嵌入式学习笔记之一：嵌入式linux中混合编译入门

编译原理

编译工具将我们的源码文件最终编译成可执行文件，并不是一步到位的，其中要经过一个类似工厂流水线的过程，交叉编译工具中包含负责处理各个环节的功能工具，所以叫做交叉编译工具链。

编译的一般过程分为：

预编译->编译->汇编->链接->生成 elf 文件->转换为二进制可支持 bin 文件。

预编译 Pre-compile 阶段：主要是对头文件#include 、宏定义#define 等进行展开。

编译 compile 阶段：主要是将我们的.c 文件编译成汇编.s 文件。

汇编 Assembly 阶段：将汇编文件.s 编译成为目标文件.o。

链接 Link 阶段：将生成.o 文件链接生成.elf 文件。

转换阶段：将生成的.elf 文件转换成为可执行二进制.bin 文件。

而这些编译步骤是通过 make 工具解析 Makefile 文件来执行。Makefile 文件中描述了整个工程所有文件的编译顺序、编译规则、依赖关系等。

MAKEFILE

前面我们提到过，Make 工具通过解析 Makefile 文件进行一系列编译操作，最终生成我们想要的镜像文件。Makefile 文件中描述了个工程所有文件的编译顺序、编译规则以及依赖关系，决定了工程中文件是否需要编译，以及这些文件的编译顺序。Make 工具还可以通过比较文件最后修改时间，来决定哪些文件需要更新哪些不需要更新，更改了某个文件之后，只对依赖此文件的目标文件进行重新编译更新，这就大大减少了编译时间。

打开源码目录可以看到，Makefile 文件不仅存在于源码根目录下，在其他的子目录下也基本都有

Makefile 文件。在执行编译时，Make 工具会解析根目录下 Makefile 文件进行编译，而根目录的 Makefile会调用子目录下的 Makefile，子目录下又有子目录，层层调用。

Makefile 需要按照一定的格式语法规则进行书写。如果你是做 Linux 应用开发的人员，那么写 Makefile就是必备技能，就需要深谙 Makefile 语法规则。对于我们 Linux 平台初级开发人员，很少需要我们去写一个复杂的 Makefile 文件，只是在做平台移植的时候可能需要去简单修改或者阅读 Makefile 文件。

下面我们就简单了解一下 Makefile 基本格式规则。

1 、目标和依赖

目标就是我们需要生成文件，依赖就是生成目标文件所需要的其他文件，称为依赖文件。基本语法规则如下：

targets … :dependent_files …(tap)command…

举例一：我们先创建一个简单的 app.c 文件。

forlinx@ubuntu:~/work/tmp$ touch app.c

在文件中输入如下代码

#include <stdio.h>int main(void){printf("my first app !!! \r\n");return 0;}

按照基本规则建立一个简单的 Makefile 文件,app 为我们需要的目标文件，app.c 为所要生成的 app 的依赖文件，gcc –o app app.c 就是生成目标 app 需要执行的命令。

建立一个 Makefile 文件：

forlinx@ubuntu:~/work/tmp$ touch makefile

文件中输入如下内容：

app:app.cgcc -o app app.c

使用 make 命令，可以看到执行了命令 gcc -o app app.c，ls 命令查看文件，发现在该目录下生成了app 目标文件：

forlinx@ubuntu:~/work/tmp$ make

执行 app，即可看到 app.c 中我们写的打印信息：

forlinx@ubuntu:—/work/tmpS ./app my first app !! ！ forlinx@ubuntu:—/work/tmpS

然后我们再执行 make 命令，会发现出现如下信息，’app’ is up to date，说明 app 已经是最新的，没必要再重新生成：

forunx@ubuntu:—/work/tmpS
up to date.
app' is
forunx@ubuntu:—/work/tmpS
make

我们做一下稍微的改动，修改 app.c 文件中的内容或者使用 touch 命令更改一下 app.c 的时间属性，然后再进行 make 看看：

forunx@ubuntu:—/work/tmpS touch app.C
forunx@ubuntu:—/work/tmpS make
gCC 一 0 app app•C
forunx@ubuntu:—/work/tmpS

可以看到又重新执行了 gcc -o app app.c 命令，重新生成了 app。也就是说，make 工具会判断依赖

文件的时间戳是否比目标文件时间戳更新，来决定是否重新生成目标文件。

我们再举一例：

假如我们有多个文件需要编译，比如我们创建多个文件 fun1.c,fun1.h,fun2.c,fun2.h,app.c。

fun1.c:#include <stdio.h>#include "fun1.h"void fun1(char *s){printf("%s\r\n",s);}fun1.h:#ifndef _FUN1_H#define _FUN1_Hvoid fun1(char *s);#endiffun2.c#include "fun2.h"int fun2(int x,int y){return x+y;}fun2.h#ifndef _FUN2_H#define _FUN2_Hint fun2(int x,int y);#endif

创建 app.c 文件，该文件引用 fun1.c 和 fun2.c 中定义的函数。

#include <stdio.h>#include "fun1.h"#include "fun2.h"int main(void){fun1("I am fun1 !");printf("fun2 return value=%d \n",fun2(1,2));return 0;}

最后创建 makefile 文件，其中 app 是我们的最终目标文件，app 的依赖文件为 app.o、fun1.o、fun2.o，

这几个.o 文件称为中间目标文件，它们又有各自所依赖的.c 和.h 文件，最后的 clean 也是一个目标文件，

但是这个目标没有任何依赖，也不会生成真正文件，只是执行一条命令，我们称之为伪目标。我们可以看

到 clean 执行的是删除.o 和 app 的命令。

app: app.o fun1.o fun2.ogcc -o app app.o fun1.o fun2.oapp.o: app.cgcc -c app.cfun1.o: fun1.c fun1.hgcc -c fun1.cfun2.o: fun2.c fun2.hgcc -c fun2.cclean:rm -rf *.o app

创建完成之后，我们直接 make：

上图可以看到生成最终目标 app 和一些中间目标文件，这个过程经过了以下四个步骤：

gcc -c app.c

gcc -c fun1.c

gcc -c fun2.c

gcc -o app app.o fun1.o fun2.o

执行 app，可以看到执行成功：

现在修改其中一个文件 fun2.h 后，比如更改一下 fun2.h 的时间属性，然后再次编译：

可以看到只用了两个步骤，app 的其他依赖文件并没有被重新编译生成。

最后，执行 make clean 清除中间文件和 app：