实验五常用软件开发工具.docx

1、实验五常用软件开发工具实验五、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 gcc 和 g+ 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

2、里所说的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 操作系统Alpha Red Hat LinuxHPPA HPUXIntel x86 Debian Linux , Red Hat Linux , FreeBSDMIPS IRIXPowerPC AIX4.3.3Sparc SolarisGCC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 gc

3、c 。同时， GCC也能够进行代码优化，提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

4、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：.cC语言源代码.C.ccC+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

5、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 calc(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

6、iIn)int i = 0, iOut = 0;iOut = iIn;for(i = 0; i iIn; i+)iOut += iOut * iIn;return 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：$gcc -o main命令行中， 的后缀名指明了调用 c 编译器，前面讲到了 gcc 是 GCC的众多编译器的统一入口， gcc 靠后缀名决定调用什么编译器， -o 参数指定了可执行文件的文件名为 main。第二种方法是编译为静态库，编译时指定静态库的位置。需要将编译成中间文件，使用如下命令行：$gcc -c生成静态库文件，添加到静态库中，

7、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 -shared o这两条命令也可以

8、缩减为一行：$gcc -shared -fpic -o最后编译，链接生成的共享库：$gcc -o main2 make 项目管理器make 项目管理器（ 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

9、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

10、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 gdb 程序调试器GDB是 GNUProject Debugger 的缩写，用于调试 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

11、，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 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。/*/#

12、include void myputc(char * cptr)*cptr = a;printf(myputc=%cn,*cptr);int main(void)char c;char * 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 softwa

13、re, covered by the GNU General Public License, and you arewelcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.Type show copying to see the conditions.There is absolutely no warranty for GDB. Type show warranty for details.This GDB was configured as i386-redhat-linux-gnu.Usin

14、g hostlibthread_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）break 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 105void myputc(

15、char * cptr)67*cptr = a;8printf(myputc=%cn,*cptr);910int main(void)1112char c;13char * cptr;14c = A;我们将断点设在第 15 行上，输入：(gdb) break 15Breakpoint 1 at 0x80483c0: 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 s

16、ystem supplied DSO at 0xffffe000Breakpoint 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=0x9bbe40 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.0x0804838d in myputc (cptr=0x9bbe40 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。