的位置。

步骤一：需要将bubbleSort.c、insertSort.c、selectSort.c编译成中间文件bubbleSort.o、insertSort.o、selectSort.o，使用如下命令行：

gcc -c bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c

ls

可以看到已经生成了bubbleSort.o、insertSort.o、selectSort.o文件

步骤二：生成静态库文件，添加 bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o到静态库中，使用如下命令行：

ar -r libsort.a bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o

ls

可见，bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o已生成。

命令行中，-r libsort.a参数表示建立静态库，名字为libsort.a。

步骤三：使用如下命令行生成可执行程序

gcc sort.c libcalc.a -o sort

ls

生成了可执行文件sort。使用rm命令删除静态库libsort.a和可执行文件sort。

第三种方法：建立共享库，编译时指定共享库。

步骤一：使用如下命令编译bubbleSort.c、insertSort.c和selectSort.c为bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o：

gcc -c -fpic bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c

ls

命令行中，-fpic指定bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o为可重分配地址属性，pic是position independence code的缩写。

步骤二：使用bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o生成共享库sort.so,命令如下：

gcc -shared bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o -o sort.so

步骤三：编译sort.c，链接生成的共享库，使用命令如下：

gcc sort.c sort.so -o sort

在命令行窗口中运行新生成的该程序（sort）会发生错误，提示为：

.sort:error while loading shared libraries: sort.so: cannot open shared object file: No such file or directory。

原因是：共享库编译的sort程序执行时需要加载共享库sort.so，而步骤一和步骤二生成的共享库sort.so不在系统默认的共享库搜索路径中，所以错误提示为共享库sort.so不存在。

通过如下命令指明共享库的搜索路径为sort.so所在的当前目录：

export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`

再次运行新生成的该程序sort，则可以正常运行。

实验任务3

请根据7.3讲述的Makefile的写法，为/notebooks/workspace目录下的bubbleSort.c, insertSort.c, selectSort.c, sort.c, sort.h编写Makefile文件，要求至少包括all和clean目标。

1、先编辑Makefile文件，命令如下：

all：sortapp #我们使用的是sort文件，不是main,所以用的是sortapp

sortapp:sort.o bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o

             gcc -o $@ $^

sort.o:sort.c bubbleSort.h insertSort.h selectSort.h

            gcc -c $<

bubbleSort.o:bubbleSort.c bubbleSort.h

            gcc -c $<

insertSort.o:insertSort.c insertSort.h

 gcc -c $<

selectSort.o:selectSort.c selectSort.h

            gcc -c $<

clean:

            rm sortapp sort.o bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o 3>/dev/null

为了简化Makefile，可以使用特定的变量$@,$^,$<，它们的含义为：

$@ 目标文件

$^ 所有的依赖文件

$< 第一个依赖文件

2、再编辑头文件bubbleSort.h、insertSort.h和selectSort.h，命令如下：（下面的分号是写在文件中的，不是分行）

void BubbleSort(int A[],int N);

void InsertionSort(int A[],int N);

void SelectSort(int A[],int N);  #使用cat bubbleSort.c来查看函数

编辑文件如下：

3、直接使用make -f Makefile

4、使用make -f Makefile clean删除所有目标文件。因为all目标依赖对象是sortapp，所以执行该目标可以完成编译.

2. 思考题回答

    源代码级别的调试和二进制级别的调试有什么区别？

    （写错了）

3. 实验体会

      通过实验任务1，知道有三种使用gcc编译的方法：（以实验为例）

      一：直接使用如下命令行一次完成编译、链接过程：

      cd /notebooks/workspace   #先切换到文件所在目录

      gcc bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c sort.c -o sort #直接将.c文件改成.o文件，并放入sort中

 二：编译bubbleSort.c、insertSort.c、selectSort.c为静态库，编译sort.c时指定静态库的位置。

           （1）使用如下命令行：

                 gcc -c bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c

     将bubbleSort.c、insertSort.c、selectSort.c编译成中间文件           bubbleSort.o、insertSort.o、selectSort.o。

          （2）使用如下命令行：

ar -r libsort.a bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o

生成静态库文件libsort.a，同时添加 bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o到静态库中。

          （3）使用命令行gcc sort.c libcalc.a -o sort生成可执行程序。

       三、建立共享库，编译时指定共享库。

（1）使用如下命令：

gcc -c -fpic bubbleSort.c insertSort.c selectSort.c。

编译bubbleSort.c、insertSort.c和selectSort.c为bubbleSort.o、insertSort.o和selectSort.o。

         （2）使用如下命令：

gcc -shared bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o -o sort.so

生成共享库sort.so。

         （3）使用命令如下：gcc sort.c sort.so -o sort，编译sort.c，链接生成的共享库。

 共享库编译的sort程序执行时需要加载共享库sort.so，而（1）和（2）生成的共享库sort.so不在系统默认的共享库搜索路径中，所以错误提示为共享库sort.so不存在。

通过如下命令指明共享库的搜索路径为sort.so所在的当前目录即可：

export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`

通过实验任务3，知道怎么编写Makefile文件使其自动编译。先查看目录下所要编写的文件有哪些，没有头文件还需要根据.c文件中函数的函数名编辑头文件。

Makefile文件由“依赖关系+规则”部分组成（即首字母靠行起始对齐的部分，“规则”部分根据情况可不写）。如下：

sortapp:sort.o bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o

 gcc -o sortapp sort.o bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o

该部分中，“依赖关系”为“sortapp:sort.o bubbleSort.o insertSort.o selectSort.o”，即目标为“sortapp”，依赖对象为sort.o bubbleSort.o insertSort.o和selectSort.o，目标对象和依赖对象均为文件，表明当依赖对象sort.o bubbleSort.o insertSort.o和selectSort.o比目标文件sortapp新的时候（即依赖对象发生改变），执行紧接着的“规则”的命令，也就是“gcc -c $@ $^”，注意：“规则”前面有一个TAB间隔。

为了简化Makefile，可以使用特定的变量$@,$^,$<，它们的含义为：新的时候

$@ 目标文件

$^ 所有的依赖文件

$< 第一个依赖文件

也知道了使用make -f Makefile clean会删除所有目标文件，但因为all目标依赖对象是sortapp，所以执行该目标仍可以完成编译。