Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход

reciprocal: main.o reciprocal.o

g++ $(CFLAGS) -о reciprocal main.o reciprocal.o

main.o: main.c reciprocal.hpp

gcc $(CFLAGS) -c main.c

reciprocal.o: reciprocal.cpp reciprocal.hpp

g++ $(CFLAGS) -c reciprocal.cpp

clean:

rm -f *.o reciprocal

Целевые модули перечислены слева. За именем модуля следует двоеточие и существующие зависимости. В следующей строке указано правило, по которому создается модуль (назначение записи $(CFLAGS)мы пока проигнорируем). Строка правила должна начинаться с символа табуляции, иначе утилита makeпроинтерпретирует ее неправильно.

Если удалить созданные нами выше объектные файлы и ввести

% make

будет получен следующий результат:

% make

gcc -c main.c

g++ -c reciprocal.cpp

g++ -o reciprocal main.o reciprocal.o

Утилита makeавтоматически создала объектные файлы и скомпоновала их. Попробуйте теперь внести какое-нибудь простейшее изменение в файл main.cи снова запустить утилиту. Вот что произойдет:

% make

gcc -с main.c

g++ -о reciprocal main.o reciprocal.o

Как видите, утилита makeповторно создала файл main.oи перекомпоновала программу, но не стала перекомпилировать файл reciprocal.cpp, так как в этом не было необходимости.

Запись $(CFLAGS)обозначает переменную утилиты make. Ее можно определить либо в файле Makefile, либо в командной строке. Утилита подставит на место переменной реальное значение во время выполнения правила. Вот как, например, можно осуществить перекомпиляцию с включённой оптимизацией:

% make clean

rm -f *.o reciprocal

% make CFLAGS=-O2

gcc -O2 -c main.c

g++ -O2 -c reciprocal.cpp

g++ -O2 -o reciprocal main.o reciprocal.o

Обратите внимание на то, что вместо записи $(CFLAGS)в правилах появился флаг -O2.

В этом разделе мы рассмотрели лишь самые основные возможности утилиты make. Чтобы получить о ней более подробную информацию, обратитесь к интерактивной документации, введя такую команду:

% info make

В документации можно найти полезные сведения о том, как упростить управление файлом Makefile, уменьшить число необходимых правил и автоматически вычислять зависимости.

Отладчик — это программа, с помощью которой можно узнать, почему написанная вами программа ведет себя не так, как было задумано. Работать с отладчиком приходится очень часто. Большинство Linux-программистов имеет дело с GNU-отладчиком (GNU Debugger, GDB), который позволяет пошагово выполнять программу, создавать точки останова и проверять значения локальных переменных.

Чтобы можно было воспользоваться GNU-отладчиком, необходимо скомпилировать программу с включением в нее отладочной информации. Этой цели служит опция -gкомпилятора. Если имеется описанный выше файл Makefile, достаточно задать переменную CFLAGSравной -gпри запуске утилиты make:

% make CFLAGS=-g

gcc -g -с main.c

g++ -g -c reciprocal.cpp

g++ -g -о reciprocal main.o reciprocal.o

Встречая в командной строке флаг -g, компилятор включает дополнительную информацию в объектные и исполняемые файлы. Благодаря этой информации отладчик узнает, какие адреса соответствуют тем или иным строкам в том или ином исходном файле, как отобразить значение локальной переменной, и т.д.

Отладчик gdbзапускается следующим образом:

% gdb reciprocal

После запуска появится строка приглашения такого вида:

(gdb)

В первую очередь необходимо запустить программу под отладчиком. Для этого введите команду runи требуемые аргументы. Попробуем вызвать программу без аргументов:

(gdb) run

Starting program: reciprocal

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.

__strtol_internal (nptr=0x0, endptr=0x0, base=10, group=0)

at strtol.c:287

287 strtol.c: No such file or directory.

(gdb)

Проблема заключается в том, что в функции main()не предусмотрены средства контроля ошибок. Программа ожидает наличия аргумента, а в данном случае его нет. Получение сигнала SIGSEGVозначает крах программы. Отладчик определяет, что причина краха находится в функции __strtol_internal(). Эта функция является частью стандартной библиотеки, но ее исходный файл отсутствует. Вот почему появляется сообщение "No such file or directory". С помощью команды whereможно просмотреть содержимое стека:

(gdb) where

#0 __strtol_internal (nptr=0x0, endptr=0x0, base=10, group=0)

at strtol.c:287

#1 0x40096fb6 in atoi (nptr=0x0) at ../stdlib/stdlib.h:251

#2 0x804863e in main (argc=1, argv=0xbffff5e4) at main.c:8

Как нетрудно заметить, функция main()вызвала функцию atoi(), передав ей нулевой указатель, что и стало причиной ошибки.

С помощью команды upможно подняться но стеку на два уровня, дойдя до функции main():

(gdb) up 2

#2 0x804863е in main (argc=1, argv=0xbffff5e4) at main.c:8

8 i = atoi(argv[1]);

Заметьте, что отладчик нашел исходный файл main.cи отобразил строку, где располагается ошибочный вызов функции. Узнать значение нужной локальной переменной позволяет команда print:

(gdb) print argv[1]

$2 = 0x0

Это подтверждает нашу догадку о том, что причина ошибки — передача функции atoi()указателя NULL.

Установка контрольной точки осуществляется посредством команды break:

(gdb) break main

Breakpoint 1 at 0x804862e: file main.c, line 8.

В данном случае контрольная точка размещена в первой строке функции main(). Давайте теперь заново запустим программу, передав ей один аргумент:

(gdb) run 7

Starting program: reciprocal 7

Breakpoint 1, main (argc=2, argv=0xbffff5e4) at main.c:8

8 i = atoi(argv[1]);

Как видите, отладчик остановился на контрольной точке- Перейти на следующую строку можно с помощью команды next:

(gdb) next

9 printf("The reciprocal of %d is %g\n", i,

reciprocal(i));

Если требуется узнать, что происходит внутри функции reciprocal(), воспользуйтесь командой step:

(gdb) step

reciprocal (i=7) at reciprocal.cpp:6

6 assert(i != 0);

Иногда удобнее запускать отладчик gdbнепосредственно из редактора Emacs, а не из командной строки. Для этого следует ввести в редакторе команду M-x gdb. Когда отладчик останавливается в контрольной точке, редактор Emacs автоматически открывает соответствующий исходный файл. Не правда ли. проще разобраться в происходящем, глядя на весь файл, а не на одну его строку?

В каждый дистрибутив Linux входит масса полезной документации. В ней можно прочесть почти все из того, о чем говорится в этой книге (хотя это, очевидно, займет больше времени). Документация не всегда хорошо организована, поэтому поиск нужной информации требует определенной изобретательности. Иногда представленные факты оказываются устаревшими, так что не стоит всему слепо верить.