第4章程序開發(fā)和調(diào)試

第4章程序開發(fā)和調(diào)試1主要內(nèi)容vi&vimgccmake&makefilegdbCVS&RCS2開發(fā)工具IDEKdevelopEclipseKylix3CommandlineEditor:vi/vim/gvim,emacs/xemacs,geditSourceReader:sourcenavigator;vi/emacs+ctags/etagsConfigureTools:automake,autoconf,m434VIVI的特點VI的模式VI的基本命令VI的高級命令45VI的特點純文本編輯器全屏幕編輯器工作于3種模式通過命令進行編輯操作UbuntuLinux使用vim56VI的模式三種模式命令模式輸入模式末行模式Shell退出vivifile末行模式輸入模式轉(zhuǎn)義命令按[Esc]鍵文本輸入命令執(zhí)行完畢或按[Esc]鍵命令模式67VI的模式（Cont.）命令模式狀態(tài)欄編輯區(qū)空白區(qū)78VI的模式（Cont.）輸入模式輸入模式標志89VI的模式（Cont.）末行模式末行模式標志910編輯命令命令功能[N]x(Expurgate)刪除從光標位置開始的連續(xù)N個字符（并復(fù)制到編輯緩沖區(qū)）[N]dd(Delete)刪除從光標位置開始的連續(xù)N行（并復(fù)制到編輯緩沖區(qū)）[N]yy(Yank)復(fù)制從光標位置開始的連續(xù)N行到編輯緩沖區(qū)p(Put)從編輯緩沖區(qū)復(fù)制文本到當前光標位置（即粘貼）u(Undo)取消上一次操作（即恢復(fù)功能）1011光標命令命令功能h方向鍵，向左移動一個字符，相當于鍵“←”j方向鍵，向下移動一行，相當于鍵“↓”k方向鍵，向上移動一行，相當于鍵“↑”l方向鍵，向右移動一個字符，相當于鍵“→”:N移動光標到第N行（N待定）1G移動光標到文件的第1行G移動光標到文件的最后1行:setnumber設(shè)置顯示行號:setnonumber取消顯示行號1112文件命令命令功能:q(Quit)退出沒有被修改的文件:q!強制退出，且不保存修改過的部分:w(Write)保存文件，但不退出:w!強制保存文件，但不退出:x(Exit)保存文件并退出:x!強制保存文件并退出:wFile另存為File給出的文件名，不退出:w!File強制另存為File給出的文件名，不退出:rFile(Read)讀入File指定的文件內(nèi)容插入到光標位置1213狀態(tài)命令命令功能a(Append)進入編輯狀態(tài)，從當前光標之后的位置開始插入鍵盤輸入的字符i(Insert)進入編輯狀態(tài)，從當前光標之前的位置開始插入鍵盤輸入的字符o(Open)進入編輯狀態(tài)，并插入一新行，光標移到行首，以后鍵盤輸入的字符將插入到光標位置ESC進入命令狀態(tài):!Command在vi中執(zhí)行外部命令Command，按回車鍵可以返回vi繼續(xù)工作1314Linux中vi命令詳解14FileNameSuffixC++headerfile.H.hhCorC++headerfile.hC++sourcecode.cc.cp.cpp.CPP.c++.C.cxxCsourcecode.cDynamiclibraryfile(sharedobject).soStaticlibraryfile(archivefile).aObjectfile.o匯編程序.s預(yù)處理后的c源程序.i15GCC簡介

名稱：GNUprojectCandC++Compiler管理與維護GNU項目對C/C++編譯的控制–預(yù)處理（Preprocessing）–編譯（Compilation）–匯編（Assembly）–鏈接（Linking)基本使用格式$gcc[選項]<文件名>16常用的gcc編譯命令選項假設(shè)源程序文件名為test.c。1.無選項編譯鏈接用法：#gcctest.c作用：將test.c預(yù)處理、匯編、編譯并鏈接形成可執(zhí)行文件。文件。這里未指定輸出文件，默認輸出為a.out2.選項-o用法：#gcctest.c-otest作用：將test.c預(yù)處理、匯編、編譯并鏈接形成可執(zhí)行文件test。-o選項用來指定輸出文件的文件17常用的gcc編譯命令選項3.選項-c用法：#gcc-ctest.s作用：將匯編輸出文件test.s編譯輸出test.o文件4.選項-O[0、1、2、3]用法：#gcc-O1test.c-otest作用：使用編譯優(yōu)化級別1編譯程序。級別別越大優(yōu)化效果越好，但編譯時間越長。缺省的情況為2級優(yōu)化，0為不進行優(yōu)化5.選項-g用法：#gcc-gtest.c-otest作用：在可執(zhí)行文件中加入調(diào)試信息，方便用gdb進行程序的調(diào)試。18gcc其他選項-Idir:指定額外的頭文件搜索路徑-Ldir:指定額外的庫文件搜索路徑-lname:鏈接時搜索指定的庫文件-DMACRO[=DEFN]:定義MACRO宏，相當于C語言中的#defineMACRO=DEFN-xlanguagefilename：設(shè)定文件所使用的語言,使后綴名無效-ansi：只支持ANSI標準的C語法。這一選項將禁止GNUC的某些特色，例如asm或typeof關(guān)鍵詞。19示例源程序示例源程序—hello.c#include<stdio.h>intmain(void){ printf("hellogcc!\r\n"); return0;}20生成預(yù)處理文件命令$gcc–Ehello.c–ohello.i預(yù)處理文件hello.i的部分內(nèi)容......externvoidfunlockfile(FILE*__stream);#679"/usr/include/stdio.h"3#2"hello.c"2intmain(void){ printf("hellogcc!\n"); return0;}21生成匯編文件命令

$gcc–Shello.c–ohello.s匯編文件hello.s的部分內(nèi)容......main: pushl%ebp movl%esp,%ebp........ addl$16,%esp movl$0,%eax leave ret......"22生成二進制文件生成目標文件$gcc–chello.c–ohello.o生成可執(zhí)行文件$gcc

hello.c–ohello運行程序$./hellohellogcc!23編譯多個文件文件清單greeting.h#ifndef_GREETING_H#define_GREETING_Hvoidgreeting(char*name);#endifmy_app.c#include<stdio.h>#include"greeting.h"#defineN10intmain(void){charname[N];printf("YourName,Please:");scanf("%s",name);greeting(name);return0;}greeting.c#include<stdio.h>#include"greeting.h"voidgreeting(char*name){printf("Hello%s!\r\n",name);}24編譯多個文件目錄結(jié)構(gòu)(1)–編譯命令$gcc

my_app.c

greeting.c

–omy_app目錄結(jié)構(gòu)(2)–編譯方式(1)$gcc

my_app.c

functions/greeting.c

–omy_app

-Ifunctions25編譯多個文件目錄結(jié)構(gòu)(2)–編譯方式(2)分步編譯命令： 1、$gcc

-cmy_app.c-Ifunctions 2、$gcc

-cfunctions/greeting.c 3、$gcc

my_app.o

greeting.o

–omy_app思路： 1、編譯每一個.c文件，得到.o的目標文件； 2、將每一個.o的目標文件鏈接成一個可執(zhí)行的文件。26LibrariesFiles庫是一組預(yù)先編譯好的函數(shù)的集合。標準的庫文件一般存儲在/lib和/usr/lib目錄中。庫文件的命名總是以lib開頭，如libm.a函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫。動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運行時還需要動態(tài)庫存在。27LibrariesFilesStaticLibraries(.afiles)gcc-c+arcrv如arcrvlibfoo.abill.ofred.oDynamicLibraries/SharedObjects(.sofiles)共享代碼gcc–shared-fPCI該選項指定生成動態(tài)連接庫

如gcc-shared-fPCI-olibmyhello.sohello.o查看一個可執(zhí)行程序依賴哪些庫

$lddprogram28多個源文件帶來的問題/*main.c*/#include“a.h”.../*2.c*/#include“a.h”#include“b.h”.../*3.c*/#include“b.h”#include“c.h”必要時重新編譯所有受改動影響的源文件！編譯的原則：一旦被依賴的頭文件被改，相應(yīng)的源文件必須新編譯！29make&makefileMulti-fileprojectIDEmakemake&makefilemakefile描述模塊間的依賴關(guān)系；大多數(shù)IDE都有這個命令，例如：Delphi的makeVisualC++的nmake，Linux下GNU的makemake命令根據(jù)makefile對程序進行管理和維護；make判斷被維護文件的時序關(guān)系30make命令的選項和參數(shù)make[-ffilename][targetname]Filenamemakefile的默認文件名為GNUmakefile、makefile或Makefile。多數(shù)Linux程序員使用第三種文件名Makefile。Targets目標通常是一個文件名（編譯產(chǎn)生的文件名）。目標也可以是一個要執(zhí)行的動作,如‘clean’、‘install’如果省略target，make就將生成Makefile文件中定義的第一個目標。建議第一個目標定義為all31Makefile概述Makefile模版：

target...:prerequisites... command ... ...Makefile的規(guī)則：

target這一個或多個的目標文件依賴于prerequisites的文件，其生成規(guī)則定義在command中。如果prerequisites有一個以上的文件比target文件更新,command所定義的命令就會被執(zhí)行。

Target表示若干個目標文件ObjectFile，也可以執(zhí)行文件，還可以是一個標簽(Label)。

prerequisites是要生成某個target所依賴的文件或是目標。

command也就是make需要執(zhí)行的命令，也可以是任意的Shell命令。32#一個簡單的Makefile的例子all：myappmyapp:main.o2.o3.o gcc-omyappmain.o2.o3.o#一定要以tab鍵開頭main.o:main.ca.h gcc-cmain.c2.o:2.ca.hb.h gcc-c2.c3.o:3.cb.hc.h gcc-c3.cclean：

rm–f*.oMakefile文件示例33Makefile中的宏宏一般使用大寫宇母。定義宏的語法：

MACRNAME=value

引用宏的方法：

${MACRNAME}或$(MACRNAME)34Makefile中的宏作用用于設(shè)置編譯器的選項，如CFLAGS

設(shè)置編譯器名，如CC其他自定義宏35all:myapp#WhichcompilerCC=gccINCLUDE=.#OptionsfordevelopmentCFLAGS=-g-Wall-ansi#Optionsforrelease#CFLAGS=-O-Wall-ansimyapp:main.o2.o3.o $(CC)-omyappmain.o2.o3.omain.o:main.ca.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-cmain.c2.o:2.ca.hb.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-c2.c3.o:3.cb.hc.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-c3.c帶宏定義的Makefile36Makefile的內(nèi)置宏定義$@ 規(guī)則中的目標名字$< 依賴文件中的第一個$^ 所有的依賴文件$? 依賴文件中所有比目標新的文件37Makefile的特殊字符以下兩個特殊字符，出現(xiàn)在命令之前：-：忽略所有錯誤@：執(zhí)行某些命令前不將該命令本身輸出到屏幕38帶特殊字符的例子#SampleMakefileOBJS=hello.omyprog:$(OBJS)$(CC)$(OBJS)-o$@hello.o:hello.c$(CC)-c$<clean: -rm-fmyprog$(OBJS)39多個目標all:myappCC=gccINSTDIR=/usr/local/binINCLUDE=.CFLAGS=-g-Wall-ansimyapp:main.o2.o3.o $(CC)-omyappmain.o2.o3.omain.o:main.ca.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-cmain.c2.o:2.ca.hb.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-c2.c3.o:3.cb.hc.h $(CC)–I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-c3.cclean: -rmmain.o2.o3.oinstall:myapp @if[-d$(INSTDIR)];\ then\ cpmyapp$(INSTDIR);\ chmoda+x$(INSTDIR)/myapp;\ chmodog-w$(INSTDIR)/myapp;\ echo“Installedin$(INSTDIR)”;\ else\ echo“Sorry,$(INSTDIR)doesnotexist”;\ fi40Makefile的內(nèi)置規(guī)則“.o”目標隱含編譯規(guī)則用“cc-c”命令編譯“.o”文件目標的隱含依賴文件同名的C源文件main.o:main.ca.h2.o:2.ca.hb.h3.o:3.cb.hc.h$makeCC=gccCFLAGS=”-Wall-g”foo$make–p41后綴和模式規(guī)則（1）.SUFFIXES:.cpp.cpp.o: $(CC)–xc++$(CFLAGS)-c$@$<42后綴和模式規(guī)則（2）%.o:%.c $(CC)-c$(CFLAGS)-o$@$<43自動生成Makefile工具GNUAutomake、Autoconf常見的GNU程序一樣，使用“./configure”，“make”，“makeinstall”gcc–MM

產(chǎn)生一個適用于make命令的依賴關(guān)系清單。44調(diào)試工具gdbgdb:GNUDebug設(shè)置斷點監(jiān)視變量值單步執(zhí)行修改變量值45gdbcommands不退出gdb就執(zhí)行makemake不退出gdb就執(zhí)行shell命令shell中止正在調(diào)試的程序kill執(zhí)行當前調(diào)試的程序run退出gdbquit臨時顯示表達式的值print顯示表達式的值display打開要調(diào)試的文件file執(zhí)行一條語句，是函數(shù)則進入函數(shù)內(nèi)部step執(zhí)行一條語句但不進入函數(shù)內(nèi)部next列出源代碼的一部分list設(shè)置斷點，可以是行號、函數(shù)名及地址(以*開頭)tbreak:設(shè)置臨時斷點break/tbreak46gdb調(diào)試舉例47gdb調(diào)試舉例啟動gdbGNUgdb(GDB)7.2-ubuntuCopyright(C)2010FreeSoftwareFoundation,Inc.LicenseGPLv3+:GNUGPLversion3orlater</licenses/gpl.html>Thisisfreesoftware:youarefreetochangeandredistributeit.ThereisNOWARRANTY,totheextentpermittedbylaw.Type"showcopying"and"showwarranty"fordetails.ThisGDBwasconfiguredas"i686-linux-gnu".Forbugreportinginstructions,pleasesee:</software/gdb/bugs/>.(gdb)48gdb調(diào)試舉例49gdb調(diào)試舉例50gdb調(diào)試舉例51gdb調(diào)試舉例52gdb調(diào)試舉例分析 –11行說明name變量被正確賦值（tom） –13行說明name變量值被正確賦予greeting的參數(shù)變量name –16說明打印出現(xiàn)了錯誤，即錯誤出現(xiàn)在函數(shù)greeting中綜合分析 –錯誤出現(xiàn)在greeting.c的第5行 –原因：沒有輸出字符串的格式不對

改正錯誤53gdb調(diào)試舉例動態(tài)調(diào)試總結(jié) –主要錯誤類型算法錯誤輸入錯誤 –定位方法 設(shè)置斷點 單步步進執(zhí)行 查看變量取值變化 反復(fù)執(zhí)行，逐步縮小錯誤范圍54使用RCS/CVS來管理源代碼Unix在源碼管理方面有三個被廣泛使用的系統(tǒng)RCS:版本控制系統(tǒng)CVS：協(xié)同版本控制系統(tǒng)SCCS：源代碼控制系統(tǒng)55RCS的使用RCS主要功能是用來管理文件的版本，可以節(jié)省空間和時間。這樣就不需要在每個程序開發(fā)到某一個階段就將數(shù)據(jù)拷貝到其他的地方備份起來了。RCS提供了如下幾個最重要的指令：ci指令：將文件放入RCS目錄下的控制系統(tǒng)。co指令：從RCS目錄下將文件取出。rlog：用來查看文件的改動清單。rcsdiff命令:

用來查看兩個版本之間的區(qū)別。56RCS-基本操作方式一般而言，RCS所產(chǎn)生出來的文件會放在RCS目錄中。所以第一步一般要在當前的目錄下創(chuàng)建一個名為RCS的子目錄。$mkdirRCS接下來使用ci指令把文件備份到RCS版本控制系統(tǒng)中：$citest.c若要將文件取出，可以使用下列指令：$cotest.c取出來的文件是只讀文件，若要取出可以寫入的工作文件，可以加上-l參數(shù)來鎖定它：$co-ltest.c此外將文件放入RCS控制系統(tǒng)時，可以使用-l參數(shù)鎖定文件，那么目錄下的文件依然存在：

$ci-ltest.c

若要比較當前文件和RCS中最新版本文件，使用下列指令：$rcsdifftest.c57RCS-指定版本若不指定版本編號時，co會從RCS取得最新的版本。如果要以特定的版本號碼寫入RCS或讀出，可以使用-r參數(shù)選項。$ci-l-r3.25test.c$co-l-r1.2test.c此外，rcsdiff也可以用來指定任何一個版本和當前程序代碼進行比較。$rcsdiff-r3.25test.c58CVS的使用CVS（ConcurrentVersionsSystem）協(xié)同版本控制系統(tǒng)是一種GNU軟件包，主要用于在多人開發(fā)環(huán)境下的源碼的維護。CVS的基本工作原理：在一臺服務(wù)器上建立一個源代碼庫，庫里可以存放許多不同項目的源程序。每個用戶在使用源代碼庫之前，要把源代碼庫里的項目文件下載到本地，然后用戶可以在本地任意修改，最后用CVS命令進行提交，由CVS源代碼庫統(tǒng)一管理修改。59CVS-創(chuàng)建倉庫用CVS管理代碼，首先要創(chuàng)建一個“倉庫”。“倉庫”簡單來說包含一個目錄結(jié)構(gòu)。它包括要管理的源代碼和用于管理源代碼的各種管理文件。先設(shè)置環(huán)境變量CVSROOT，指向信息倉庫的絕對路徑，然后調(diào)用CVS的init命令：#CVSROOT=/usr/local/cvsroot;exportCVSROOT#cvsinit#ls-l$CVSROOT60CVS-添加項目的文件、目錄到信息倉庫要將需要管理的項目加入到倉庫，并附上信息。cvsim