实验五常用软件开发工具

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 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

2、统的组合。下表是GCC1行的平台。表GCC运行的平台硬件操作系统AlphaRed Hat Li nux 7.1HPPAHPUX 11.0In tel x86Debia n Li nux 2.2, Red Hat Li nux 6.2,FreeBSD 4.5MIPSIRIX 6.5PowerPCSparcSolaris 2.7GCC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，提高

3、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hello.c文件$vi hellox输入字符i,插入文本以下文本#include int main(void)printf (” Hello World!n); return 0;最后输入字符:wq,返回命令行，键入以下编译命令$gcc 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：

4、-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 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

5、件组成：mai n.c, calc.c ，其中，mai n.c#indude int calc(int);int main(int argcT char* argv)int iIn put=O, iOutput=0;int i=0;scan f(%i, & iI nput);while(il nput 0)prin tf(Please in put a positive in teger!n); scan f(%i, &iI nput);iOutput = calc(i In put);prin tf(Result is:%in, iOutput); return 0;a.out文件内容为:c

6、alc.c的文件内容为:#i n elude int calc(i nt iln) Iint i = 0, iOut = 0;iOut = iln;for(i = 0; i iln; i+)iOut += iOut * il n;return iOut;I1、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 mai n.c calc.c -o main命令行中，ma in .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，-o参数指定了可执行文件的文件名为main。第二种方法是编

7、译 calc.c为静态库，编译 ma in .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：$gcc -c calc.c生成静态库文件，添加calc.o到静态库中，使用如下命令行：$ar -r libcalc.a calc.o命令行中，-r libcalc.a参数表示建立静态库，名字为libcalc.a。接下来，使用如下命令行：$gcc mai n.c libcalc.a -o main上面这条命令也可以用下面的命令完成：$gcc mai n.c -lcalc o main-l参数可以指定库名称，这里calc表示使用库libcalc.a，库名字前面的lib

8、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calc.c为calc.o，使用命令行：$gcc -c -fpic calc.c命令行中，-fpic指定calc.o为可重分配地址属性，pic是position independenee code的缩写。接下来使用 calc.o生成共享库 calc.so :$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 mai n.c calc.so -o ma

9、in2 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hell

10、o.h，贝U Makefile文件可以编写为：hello: hello.ogcc hello.o -o hello hello.o: hello.c hello.h gcc -c hello.c clean:rm hello *.omake命令的使用：$g make输入 make或make hello将生成 Makefile中所有的目标文件，即hello,hello.o,hello.s。$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ma

11、ke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

12、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。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。/*I* debugmy.c7#i n elude void myputc(char * cptr)*cptr = a;prin

13、 tf(myputc=%c n,*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：$gcc -g debugmy.c -o debugmy$ ./debugmy段错误$使用gdb跟踪查错$ gdb ./debugmyGNU gdb Red Hat Linux (630.0-1.122rh)Copyright 2004 Free Software Foun dati on, Inc.GDB is free software, covered by the GNU Gen e

14、ral Public Lice n se, and you are welcome to cha nge it an d/or distribute copies of it un der certa in con diti ons.Type show copy in g to see the con diti ons.There is absolutely no warra nty for GDB.Type show warra n ty for details.This GDB was con figured as i386-redhat-l inu x-g nu .Us ing host

15、 libthread_db library /lib/libthread_db.so.1.(gdb)Gdb常现在进入了gdb调试状态，可以使用gdb的调试 子 命令跟踪程序的执行 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contin ue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(gdb)list 10567891011121314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:v

16、oid myputc(char * cptr)*cptr = a;prin tf(myputc=%cn,*cptr);int main( void)char c;char * cptr;c = A：我们将断点设在第15行上，输入：(gdb) break 15Breakpoi nt 1 at 0x80483c0: file debugmy.c, li ne 15.开始跟踪执行，输入：(gdb) runStart ing program: /root/ipc/debugmyRead ing symbols from shared object read from target memory.do ne.Loaded system supplied DSO at OxffffeOOOBreakpo int 1, mai n () at debugmy.c:1515myputc(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 debugmy.c:77*cptr = a;程序执行一行，进入函数myputc,再单