实验五常用软件开发工具.pdf

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1、实验五、常用软件开发工具一、实验目的1、熟悉字符模式下的 C 程序编译和调试环境，基本掌握Linux 字符模式下的编译工具和调试工具的使用；2、本实验需要综合使用Linux 基本文件命令、编辑器的使用，练习在Linux 的字符模式下，编辑、编译及调试一个C 程序的基本方法。二、实验内容和步骤1 gcc1 gcc 和和 g+g+语言编译器语言编译器GCC 是 GNU Compiler Collection的缩写，它是世界上最为重要的开放源代码软件18。因为所有其他的开放源代码项目都依赖于GCC 进行编译。比如，没有 GCC，Linux 的产生就不会成为可能。GCC 能工作在很多平台上，这里所说的

2、平台是指计算机硬件芯片和运行在其上的操作系统的组合。下表是 GCC 运行的平台。表 GCC 运行的平台硬件AlphaHPPAIntel x86MIPSPowerPCSparc操作系统Red Hat LinuxHPUXDebian Linux,Red Hat Linux,FreeBSDIRIXAIX4.3.3SolarisGCC 可以编译多种语言：C，C+，对象C（标准 C 的派生），Fortran，Java，Ada。正如GCC缩写所代表的对象一样，GCC 实际上是多种编译器的统称，gcc 是所有编译器的统一的程序接口，在本书中，并没有区分GCC 和 gcc。同时，GCC 也能够进行代码优化，提

3、高执行程序的运行速度。g+是构建于 gcc 基础上的 C+语言编译器。gcc 编译过程分为 4 个阶段：l预处理l编译l汇编l连接最简单的 C 语言编译的例子：用 vi 建立一个 文件$vi输入字符 i,插入文本以下文本/*/#include int main(void)printf(Hello World!n);return 0;最后输入字符:wq,返回命令行，键入以下编译命令：$gcc (-lstdc+)如果没有错误 gcc 将生成默认的可执行文件,执行:$./Hello World!$gcc 带有多达数页的编译选项，我们仅列出最常用的几项：-o可执行文件名指定输出的可执行文件名，而不是默

4、认的-c只编译生成.o 的目标文件,不连接生成可执行文件-s只编译生成.s 的汇编文件,不连接生成可执行文件-g在可执行文件中加入标准调试信息-Wall允许 GCC 发出警告型错误信息选项使用的例子:对以上 使用-o,-g 常用选项重新编译、执行:$gcc-g -o hello$./helloHello World!$GCC 默认的扩展文件名：.c C 语言源代码.C .cc C+语言源代码.i预处理后的 C 语言源代码.ii预处理后的 C+语言源代码.S.s汇编语言源代码.o编译后的目标代码.a .so编译后的库代码下面的例子由两个文件组成：,，其中，文件内容为：#include int c

5、alc(int);int main(int argc,char*argv)int iInput=0,iOutput=0;int i=0;scanf(%i,&iInput);while(iInput 0)printf(Please input a positive integer!n);scanf(%i,&iInput);iOutput=calc(iInput);printf(Result is:%in,iOutput);return 0;的文件内容为：#include int calc(int iIn)int i=0,iOut=0;iOut=iIn;for(i=0;i iIn;i+)retur

6、n iOut;1、编译过程有三种方式编译这两个源程序，一是直接使用如下命令行完成编译、链接过程：$gcc -o main命令行中，的后缀名指明了调用c 编译器，前面讲到了 gcc 是 GCC 的众多编译器的统一入口，gcc 靠后缀名决定调用什么编译器，-o 参数指定了可执行文件的文件名为main。第二种方法是编译为静态库，编译时指定静态库的位置。需要将编译成中间文件，使用如下命令行：iOut+=iOut*iIn;$gcc-c生成静态库文件，添加到静态库中，使用如下命令行：$ar-r命令行中，-r 参数表示建立静态库，名字为。接下来，使用如下命令行：$gcc -o main上面这条命令也可以用下

7、面的命令完成：$gcc -lcalc o main-l 参数可以指定库名称，这里 calc 表示使用库，库名字前面的 lib 和后面的.a 被省略掉了，遵从了命名法。第三种方法是建立共享库，编译时指定共享库。首先，编译为，使用命令行：$gcc-c-fpic命令行中，-fpic 指定为可重分配地址属性，pic 是 position independence code 的缩写。接下来使用生成共享库：$gcc-sharedo这两条命令也可以缩减为一行：$gcc-shared-fpic -o最后编译，链接生成的共享库：$gcc -o main2 make2 make 项目管理器项目管理器make 项目

8、管理器（GNU 中的名称为 gmake）可以根据项目开发者说明的项目开发文件 Makefile 自动的进行编译配置和重复编译,能实现复杂项目的编译自动化。项目开发文件 Makefile 的编写使用以下规则：目标体 1：依赖体 1 依赖体 2.命令行 1命令行 2 .目标体 2：依赖体 1 依赖体 2.命令行 1命令行 2 .其中目标体是命令行要生成的输出文件，依赖体是命令行要输入的文件或选项，命令行序列是要创建目标体文件所需要的步骤，例如编译命令。无特别指定，make总是使用当前目录中的 Makefile 进行自动编译。例如我们在当前目录中有两个项目开发文件和，则Makefile 文件可以编写

9、为：hello:gcc -o hello:gcc-cclean:rm hello*.omake 命令的使用：$g make输入 make 或 make hello 将生成 Makefile 中所有的目标文件，即hello,。$g make将仅生成目标文件$g make clean是一条伪目标生成命令，该目标没有依赖体，它只执行对已生成目标文件的删除。当我们对以上依赖体中的任意一个进行了修改，重新 make 时仅会引发对应目标体的重新生成，从而提高了编译的效率并保证了项目开发的正确性。3 gdb3 gdb 程序调试器程序调试器GDB 是 GNU Project Debugger 的缩写，用于调试

10、 Ada,C,C+,Objective-C,Pascal 和其他语言编写的程序20，这些程序可以运行在本地计算机上，也可以运行在远程计算机上。GDB 可以运行在几乎所有的UNIX 和微软 Windows 平台上。GDB 主要能做下面 4 种事（以及由它们所支持的其他事情）：1）启动程序，指定可能影响程序运行的任何条件；2）指定程序在一定条件下停止；3）检查当程序停止时发生的事情；4）通过改变程序中的某些条件，测试可能造成的软件错误，还可以由此学习其他的软件错误。GDB 可以做源代码级别的程序调试（需要在编译时指定相应条件），也可以做二进制级别的程序调试。如果您在 gcc 编译选项中用到了-g

11、调试选项，则编译出的可执行文件就会带有符号表。这样的程序就可以使用 gdb 跟踪调试，观察到它的高级语言源代码的执行过程和变量的中间结果，从而能快速的排除程序运行时发生的错误。以下是一个带有运行时错误的C 程序,注意程序想通过传地址方式在一个函数中为字符变量 C 赋一个字符，但它引用了一个空指针，这将引发运行时的段非法错误使得程序异常终止。但我们可以通过 gdb 跟踪到它产生错误的位置，从而分析出产生错误的原因。/*/#include void myputc(char*cptr)*cptr=a;printf(myputc=%cn,*cptr);int main(void)char c;char

12、*cptr;c=A;myputc(cptr);return 0;使用带-g 选项的 gcc 编译、执行：$gcc-g -o debugmy$./debugmy段错误$使用 gdb 跟踪查错$gdb./debugmyGNU gdb Red Hat Linux(6.3.0.Copyright 2004 Free Software Foundation,Inc.GDB is free software,covered by the GNU General Public License,and you arewelcome to change it and/or distribute copies o

13、f it under certain conditions.Type show copying to see the conditions.There is absolutely no warranty for GDB.Type show warranty for details.ThisGDBwasconfiguredasi386-redhat-linux-gnu.Usinghostlibthread_db library/lib/.(gdb)现在进入了 gdb 调试状态，可以使用 gdb 的调试子命令跟踪程序的执行。Gdb 常用命令：list 行号列出指定行号的上下行（缺省为 10 行）b

14、reak 源程序文件名：行号建立一个断点run启动被调试的程序next从断点处向下执行一行step从断点处向下执行一行，当前行为函数则跟踪进入函数continue继续从断点处连续执行print变量名打印变量当前值quit退出 gdb让我们现使用 list 命令查看一下要调试的程序是否已经装入，输入：(gdb)list 105 void myputc(char*cptr)6 7 *cptr=a;8 printf(myputc=%cn,*cptr);9 10 int main(void)11 12 char c;13 char*cptr;14 c=A;我们将断点设在第 15 行上，输入：(gdb)

15、break 15Breakpoint 1 at 0 x80483c0:file,line 15.开始跟踪执行，输入：(gdb)runStarting program:/root/ipc/debugmyReading symbols from shared object read from target memory.done.Loaded system supplied DSO at 0 xffffe000Breakpoint 1,main()at:1515 myputc(cptr);程序执行到第 15 行上停止，我们采用单步执行跟踪错误的发生，输入:(gdb)stepmyputc(cptr=

16、0 x9bbe40 U211 WVS203 L 215s)at:77 *cptr=a;程序执行一行，进入函数myputc,再单步执行一行，再次输入：(gdb)stepProgram received signal SIGSEGV,Segmentation fault.0 x0804838d in myputc(cptr=0 x9bbe40 U211 WVS203 L 215s)at:77 *cptr=a;此时 gdb 报告在执行改行时接受到一个段失败的信号，由此我们可以知道错误发生在该行上，进一步我们可以推断出该错误的发生是因为指针 cptr 未初始化，它指向了一个非法的地址，所以在向它指向的单元赋值时发生了段错误。