Linux实验指导书

Linux程序设计

实验指导书

计算机应用系

2012年11月

实验一：Linux常用命令及编程环境

1.实验相关知识简述

Unix/Linux环境下使用C语言程序开发的项目主要经历设计、开发、调试、集成、部署和维护几个阶段。目前典型的开发环境，主要使用vi、emacs、gedit等文字编辑工具完成源代码的编辑工作；通过指定不同的GCC编译器编译选项指定编译结果，根据编译器提示改正程序中的语法错误，最终生成符合目标要求的可执行二进制文件；当可执行文件执行结果与预期结果不一致时，使用GDB调试器跟踪程序执行过程，查看中间变量，改正源程序中存在的逻辑错误。在大型项目管理中，由于文件较多，整个编译过程费时较长，安装、调试难度较大。为解决手工管理效率低下的问题，引入Make工具，将项目编译、安装、维护等工作以脚本的形式组织在Makefile中，从而简化项目维护成本。手工编写Makefile脚本难度较大且不利于统一规范，推荐使用Autotools工具集直接生成。本实验仅设置手工编辑、编译Linux C源代码，生成可执行文件并调试。

GNU CC（简称为GCC）是GNU 项目中符合ANSI C 标准的编译系统，能够编译用C、C++和Object C 等语言编写的源程序。GCC也可理解为一个工具集合，包含多个编译相关工具，如gcc编译C语言源程序，g++编译C++语言源程序，ld链接器等。在编译C语言程序时，可直接使用gcc指令通过配置不同的参数选项达到指定GCC工具集的目的。

GCC的常用选项如表1.1所示

表1.1 GCC常用选项

功能选项描述

与编译相关的GCC 选项-c 只是编译不链接，生成目标文件“.o”

-S 只是编译不汇编，生成汇编代码

-E 只进行预编译，不做其他处理

-g 在可执行程序中包含标准调试信息

-o file 把输出文件输出到file 里

-v 打印出编译器内部编译各过程的命令行信息和编译器的版本-I dir 在头文件的搜索路径列表中添加dir 目录

-L dir 在库文件的搜索路径列表中添加dir 目录

-static 链接静态库

-llibrary 连接名为library 的库文件

报警与出错相关的-ansi 支持符合ANSI 标准的C 程序

-pedantic 允许发出ANSI C 标准所列的全部警告信息

GCC选项-pedantic-error 允许发出ANSI C 标准所列的全部错误信息

-w 关闭所有告警

-Wall 允许发出Gcc 提供的所有有用的报警信息

-werror 把所有的告警信息转化为错误信息，并在告警发生时终止编

译过程

与体系结构相关的GCC选项-mcpu=type 针对不同的CPU 使用相应的CPU 指令。可选择的type 有i386、i486、pentium 及i686 等

-mieee-fp 使用IEEE 标准进行浮点数的比较

-mno-ieee-fp 不使用IEEE 标准进行浮点数的比较

-msoft-float 输出包含浮点库调用的目标代码

-mshort 把int 类型作为16 位处理，相当于short int

-mrtd 强行将函数参数个数固定的函数用ret NUM 返回，节省调用函数的一条指令

使用GCC注意事项：

1）GCC指令的一般格式为：Gcc [选项] 需编译的文件[选项] [目标文件] ，其中，目标文件可缺省，GCC默认生成可执行的文件名为a.out。执行时时使用指令./a.out;

2）在include 语句中，“<>”表示在标准路径中搜索头文件，““””表示在当前目录中搜索。

故代码中使用“#include”，就需要添加GCC编译选项“-I”指定myhead.h 所在路径；

3）选项“-L dir ”的功能与“-I dir”类似，在编译时指定所需库文件路径，-l指定相应的库名称。Linux下的库文件命名时规定：必须以lib字母组合开头，后接库名称。因此用-l 选项指定链接库名为libsunq.so ，在命令中选项写为-lsunq;

GDB调试相关命令汇总如表1.2所示

表1.2 GDB相关命令汇总

功能命令描述

单步执行与函数跟踪backtrace（或bt）查看各级函数调用及参数

finish 执行到当前函数返回，然后停下来等待命令

frame（或f）帧编号选择栈帧

info（或i）locals 查看当前栈帧局部变量的值

list（或l）列出源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行list 行号列出从第几行开始的源代码

list 函数名列出某个函数的源代码

next（或n）执行下一行语句

print（或p）打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者

调用函数

set var 修改变量的值

start 开始执行程序，停在main函数第一行语句前面等待命

令

step（或s）执行下一行语句，如果有函数调用则进入到函数中

断点break（或b）行号在某一行设置断点

break 函数名在某个函数开头设置断点

break...if... 设置条件断点

continue（或c）从当前位置开始连续而非单步执行程序

delete breakpoints 删除断点

display 变量名跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

disable breakpoints 禁用断点

enable breakpoints 启用断点

info（或i）breakpoints 查看当前设置了哪些断点

run（或r）从头开始连续而非单步执行程序

undisplay 取消对先前设置的那些变量的跟踪

观察点watch 设置观察点

info（或i）watchpoints 查看当前设置了哪些观察点

x 从某个位置开始打印存储器的一段内容，全部当成字

节来看，而不区分哪些字节属于哪些变量

GDB使用注意事项：

1）在Gcc 编译选项中一定要加入“-g”；

2）只有在代码处于“运行”或“暂停”状态时才能查看变量值；

3）设置断点后程序在指定行之前停止；

2.实验目的

1）掌握Linux C开发过程中的基本概念；

2）掌握如GCC，GDB等开发工具的使用；

3.实验内容

将参考代码录入到greet.c文件中，编译执行后发现结果与预期不一致，请使用GDB调试，完成字符串反序输出功能；