实验五常用软件开发工具

1、实验五、常用软件开发工具、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 gee和g+语言编译器GCC是 GNU Compiler Colleetion 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，这里所说的平台是指计算机硬件芯片和运行在其

2、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Alp haRed Hat Li nux 7.1HPPAHPUX 11.0In tel x86Debia n Linux 2.2, Red Hat Li nux 6.2,FreeBSD 4.5MI PSIRIX 6.5Po werPCAIX4.3.3Sp areSolaris 2.7GC（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，gee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gee。同

3、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gee基础上的 C+语言编译器。geellll编译过程分为 4个阶段：预处理编译汇编连接 最简单的C语言编译的例子: 用vi建立一个 hello.e文件$vi hello.c I输入字符i,插入文本以下文本#in elude int main( void) 精选文库7最后输入字符:wq,返回命令行，键入以下编译命令:$gcc hello.c (-lstdc+)如果没有错误gcc将生成默认的可执行文件a.out，执行a.out:$./a.outHello World!$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

4、行文件名指定输出的可执行文件名，而不是默认的只编译生成.o的目标文件，不连接生成可执行文件 只编译生成.s的汇编文件，不连接生成可执行文件 在可执行文件中加入标准调试信息允许GCC发出警告型错误信息a.out-c-s-g-Wall选项使用的例子：对以上hello.c使用-o,-g常用选项重新编译、执行$gcc -g hello.c -o hello$./helloHello World!$GCC默认的扩展文件名：C语言源代码.cc C+语言源代码预处理后的 C语言源代码预处理后的C+语言源代码 汇编语言源代码编译后的目标代码.so编译后的库代码.c.C.i.ii .S .s.o.a下面的例子由

5、两个文件组成：mai n.c, calc.c ，其中，ma in .c文件内容为:#in elude int calc(i nt);nt main (i nt argc, char* argv) scan f(%i, & il nput);While(il nput 0)printfCPI ease input a p ositive in teger!n);scan f(%i, &ilnput);iOut put = calc(i Inpu t);prin tf(Result is:%in, iOut put); return 0;calc.c的文件内容为：1、编译过程有三种方式编译这两个源

6、程序，一是直接使用如下命令行完成编译、链接过程:$gcc mai n.c calc.c -o main命令行中，main.c calc.c的后缀名指明了调用c编译器，前面讲到了 gcc是GCC的众多编译器的统一入口，gcc靠后缀名决定调用什么编译器，-0参数指定了可执行文件的文件名为ma in。第二种方法是编译 calc.c为静态库，编译main.c时指定静态库的位置。需要将calc.c编译成中间文件calc.o，使用如下命令行：$gcc -c calCC生成静态库文件，添加calc.o到静态库中，使用如下命令行:$ar -r libcaic.a caic.o命令行中，-r libcalc.a

7、参数表示建立静态库，名字为libcalc.a 。接下来，使用如下命令行：$gcc mai n.c libcaic.a -o main上面这条命令也可以用下面的命令完成:$gcc main.c -Icalc-l参数可以指定库名称，这里 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calc.c为calc.o，使用命令行:-o maincalc表示使用库libcalc.a，库名字前面的lib和后面$gcc -C -fpic caic.c命令行中，-fpic 指定calc.o 为可重分配地址属性，Pic是position independence code 的缩

8、写。接下来使用calc.o 生成共享库calc.so :$gcc -shared calc.o - o calc.so这两条命令也可以缩减为一行：$gcc -shared -fpic calc.c -o calc.so 最后编译main.c ,链接生成的共享库:$gcc main .c caic.so -o main 2 make项目管理器的编写使用以下规则:依赖体2 .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目标体1: 依赖体1命令行1

9、命令行2目标体2: 依赖体1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hello.c和hello.h，贝U Makefile文件可以编写为：hello: hello.o |gcc hello.o -0 hellohello.o: hello.c hello.hIgcc -c hello.c Iclea n: |rm hello *.o Imake命令的使用：$g make输入make或ma

10、ke hello将生成 Makefile中所有的目标文件，即hello,hello.o,hello.s。$g make hello.o |将仅生成目标文件hello.o$g make clea n |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 gdb程序调试器GDB 是 GNU Project 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

11、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

12、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。n* debugmy.c |*n#in elude Void myputc(char * cptr) | *cptr = a; jprin tf(m ypu tc=%c n,*c ptr);I Iint main(void)|char c; | char * cptr门 c = A; I mypu tc(

13、c ptr); return 0; I使用带-g选项的gcc编译、执行：$gcc -g debugmy.c -o debugmy I$ ./debugmy |段错误 1$使用gdb跟踪查错$ gdb ./debugmyGNU gdb Red Hat Linux (6.3.0.0-1.122rh)Cop yright 2004 Free Software Foun dati on, Inc.GDB is free software, covered by the GNU Gen eral P ublic Lice nse, and you are welcome to cha nge it an

14、 d/or distribute copies of it un der certa in con diti ons.Type show copyin g to see the con diti ons.There is absolutely no warra nty for GDB.Type show warra nty for details.This GDB wascon figuredas i386-redhat-l inu x-g nu .Us inghost libthread_db library/lib/libthread db.so.1.(gdb)现在进入了 gdb调试状态，

15、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 break 源程序文件名：行号run(缺省为10行)建立一个断点n ext ste p con ti nue启动被调试的程序从断点处向下执行一行 从断点处向下执行一行，继续从断点处连续执行当前行为函数则跟踪进入函数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 10 |void mypu tc(char * cptr)8910*cptr = a;prin tf(my putc=%cn,*cptr);111213

16、14我们将断点设在第int mai n(void)char c; char * cptr; c = A;15行上，输入:(gdb) break 15 |Break point 1 at 0x80483c0: file debugmy.c, li ne 15.开始跟踪执行，输入：(gdb) runStarting p rogram: /root/ip c/debugmyRead ing symbols from shared object read from target memory.do ne.Loaded system supplied DSO at OxffffeOOOBreak point 1, main () at debugmy.c:1515mypu tc(c ptr);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) ste pmyp utc (cptr=0x9bbe40 U211?WVS203? L? 215s) at debugmy.c:77*cptr = a;程序执行一行，进入函数myputc,再单步执行一行