Linux的发行版中包含了很多软件开发工具. 它们中的很多是用于 C 和 C++应用程序开发的.
本文介绍了在 Linux 下能用于 C 应用程序开发和调试的工具. 本文的主旨是介绍如何在
Linux 下使用 C 编译器和其他 C 编程工具, 而非 C 语言编程的教程. 在本文中你将学到以下知识:
Linux 上可用的 C 编译器是 GNU C 编译器, 它建立在自由软件基金会的编程许可证的基础上,
因此可以自由发布. 你能在 Linux 的发行光盘上找到它.
gcc [options] [filenames]命令行选项指定的操作将在命令行上每个给出的文件上执行. 下一小节将叙述一些你会最常用到的选项.
gcc -p -g test.c gcc -pg test.c第一条命令告诉 GCC 编译 test.c 时为 prof 命令建立剖析(profile)信息并且把调试信息加入到可执行的文件里. 第二条命令只告诉 GCC 为 gprof 命令建立剖析信息.
gcc test.c你能用 -o 编译选项来为将产生的可执行文件指定一个文件名来代替 a.out. 例如, 将一个叫 count.c 的 C 程序编译为名叫 count 的可执行文件, 你将输入下面的命令:
gcc -o count count.c
-S 编译选项告诉 GCC 在为 C 代码产生了汇编语言文件后停止编译. GCC 产生的汇编语言文件的缺省扩展名是 .s . -E 选项指示编译器仅对输入文件进行预处理. 当这个选项被使用时, 预处理器的输出被送到标准输出而不是储存在文件里.
-O 选项告诉 GCC 对源代码进行基本优化. 这些优化在大多数情况下都会使程序执行的更快. -O2 选项告诉 GCC 产生尽可能小和尽可能快的代码. -O2 选项将使编译的速度比使用 -O 时慢. 但通常产生的代码执行速度会更快.
除了 -O 和 -O2 优化选项外, 还有一些低级选项用于产生更快的代码. 这些选项非常的特殊, 而且最好只有当你完全理解这些选项将会对编译后的代码产生什么样的效果时再去使用. 这些选项的详细描述, 请参考 GCC 的指南页, 在命令行上键入 man gcc .
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)当你启动 gdb 后, 你能在命令行上指定很多的选项. 你也可以以下面的方式来运行 gdb :
gdb <fname>当你用这种方式运行 gdb , 你能直接指定想要调试的程序. 这将告诉gdb 装入名为 fname 的可执行文件. 你也可以用 gdb 去检查一个因程序异常终止而产生的 core 文件, 或者与一个正在运行的程序相连. 你可以参考 gdb 指南页或在命令行上键入 gdb -h 得到一个有关这些选项的说明的简单列表.
在编译时用 -g 选项打开调试选项.
| 命 令 | 描 述 |
| file | 装入想要调试的可执行文件. |
| kill | 终止正在调试的程序. |
| list | 列出产生执行文件的源代码的一部分. |
| next | 执行一行源代码但不进入函数内部. |
| step | 执行一行源代码而且进入函数内部. |
| run | 执行当前被调试的程序 |
| quit | 终止 gdb |
| watch | 使你能监视一个变量的值而不管它何时被改变. |
| break | 在代码里设置断点, 这将使程序执行到这里时被挂起. |
| make | 使你能不退出 gdb 就可以重新产生可执行文件. |
| shell | 使你能不离开 gdb 就执行 UNIX shell 命令. |
gdb 支持很多与 UNIX shell 程序一样的命令编辑特征. 你能象在 bash 或 tcsh里那样按 Tab 键让 gdb 帮你补齐一个唯一的命令, 如果不唯一的话 gdb 会列出所有匹配的命令. 你也能用光标键上下翻动历史命令.
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}
void my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", string);
}
void my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, i;
size = strlen (string);
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size - i] = string[i];
string2[size+1] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
用下面的命令编译它:
gcc -o test test.c这个程序执行时显示如下结果:
The string is hello there The string printed backward is输出的第一行是正确的, 但第二行打印出的东西并不是我们所期望的. 我们所设想的输出应该是:
The string printed backward is ereht olleh由于某些原因, my_print2 函数没有正常工作. 让我们用 gdb 看看问题究竟出在哪儿, 先键入如下命令:
gdb greeting
(gdb) file greeting这个命令将载入 greeting 可执行文件就象你在 gdb 命令行里装入它一样.
这时你能用 gdb 的 run 命令来运行 greeting 了. 当它在 gdb 里被运行后结果大约会象这样:
(gdb) run Starting program: /root/greeting The string is hello there The string printed backward is Program exited with code 041这个输出和在 gdb 外面运行的结果一样. 问题是, 为什么反序打印没有工作? 为了找出症结所在, 我们可以在 my_print2 函数的 for 语句后设一个断点, 具体的做法是在 gdb 提示符下键入 list 命令三次, 列出源代码:
(gdb) list (gdb) list (gdb) list
1 #include <stdio.h>
2
3 main ()
4 {
5 char my_string[] = "hello there";
6
7 my_print (my_string);
8 my_print2 (my_string);
9 }
10
如果按下回车, gdb 将再执行一次 list
命令, 给出下列输出:
11 my_print (char *string)
12 {
13 printf ("The string is %sn", string);
14 }
15
16 my_print2 (char *string)
17 {
18 char *string2;
19 int size, i;
20
再按一次回车将列出 greeting 程序的剩余部分:
21 size = strlen (string);
22 string2 = (char *) malloc (size + 1);
23 for (i = 0; i < size; i++)
24 string2[size - i] = string[i];
25 string2[size+1] = ` ';
26 printf ("The string printed backward is %sn", string2);
27 }
根据列出的源程序, 你能看到要设断点的地方在第24行, 在
gdb 命令行提示符下键入如下命令设置断点:
(gdb) break 24gdb 将作出如下的响应:
Breakpoint 1 at 0x139: file greeting.c, line 24 (gdb)
Starting program: /root/greeting The string is hello there Breakpoint 1, my_print2 (string = 0xbfffdc4 "hello there") at greeting.c :24 24 string2[size-i]=string[i]你能通过设置一个观察 string2[size - i] 变量的值的观察点来看出错误是怎样产生的, 做法是键入:
(gdb) watch string2[size - i]gdb 将作出如下回应:
Watchpoint 2: string2[size - i]现在可以用 next 命令来一步步的执行 for 循环了:
(gdb) next经过第一次循环后, gdb 告诉我们 string2[size - i] 的值是 `h`. gdb 用如下的显示来告诉你这个信息:
Watchpoint 2, string2[size - i] Old value = 0 ` 00' New value = 104 `h' my_print2(string = 0xbfffdc4 "hello there") at greeting.c:23 23 for (i=0; i<size; i++)这个值正是期望的. 后来的数次循环的结果都是正确的. 当 i=10 时, 表达式 string2[size - i] 的值等于 `e`, size - i 的值等于 1, 最后一个字符已经拷到新串里了.
如果你再把循环执行下去, 你会看到已经没有值分配给 string2[0] 了, 而它是新串的第一个字符, 因为 malloc 函数在分配内存时把它们初始化为空(null)字符. 所以 string2 的第一个字符是空字符. 这解释了为什么在打印 string2 时没有任何输出了.
现在找出了问题出在哪里, 修正这个错误是很容易的. 你得把代码里写入 string2 的第一个字符的的偏移量改为 size - 1 而不是 size. 这是因为 string2 的大小为 12, 但起始偏移量是 0, 串内的字符从偏移量 0 到 偏移量 10, 偏移量 11 为空字符保留.
为了使代码正常工作有很多种修改办法. 一种是另设一个比串的实际大小小 1 的变量. 这是这种解决办法的代码:
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}
my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", string);
}
my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, size2, i;
size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
xxgdb你能用 gdb 里任何有效的命令行选项来初始化 xxgdb . 此外 xxgdb 也有一些特有的命令行选项, 表 27.2 列出了这些选项.
| 选 项 | 描 述 |
| db_name | 指定所用调试器的名字, 缺省是 gdb. |
| db_prompt | 指定调试器提示符, 缺省为 gdb. |
| gdbinit |
|
| nx | 告诉 xxgdb 不执行 .gdbinit 文件. |
| bigicon | 使用大图标. |
/pub/Linux/devel/lang/c/calls.tar.Z
来取得 calls , 一些旧版本的 Linux CD-ROM
发行版里也附带有. 因为它是一个有用的工具, 我们在这里也介绍一下. 如果你觉得有用的话,
从 BBS, FTP, 或另一张CD-ROM 上弄一个拷贝. calls 调用 GCC
的预处理器来处理给出的源程序文件, 然后输出这些文件的里的函数调用树图.
main [test.c]如果函数并不是向 calls 给出的文件里的, calls 不知道所调用的函数来自哪里, 则只显示函数的名字:
printfcalls 不对递归和静态函数输出. 递归函数显示成下面的样子:
fact <<< recursive in factorial.c >>>静态函数象这样显示:
total [static in calculate.c]作为一个例子, 假设用 calls 处理下面的程序:
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2(my_string);
}
my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", string);
}
my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, size2, i;
size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
将产生如下的输出:
1 main [test.c] 2 my_print [test.c] 3 printf 4 my_print2 [test.c] 5 strlen 6 malloc 7 printfcalls 有很多命令行选项来设置不同的输出格式, 有关这些选项的更多信息请参考 calls 的指南页. 方法是在命令行上键入 calls -h .
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2(my_string);
}
my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", *string);
}
my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, size2, i;
size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
你将得到下面的输出:
/* test.c */ int main(void); int my_print(char *string); int my_print2(char *string);这个输出可以重定向到一个定义函数原型的包含文件里.
下面的例子是 indent 的缺省输出:
运行 indent 以前的 C 代码:
#include <stdio.h>
main () {
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2(my_string); }
my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", *string);
}
my_print2 (char *string) {
char *string2;
int size, size2, i;
size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
运行 indent 后的 C 代码:
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}
my_print (char *string)
{
printf ("The string is %sn", *string);
}
my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, size2, i;
size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = ` ';
printf ("The string printed backward is %sn", string2);
}
indent 并不改变代码的实质内容,
而只是改变代码的外观. 使它变得更可读, 这永远是一件好事.
gprof 将告诉你程序里每个函数被调用的次数和每个函数执行时所占时间的百分比. 你如果想提高你的程序性能的话这些信息非常有用.
为了在你的程序上使用 gprof, 你必须在编译程序时加上 -pg 选项. 这将使程序在每次执行时产生一个叫 gmon.out 的文件. gprof 用这个文件产生剖析信息.
在你运行了你的程序并产生了 gmon.out 文件后你能用下面的命令获得剖析信息:
gprof <program_name>参数 program_name 是产生 gmon.out 文件的程序的名字.
如果你有一些用 FORTRAN 或 Pascal 写的代码要用 C 重写的话, f2c 和 p2c 对你非常有用. 这两个程序产生的 C 代码一般不用修改就直接能被 GCC 编译.
如果要转换的 FORTRAN 或 Pascal 程序比较小的话可以直接使用 f2c 或 p2c 不用加任何选项. 如果要转换的程序比较庞大, 包含很多文件的话你可能要用到一些命令行选项.
在一个 FORTRAN 程序上使用 f2c , 输入下面的命令:
f2c my_fortranprog.f
p2c my_pascalprogram.pas这两个程序产生的 C 源代码的文件名都和原来的文件名相同, 但扩展名由 .f 或 .pas 变为 .c.