?? linux 下 c 語言編程1.html
字號(hào):
<html><head>
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<title>linux C</title></head>
<body bgcolor="#ffffff" text="#3399ff">
<div align="center">
<center>
<table border="0" height="492" width="750">
<tbody><tr>
<td height="5" width="845">
<p align="center"><big><big><font color="#ff9900">Linux 下 C 語言編程</font>
</big></big></p>
<p align="right"><font color="#ff9900">原著：Rick McMullin</font></p>
<h3 align="center">
<font color="#ff9900">前言</font></h3>
<p>Linux的發(fā)行版中包含了很多軟件開發(fā)工具.
它們中的很多是用于 C 和 C++應(yīng)用程序開發(fā)的. 本文介紹了在
Linux 下能用于 C 應(yīng)用程序開發(fā)和調(diào)試的工具.
本文的主旨是介紹如何在 Linux 下使用 C 編譯器和其他 C
編程工具, 而非 C 語言編程的教程.
在本文中你將學(xué)到以下知識(shí):
<br>
</p><ul>
<li>
什么是 C</li>
<li>
GNU C 編譯器</li>
<li>
用 <tt>gdb </tt>來調(diào)試GCC應(yīng)用程序</li>
</ul>
你也能看到隨 Linux
發(fā)行的其他有用的 C 編程工具.
這些工具包括源程序美化程序(pretty print programs),
附加的調(diào)試工具, 函數(shù)原型自動(dòng)生成工具(automatic function
prototypers).<center>
<dl>
<dd>
<hr width="90%"></dd></dl></center><b>注意: </b>源程序美化程序(pretty print
programs)自動(dòng)幫你格式化源代碼產(chǎn)生始終如一的縮進(jìn)格式. <center>
<hr width="90%">
<h3>
<font color="#ff9900">什么是 C?</font></h3> C 是一種在
UNIX 操作系統(tǒng)的早期就被廣泛使用的通用編程語言.
它最早是由貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Dennis Ritchie 為了 UNIX
的輔助開發(fā)而寫的, 開始時(shí) UNIX 是用匯編語言和一種叫 B
的語言編寫的. 從那時(shí)候起, C
就成為世界上使用最廣泛計(jì)算機(jī)語言.
<br>
<br> C
能在編程領(lǐng)域里得到如此廣泛支持的原因有以下一些:
<ul>
<li>
它是一種非常通用的語言.
幾乎你所能想到的任何一種計(jì)算機(jī)上都有至少一種能用的 C
編譯器. 并且它的語法和函數(shù)庫在不同的平臺(tái)上都是統(tǒng)一的,
這個(gè)特性對(duì)開發(fā)者來說很有吸引力.</li>
<li>
用 C 寫的程序執(zhí)行速度很快.</li>
<li>
C 是所有版本的UNIX上的系統(tǒng)語言.</li>
</ul>
C 在過去的二十年中有了很大的發(fā)展. 在80年代末期美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(American
National Standards Institute)發(fā)布了一個(gè)被稱為 ANSI C 的 C
語言標(biāo)準(zhǔn).這更加保證了將來在不同平臺(tái)上的 C 的一致性.
在80年代還出現(xiàn)了一種 C 的面向?qū)ο蟮臄U(kuò)展稱為 C++. C++
將在另一篇文章 "C++ 編程"中描述.
<p> Linux 上可用的 C 編譯器是 GNU C 編譯器,
它建立在自由軟件基金會(huì)的編程許可證的基礎(chǔ)上,
因此可以自由發(fā)布. 你能在 Linux 的發(fā)行光盤上找到它.
<br>
<br>
<br>
</p><h3>
<font color="#ff9900">GNU C 編譯器</font></h3> 隨
Slackware Linux 發(fā)行的 GNU C 編譯器(GCC)是一個(gè)全功能的 ANSI C
兼容編譯器.
如果你熟悉其他操作系統(tǒng)或硬件平臺(tái)上的一種 C 編譯器,
你將能很快地掌握 GCC. 本節(jié)將介紹如何使用 GCC 和一些
GCC 編譯器最常用的選項(xiàng).
<br>
<h4>
<font color="#ff9900">使用 GCC</font></h4>
通常后跟一些選項(xiàng)和文件名來使用 GCC 編譯器. <tt>gcc </tt>命令的基本用法如下:
<pre><font color="#0066ff">gcc [options] [filenames]</font></pre>
命令行選項(xiàng)指定的操作將在命令行上每個(gè)給出的文件上執(zhí)行.
下一小節(jié)將敘述一些你會(huì)最常用到的選項(xiàng).
<br>
<h4>
GCC 選項(xiàng)</h4> GCC 有超過100個(gè)的編譯選項(xiàng)可用.
這些選項(xiàng)中的許多你可能永遠(yuǎn)都不會(huì)用到,
但一些主要的選項(xiàng)將會(huì)頻繁用到. 很多的 GCC
選項(xiàng)包括一個(gè)以上的字符.
因此你必須為每個(gè)選項(xiàng)指定各自的連字符,
并且就象大多數(shù) Linux
命令一樣你不能在一個(gè)單獨(dú)的連字符后跟一組選項(xiàng). 例如,
下面的兩個(gè)命令是不同的:
<pre><font color="#0066ff">gcc -p -g test.c
gcc -pg test.c</font></pre>
第一條命令告訴 GCC 編譯 <tt>test.c</tt>
時(shí)為 <tt>prof</tt>
命令建立剖析(profile)信息并且把調(diào)試信息加入到可執(zhí)行的文件里.
第二條命令只告訴 GCC 為 <tt>gprof</tt> 命令建立剖析信息.
<br>
<br> 當(dāng)你不用任何選項(xiàng)編譯一個(gè)程序時(shí), GCC
將會(huì)建立(假定編譯成功)一個(gè)名為
<tt>a.out</tt> 的可執(zhí)行文件. 例如,
下面的命令將在當(dāng)前目錄下產(chǎn)生一個(gè)叫 <tt>a.out</tt>
的文件:
<pre><font color="#0066ff">gcc test.c</font></pre>
你能用 <tt>-o</tt> 編譯選項(xiàng)來為將產(chǎn)生的可執(zhí)行文件指定一個(gè)文件名來代替
<tt>a.out. </tt>例如, 將一個(gè)叫 <tt>count.c </tt>的 C 程序編譯為名叫 <tt>count</tt>
的可執(zhí)行文件, 你將輸入下面的命令:
<pre><font color="#0066ff">gcc -o count count.c</font></pre>
<dl>
<dd>
<hr width="90%"><b>注意:</b> 當(dāng)你使用 <tt>-o</tt> 選項(xiàng)時(shí), <tt>-o</tt> 后面必須跟一個(gè)文件名.
<hr width="90%"></dd>
</dl>
GCC 同樣有指定編譯器處理多少的編譯選項(xiàng). <tt>-c</tt>
選項(xiàng)告訴 GCC 僅把源代碼編譯為目標(biāo)代碼而跳過匯編和連接的步驟. 這個(gè)選項(xiàng)使用的非常頻繁因?yàn)樗沟镁幾g多個(gè)
C 程序時(shí)速度更快并且更易于管理. 缺省時(shí) GCC 建立的目標(biāo)代碼文件有一個(gè) <tt>.o</tt>
的擴(kuò)展名.
<p><tt> -S</tt> 編譯選項(xiàng)告訴 GCC 在為 C 代碼產(chǎn)生了匯編語言文件后停止編譯.
GCC 產(chǎn)生的匯編語言文件的缺省擴(kuò)展名是 <tt>.s .</tt> <tt>-E</tt> 選項(xiàng)指示編譯<tt>器</tt>僅對(duì)輸入文件進(jìn)行預(yù)處理.
當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)被使用時(shí), 預(yù)處理器的輸出被送到標(biāo)準(zhǔn)輸出而不是儲(chǔ)存在文件里.
</p><h4>
<font color="#ff9900">
優(yōu) 化 選 項(xiàng)</font></h4>
當(dāng)你用 GCC 編譯 C 代碼時(shí), 它會(huì)試著用最少的時(shí)間完成編譯并且使編譯后的代碼易于調(diào)試.
易于調(diào)試意味著編譯后的代碼與源代碼有同樣的執(zhí)行次序, 編譯后的代碼沒有經(jīng)過優(yōu)化.
有很多選項(xiàng)可用于告訴 GCC 在耗費(fèi)更多編譯時(shí)間和犧牲易調(diào)試性的基礎(chǔ)上產(chǎn)生更小更快的可執(zhí)行文件.
這些選項(xiàng)中最典型的是<tt>-O</tt> 和 <tt>-O2</tt> 選項(xiàng).
<p> <tt>-O</tt> 選項(xiàng)告訴 GCC 對(duì)源代碼進(jìn)行基本優(yōu)化. 這些優(yōu)化在大多數(shù)情況下都會(huì)使程序執(zhí)行的更快.
<tt>-O2</tt> 選項(xiàng)告訴 GCC 產(chǎn)生盡可能小和盡可能快的代碼. <tt>-O2</tt> 選項(xiàng)將使編譯的速度比使用
<tt>-O</tt> 時(shí)慢. 但通常產(chǎn)生的代碼執(zhí)行速度會(huì)更快.
</p><p> 除了 <tt>-O</tt> 和 <tt>-O2</tt> 優(yōu)化選項(xiàng)外, 還有一些低級(jí)選項(xiàng)用于產(chǎn)生更快的代碼.
這些選項(xiàng)非常的特殊, 而且最好只有當(dāng)你完全理解這些選項(xiàng)將會(huì)對(duì)編譯后的代碼產(chǎn)生什么樣的效果時(shí)再去使用.
這些選項(xiàng)的詳細(xì)描述, 請(qǐng)參考 GCC 的指南頁, 在命令行上鍵入 <tt>man gcc</tt>
.
</p><h4>
<font color="#ff9900">
調(diào)試和剖析選項(xiàng)</font></h4>
GCC 支持?jǐn)?shù)種調(diào)試和剖析選項(xiàng). 在這些選項(xiàng)里你會(huì)最常用到的是
<tt>-g</tt> 和 <tt>-pg </tt>選項(xiàng).
<br> -g 選項(xiàng)告訴 GCC 產(chǎn)生能被 GNU 調(diào)試器使用的調(diào)試信息以便調(diào)試你的程序.
GCC 提供了一個(gè)很多其他 C 編譯器里沒有的特性, 在 GCC 里你能使 -g 和 -O (產(chǎn)生優(yōu)化代碼)聯(lián)用.
這一點(diǎn)非常有用因?yàn)槟隳茉谂c最終產(chǎn)品盡可能相近的情況下調(diào)試你的代碼. 在你同時(shí)使用這兩個(gè)選項(xiàng)時(shí)你必須清楚你所寫的某些代碼已經(jīng)在優(yōu)化時(shí)被
GCC 作了改動(dòng). 關(guān)于調(diào)試 C 程序的更多信息請(qǐng)看下一節(jié)"用 gdb 調(diào)試 C 程序"
.
<br> -pg 選項(xiàng)告訴 GCC 在你的程序里加入額外的代碼, 執(zhí)行時(shí),
產(chǎn)生 gprof 用的剖析信息以顯示你的程序的耗時(shí)情況. 關(guān)于 gprof 的更多信息請(qǐng)參考
"gprof" 一節(jié).
<br>
<h3>
<font color="#ff9900">
用 gdb 調(diào)試 GCC 程序</font></h3>
Linux 包含了一個(gè)叫 gdb 的 GNU 調(diào)試程序. gdb 是一個(gè)用來調(diào)試
C 和 C++ 程序的強(qiáng)力調(diào)試器. 它使你能在程序運(yùn)行時(shí)觀察程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)存的使用情況.
以下是 gdb 所提供的一些功能:
<ul>
<li>
它使你能監(jiān)視你程序中變量的值.</li>
<li>
它使你能設(shè)置斷點(diǎn)以使程序在指定的代碼行上停止執(zhí)行.</li>
<li>
它使你能一行行的執(zhí)行你的代碼.</li>
<br> </ul>
在命令行上鍵入 <tt>gdb </tt>并按回車鍵就可以運(yùn)行 <tt>gdb
</tt>了, 如果一切正常的話, <tt>gdb </tt>將被啟動(dòng)并且你將在屏幕上看到類似的內(nèi)容:
<pre><font color="#0066ff">GDB is free software and you are welcome to 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.
GDB 4.14 (i486-slakware-linux), Copyright 1995 Free Software Foundation, Inc.
(gdb)</font></pre>
當(dāng)你啟動(dòng) <tt>gdb </tt>后, 你能在命令行上指定很多的選項(xiàng).
你也可以以下面的方式來運(yùn)行 <tt>gdb</tt> :
<pre><font color="#0066ff">gdb <fname></font></pre>
當(dāng)你用這種方式運(yùn)行 <tt>gdb</tt> , 你能直接指定想要調(diào)試的程序.
這將告訴<tt>gdb</tt> 裝入名為 fname 的可執(zhí)行文件. 你也可以用 <tt>gdb</tt>
去檢查一個(gè)因程序異常終止而產(chǎn)生的 core 文件, 或者與一個(gè)正在運(yùn)行的程序相連.
你可以參考 <tt>gdb </tt>指南頁或在命令行上鍵入 <tt>gdb -h</tt> 得到一個(gè)有關(guān)這些選項(xiàng)的說明的簡單列表.
<br>
<h4>
<font color="#ff9900">
為調(diào)試編譯代碼(Compiling Code for Debugging)</font></h4>
為了使 <tt>gdb</tt> 正常工作, 你必須使你的程序在編譯時(shí)包含調(diào)試信息.
調(diào)試信息包含你程序里的每個(gè)變量的類型和在可執(zhí)行文件里的地址映射以及源代碼的行號(hào).
<tt>gdb</tt> 利用這些信息使源代碼和機(jī)器碼相關(guān)聯(lián).
<p> 在編譯時(shí)用 -g 選項(xiàng)打開調(diào)試選項(xiàng).
<br>
</p><h4>
<font color="#ff9900">
gdb 基本命令</font></h4>
<tt>gdb</tt> 支持很多的命令使你能實(shí)現(xiàn)不同的功能.
這些命令從簡單的文件裝入到允許你檢查所調(diào)用的堆棧內(nèi)容的復(fù)雜命令, 表27.1列出了你在用
<tt>gdb</tt> 調(diào)試時(shí)會(huì)用到的一些命令. 想了解 <tt>gdb</tt> 的詳細(xì)使用請(qǐng)參考
<tt>gdb</tt> 的指南頁.
<p> <font color="#ff9900"> <b><font size="+1">表 27.1. 基本 gdb 命令.</font></b>
</font><table border="1">
<tbody><tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><i>命 令</i></td>
<td align="left"><i>描 述</i></td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>file</tt></td>
<td align="left">裝入想要調(diào)試的可執(zhí)行文件.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>kill</tt></td>
<td align="left">終止正在調(diào)試的程序.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>list</tt></td>
<td align="left">列出產(chǎn)生執(zhí)行文件的源代碼的一部分.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>next</tt></td>
<td align="left">執(zhí)行一行源代碼但不進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>step</tt></td>
<td align="left">執(zhí)行一行源代碼而且進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>run</tt></td>
<td align="left">執(zhí)行當(dāng)前被調(diào)試的程序</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>quit</tt></td>
<td align="left">終止 <tt>gdb</tt></td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>watch</tt></td>
<td align="left">使你能監(jiān)視一個(gè)變量的值而不管它何時(shí)被改變.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>break</tt></td>
<td align="left">在代碼里設(shè)置斷點(diǎn), 這將使程序執(zhí)行到這里時(shí)被掛起.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>make</tt></td>
<td align="left">使你能不退出 <tt>gdb</tt> 就可以重新產(chǎn)生可執(zhí)行文件.</td>
</tr>
<tr rowspan="1" align="left">
<td align="left"><tt>shell</tt></td>
<td align="left">使你能不離開 <tt>gdb</tt> 就執(zhí)行 UNIX shell 命令. </td>
</tr>
</tbody></table>
<br>
</p><p> <tt>gdb</tt> 支持很多與 UNIX shell 程序一樣的命令編輯特征.
你能象在 <tt>bash</tt> 或 <tt>tcsh</tt>里那樣按 Tab<tt> </tt>鍵<tt>讓</tt>
<tt>gdb</tt> 幫你補(bǔ)齊一個(gè)唯一的命令, 如果不唯一的話 <tt>gdb</tt> 會(huì)列出所有匹配的命令.
你也能用光標(biāo)鍵上下翻動(dòng)歷史命令.
</p><h4>
<font color="#ff9900">
gdb 應(yīng)用舉例</font></h4>
本節(jié)用一個(gè)實(shí)例教你一步步的用 <tt>gdb</tt> 調(diào)試程序.
被調(diào)試的程序相當(dāng)?shù)暮唵? 但它展示了 <tt>gdb</tt> 的典型應(yīng)用.
<br>
<br> 下面列出了將被調(diào)試的程序. 這個(gè)程序被稱為 <tt>greeting</tt>
, 它顯示一個(gè)簡單的問候, 再用反序?qū)⑺谐?
<pre><font color="#0066ff">#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}
?? 快捷鍵說明
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