【操作系统】初识Linux

简介: 【操作系统】初识Linux

一. 实验目的

(1)掌握Linux操作系统的安装方法、控制台常用命令

(2)掌握Linux下C程序的编写、编译与运行方法

(3)掌握gcc编译器的编译过程

(4)熟悉Makefile文件的编写格式

二. 实验内容

(1)实验室里的计算机安装了Windows操作系统,可以先安装VMWare软件(一般使用工作站版本)并启动它,来创建一个虚拟机,然后在其中安装Linux操作系统。登录Linux操作系统,回答下列问题:

  • CPU的类型和型号。
  • 所使用的Linux的版本。
  • 从启动到当前时刻所经过的时间。
  • 当前内存状态。

(2)编写简单的C程序,在屏幕上输出“Hello gcc!”。利用该程序练习gcc编译器的E、S、c、o选项,观察不同阶段生成的文件,即*.c、*.i、*.s、*.o文件。

(3)编写一个由头文件greeting.h、自定义函数文件greeting.c、主函数文件myapp.c构成的C程序,根据这三个文件的依赖关系编写Makefile文件。

三. 实验步骤

(1)安装Linux

查看CPU的类型和型号:cat /proc/cpuinfo | grep “model name”

查看所使用的Linux的版本:cat /etc/issue

查看从启动到当前时刻所经过的时间:uptime

查看当前内存状态:free -m

(2)编写C程序

C程序:

#include <stdio.h>
int main(){
    printf("Hello gcc!");
    return 0;
}

预处理:gcc -E hello.c -o hello.i


编译:gcc -S hello.c -o hello.s


汇编:gcc -c hello.c -o hello.o


链接:gcc hello.c -o hello


(3)编写Makefile文件


greeting.h源代码:

#ifndef _GREETING_H
#define _GREETING_H
void greeting(char *name);
#endif

greeting.c源代码:

#include <stdio.h>
#include "greeting.h"
void greeting(char *name)
{
    printf("Hello %s\n", name);
}

myapp.c源代码:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "greeting.h"
#define N 10
int main(){
    char name[N];
    printf("your name, please:");
    scanf("%s", name);
    greeting(name);
    exit(0);
}

Makefile文件:

myapp: greeting.o myapp.o
        gcc myapp.o greeting.o -o myapp
greeting.o: greeting.c greeting.h
        gcc -c greeting.c
myapp.o: myapp.c greeting.h
        gcc -c myapp.c
clean:
        rm -rf *.o

四. 实验结果

(1)安装Linux

(2)编写C程序

(3)编写Makefile文件

五. 实验总结

Makefile是一种自动化构建工具,用来描述源文件之间的依赖关系以及编译、链接等操作步骤,可以使编译、链接等操作自动化。在编译C程序时,使用Makefile可以大大简化编译过程。

编写Makefile的基本原则:

  1. 每个目标文件应该只由一个源文件生成。
  2. 每个源文件应该只编译一次,以提高编译效率。
  3. 应该在Makefile中指定编译器和编译选项。

下面简要介绍使用Makefile编译C程序的过程:

  1. 定义目标文件及依赖关系

在Makefile中,定义目标文件及其依赖文件是必须的。目标文件是要生成的二进制文件,依赖文件则是生成目标文件所需要的源文件及其头文件。

示例:

main: main.o function1.o function2.o

这段代码表示生成目标文件main,其依赖文件包括main.c、function1.c、function2.c和它们对应的头文件。

  1. 定义编译规则

在Makefile中,需要定义编译规则,即定义如何编译目标文件。

示例:

main.o: main.c function1.h function2.h
    gcc -c main.c

这段代码表示编译main.c生成main.o,-c表示只编译不链接。

  1. 定义链接规则

在Makefile中,需要定义链接规则,即定义如何将目标文件链接成最终的可执行文件。

示例:

main: main.o function1.o function2.o
    gcc -o main main.o function1.o function2.o

这段代码表示将main.o、function1.o、function2.o链接成可执行文件main。

  1. 完整的Makefile示例
main: main.o function1.o function2.o
    gcc -o main main.o function1.o function2.o
main.o: main.c function1.h function2.h
    gcc -c main.c
function1.o: function1.c function1.h
    gcc -c function1.c
function2.o: function2.c function2.h
    gcc -c function2.c
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