国嵌实验手册－应用开发班

### 国嵌实验手册——应用开发班 #### 知识点概述 1. **GCC程序编译** - GCC的基本使用方法与常见选项。 - 预处理、编译、汇编、链接等编译过程的具体操作。 - 使用不同选项对编译结果的影响。 2. **GDB程序调试** - GDB调试器的基本命令及其应用场景。 - 如何通过GDB发现并修复程序中的逻辑错误。 3. **Makefile** - Makefile的基础语法与构建过程。 - 使用Makefile简化编译过程的方法。 4. **文件编程** - 文件创建、读写、关闭等基本操作。 - 综合运用文件编程技巧实现文件拷贝功能。 - 时间编程基础：如何获取系统当前时间。 5. **进程管理** - 创建子进程的方法：`fork`与`vfork`的区别。 - `exec`函数族的功能及使用场景。 - 进程间的等待机制：如何确保父进程等待子进程结束。 6. **进程间通信（IPC）** - 无名管道与有名管道的原理及实现方法。 - 信号处理机制：如何使用信号进行进程控制。 - 共享内存与消息队列的应用。 7. **线程编程** - 创建线程的步骤与注意事项。 - 线程间的同步与等待机制。 - 如何安全地退出线程。 8. **网络编程** - TCP协议的编程方法与实践案例。 - UDP协议的特点及其编程技巧。 - 并发服务器的设计思路与实现方案。 #### 知识点详解 **GCC程序编译** - **GCC概述**：GCC (GNU Compiler Collection) 是一套广泛使用的开源编译工具集，支持多种编程语言如C、C++等。本实验主要讲解如何使用GCC进行C语言程序的编译。 - **GCC命令详解**： - `-o`：指定输出文件名。 - `-g`：添加调试信息。 - `-static`：使用静态链接库。 - `-O2`：开启二级优化。 - **编译过程分析**： - **预处理** (`-E`)：展开宏定义、处理条件编译等。 - **编译** (`-S`)：将源代码转换成汇编代码。 - **汇编** (`-c`)：将汇编代码转换成目标代码（`.o`文件）。 - **链接**：将多个目标文件链接成一个可执行文件。 - **示例代码与实验**：通过一系列具体的命令演示，如使用`-E`选项仅进行预处理、`-S`仅进行编译、`-c`仅进行编译但不链接等，帮助学生理解GCC的工作原理。 **GDB程序调试** - **GDB概述**：GDB (GNU Debugger) 是一个强大的调试工具，支持多种编程语言。它可以帮助开发者定位程序中的错误。 - **GDB基本命令**： - `run`：运行程序。 - `break`：设置断点。 - `step`/`next`：逐步执行程序。 - `print`：打印变量值。 - **调试实践**：编写一个简单的程序，使用GDB设置断点、逐步执行并打印变量值来查找问题。 **Makefile** - **Makefile概述**：Makefile是一种脚本文件，用于自动化编译过程，提高开发效率。 - **Makefile基础语法**：介绍规则、目标、依赖项、命令等概念。 - **Makefile构建过程**：展示如何通过编写Makefile文件自动化完成多个源文件的编译与链接。 **文件编程与时间编程** - **文件编程**：讲解文件I/O操作的基本方法，如打开、读写、关闭文件等。 - **文件拷贝示例**：综合运用文件编程技术实现文件拷贝功能。 - **时间编程**：介绍如何使用C语言标准库函数获取系统当前时间。 **进程管理与进程间通信** - **进程创建**：学习使用`fork`和`vfork`创建子进程的方法及其区别。 - **进程控制**：掌握`exec`函数族的使用方法，以及如何实现进程间的等待机制。 - **进程间通信**：深入探讨无名管道、有名管道、信号处理、共享内存和消息队列等IPC技术。 **线程编程** - **线程创建**：了解线程的基本概念与创建线程的方法。 - **线程同步**：学习线程之间的同步机制，防止数据竞争等问题。 - **线程退出保护设计**：讨论如何安全地退出线程，避免资源泄露。 **网络编程** - **TCP与UDP编程**：分别介绍TCP和UDP协议的特点，并给出具体的编程案例。 - **并发服务器设计**：探讨如何利用多线程或多进程技术实现并发服务器，提高网络服务的性能。 通过本实验手册的学习，学生将能够掌握嵌入式Linux应用开发的基本技能，包括程序编译与调试、文件操作、进程管理、线程编程以及网络编程等多个方面，为进一步深入学习嵌入式系统开发奠定坚实的基础。