程序的编译与调试实验报告

01-23

实验二程序的编译与调试

第一部分配置本地计算机与虚拟机的通讯

一、配置本地计算机的vmnet1网络接口

1、由开始→控制面→网络连接

2、双击VMware Network Adapter VMnet1接口→在“VMware Network Adapter VMnet1”状态对话框

中选择属性按钮

3、在“

”属性对话框中双击“Internet 协议（TCP/IP）”→出现“Internet

协议（TCP/IP

例：若VMnet1的IP 地址为：10.64.254.77

子网掩码为：255.255.255.0

那么：虚拟机中Linux 设置的IP 地址必须是：10.64.254.xx

其中xx 表示：1～254

二、配置虚拟机

1、打开虚拟机，但不要执行Power on this virtual machine→而是双Network Adapter

2、在出现的“Virtual Machine Setting”对话框中确保选中“Host-only ”选项→确定按钮

3、选择“Power on this virtual machine”启动虚拟机

三、配置Linux 网络接口的IP 地址

1、使用root 用户登录linux 操作系统后，执行netconfig 命令，将linux 计算机IP 地址设置为与本地计算机的VMnet1网络接口的IP 地址处于同一网段，设置完成后输入reboot 重启linux 操作系统

例：若VMnet1的IP 地址为：10.64.254.77

子网掩码为：255.255.255.0

那么：虚拟机中Linux 设置的IP 地址必须是：10.64.254.xx

其中xx 表示：1～254

2、在本地计算由下载ssh_pshell，打开ssh_pshell连接虚拟机，以root 用户登录

第二部分 gcc 编译器的使用

作业：编译如下程序，并填写程序的输出结果：

1、源代码---Pointer.c

#include

int main()

{

int a = 100, b = 200;

int *p1 = &a, *p2 = &b;

printf(“%d, %d\n”,a,b);

printf(“%d,%d\n”,*p1, *p2);

printf(“%x,%x\n”,&a,&a);

printf(“%x,%x\n\n”,p1,p2);

*p1 = *p1*3;

Printf(“%d\n”,a);

Printf(“%d\n\n”,*p1);

p1 = &b;

printf(“%x\n”,p1);

printf(“%x\n”,p2);

return 0;

}

2、编译：

#gcc –o pointer pointer.c

3、执行

#./point

（二）、运行结果

0、vi 编辑器的使用需要的技能

Vi 是广泛应用于各种unix 和Linux 系统中的文本编辑器，它是标准的Linux 文本编辑程序。它可打开或保存的格式均为ASCii 格式（文本）。

（一）、创建文件

格式:vi

⏹ 如果文件已经存在，vi 会打开现存文件

⏹ 如果是一个新文件，vi 会创建它

（二）、vi 编辑器的模式

⏹ 输入模式（插入模式）

⏹ 命令模式

由输入模式转入命令模式:ESC键

由命令模式转入输入模式:a、A ；o 、O ；i 、I 字符键

1、输入模式

转入输入模式：

⏹ 添加：

⏹ 输入a 后，在光标的右边插入文本

⏹ 输入A ，在一行的结尾处添加文本

⏹ 插入：

⏹ 通过在命令模式下输入i ，在光标的左边插入文本

⏹ 通过在命令模式下输入I ，在行首插入文本

⏹ 插入新行：

⏹ 输入o ，在当前光标位置下面打开一行

⏹ 输入O ，在当前光标位置上面打开一行

2、命令模式

在该模式中，可以输入命令来执行许多种功能

大多数的vi 命令都是由一个或两个字母加上一个可选数字组成

1）、命令模式可执行的命令

2）、翻页 ⏹ 向前翻页一屏：要向前滚动（向下移动）一整屏，需按下Ctrl-f 。光标将移动到新屏的左上角

⏹ 向前滚动半屏：要向前滚动半屏，需按Ctrl-d

⏹ 向后翻页一屏：要向后滚动（即向上移动）一整屏，需按下Ctrl-b

⏹ 向后滚动半屏：要向后滚动半屏，需按下Ctrl-u

3）、撤消更改 ⏹ 撤消前一个命令：

在最后一个命令之后立即输入u 来撤消该命令

⏹ 撤消对一行的更改：

输入U 来撤消你对一行所做的所有更改

这个命令只有在你没将光标移动到该行以外时才生效

4）、删除文本 ⏹ 删除一个字符：

⏹ 为删除一个字符，需将光标放置在要删除的字符上并输入x

⏹ 为删除光标之前（其左边）的一个字符，需输入X

⏹ 删除一个词或词的部分内容：

⏹ 为删除一个词，需将光标放置到该词的开头并输入dw

⏹ 为删除词的部分内容，需将光标放置到该词要保存部分的右边。输入dw 来删除该词余下的部分

⏹ 删除一行：

⏹ 将光标放置到该行的任意处并输入dd

⏹ 删除行的部分内容：

⏹ 将光标放置到该行要保存部分的右边，并输入D 。为删除光标左边的所有内容，须将光标放置到该

行要删除部分的右边，并输入d0（d-零）。

⏹ 删除到文件的结尾：

⏹ 为删除从当前行到文件结尾的所有内容，需输入dG

5）、复制和移动文本 ⏹ 复制一行命令：yy

⏹ 粘贴命令：p

⏹ 移动文本：

⏹ 先将要移动的部分用删除命令删除，然后再粘贴就可以了

3、查找字符串

1）、查找一个字符串： ⏹ 输入/，并在/后面输入要查找的串，然后按下回车

⏹ 输入“n”跳转到该串的下一个出现处

⏹ 输入“N”跳转到该串的上一个出现处

2）、替换一个字符串 ⏹ 在一行内替换头一个字符串old 为新的字符串new

⏹ :s/old/new

⏹ 在一行内替换所有的字符串old 为新的字符串new

⏹ :s/old/new/g

⏹ 在两行内替换所有的字符串old 为新的字符串new

⏹ :#,#s/old/new/g

⏹ 在文件内替换所有的字符串old 为新的字符串new

⏹ :%s/old/new/g

⏹ 进行全文替换时询问用户确认每个替换需添加c 选项

⏹ :%s/old/new/gc

一、程序的编译过程

在使用gcc 编译程序时，编译过程可以分为4个阶段

1）、预处理(Pre-Processing)

在预处理阶段，输入的是C 语言的源文件。在这个阶段主要处理源文件中的#indef、#include和#define预处理命令。该阶段会生成一个中间文件*.i，但实际工作中一般不用专门生成这个文件，若必须要生成这个文件，可以使用如下命令：

#gcc –E test.c -o test.i

说明：它通过对源文件test.c 使用E 选项来生成中间文件test.i

2）、汇编(Assembling)

在汇编阶段，输入的是中间文件*.i，编译后生成汇编编语言文件*.s。这个阶段对应的gcc 命令如下：

#gcc -S test.i -o test.s

3）、编译(Compiling)

在编译阶段，将输入的汇编文件*.s转换成二进制机器代码*.o，这个阶段对应的命令如下： #gcc -c test.s -o test.o

在功能上，预处理、编译、汇编是3个不同的阶段，但gcc 在实际操作时可以把这3个步骤合并为一个步骤来执行

4）、链接(Linking)

在链接阶段将输入的二进制机器代码*.o，与其它的机器代码和库文件汇集成一个可执行的二进制代码文件，这步骤通过以下命令来实现：

#gcc test.o -o test 最终生成可执行文件test

上述过程可以简化为：

#gcc -c test.c -o test.o

#gcc test.o -o test

或直接使用一条命令；

#gcc test.c -o test

二、gcc 常用选项

使用gcc 编译源程序时，源文件可能不止一个，这时就需要使用gcc 编译多个源文件，使用的命令如下：

#gcc -o test testmain.c other1.c other2.c

gcc 最基本的用法是：

格式： gcc [选项] [filenames]

选项：-c 只编译，不链接成可执行文件，编译器只是由输入的.c 等为后缀的源

代码文件生成.o 为后缀的目标文件，通常用于编译不包含主程序的子

程序文件

-o output_filename 确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称

不能和源文件同名。如果不给出这个选项，gcc 就默认

将输出的可执行文件命名为a.out

-g 产生调试器gdb 所必需的符号信息，要对源代码进行调试，就必须在

编译程序时加入这个选项

-O 对程序进行优化编译、链接，采用这个选项，整个源代码会在编译、

链接过程中进行优化处理，这样产生的可执行文件的执行效率较高，

但是，编译、链接的速度就相应地要慢一些

-O2 比-O 更好的优化编译、链接，当然整编译、链接过程会更慢

-Wall 输出所有警告信息，在编译过程中如果gcc 遇到一些认为可能会发生

错误的地方就会提出一些相应的警告和提示信息，提示注意这个地方

是不是会有什么错误

-w 关闭所有警告，建议不要使用这个选项

-I dirnme 将名为dirname 的目录加入到程序头文件目录列表中，它是在预

处理阶段使用的选项。I 意指Incude

在C 语言程序中，头文件被大量使用。一般而言，C 程序通常由头文件(header files) 和定义文件（definition files ）组成。头文件一般包含函数原型说明、常量定义的文件，用于保存程序的声明，而定义文件用于保存程序的实现

C 程序中包含头文件有两种方法：

① #include

② #include “myinc.h ”

第一种使用尖括号（），第二种使用（“”）。

对于第一种，编译器gcc 在系统预设包含文件目录(如/usr/include)中查找相应的头文件myinc.h 。

而对于第二种，编译器gcc 首先在当前目录中查找头文件，如果当前目录中没有找到需要的头文件，就到指定的dirname 目录中去寻找。

对于系统提供的头文件，通常以第一种方式包含到源程序中。

在实际开发中，对于自己编写的头文件，通常放在与源程序相同的目录中，并以第二种方法包含该头文件。但在编写大型程序时，往往把头文件单独放在一个目录中，此时编译程序时需要用该选项告诉编译器到名为dirname 的目录中去查找头文件。否则，编译器会因为找不到相应的头文件而使编译失败。

-L dirname 将名为dirname 的目录加入到程序的库文件搜索目录列表中，它

在链接过程中使用的参数。L 意指Link

库是事先已经编写好的代码，经过编译后可以直接调用的文件。也可以编写属于自己的库文件，以方便自己使用或提供给他人使用。库体现了软件工程中的软件重用的思想。对于一些常用的功能，可以编写成一系统的函数，并把这些函数按功能放在库文件中。系统默认提供了许多库，比如数学函数库，它提供了一些求绝对值、开方、求三角函数值等功能函数。

库分为两种：静态库和动态库。

在默认情况下，编译器gcc 在系统默认路径中（如/usr/lib）寻找所需要的库文件，这个选项告诉编译器，首先到-L 指定的目录中去寻找，然后到系统默认的路径中寻找，如果函数库放在多个目录下，就需要依次使用这个选项，给出相应的存放目录。

-lname 指示编译器，在链接时，装载名为libname.a 的函数库，该函数库位

于系统预定义的目录或者由-L 选项指定的目录下，如-lm 表示链接

名为libm.a 的数学函数库

第三部分 gdb 编译器的使用

作业

1、程序1计算1~100的和，应该输出5050，但程序运行后输出值为：4950 # cat -n test.c 1 #include 2 3 int get_sum(int n) 4 { 5 int sum = 0,i; 6 for (i=0;i

# gcc -g test.c -o test # ./test 1+2+...+100=4950

试用gdb 调试器说明程序设计错误在何处

(gdb) break 7 if i==99

Breakpoint 5 at 0x80483aa: file test.c, line 7.

(gdb) run

The program being debugged has been started already.

Start it from the beginning? (y or n) y

Starting program: /home2/b5/test

Breakpoint 5, get_sum (n=100) at test.c:7

7 sum+=i;

(gdb) print i

$5 = 99

(gdb) print sum

$6 = 4851

(gdb) next

6 for(i=0;i

(gdb) next

8 return sum;

(gdb) print sum

$7 = 4950

(gdb) next

9 }

(gdb) next

main () at test.c:15

15 printf("1+2+...+%d=%d\n",i,result);

(gdb) next

1+2+...+100=4950

16 return 0;

(gdb) next

17 }

(gdb) next

0x4003a250 in __libc_start_main () from /lib/tls/libc.so.6

所以少加一个100

正确的完整代码为：

#include

int get_sum(int n)

{

int sum=0,i;

for(i=0;i

sum+=i;

return sum;

}

int main()

{

int i=100,result;

result=get_sum(i);

printf("1+2+...+%d=%d\n",i,result);

return 0;

}

2、程序2

在sort()函数中有两个循环。外层循环针对每个数组元素执行一次，它的循环计数变量是i 。内层循环的作用是交换相邻的两个元素。总的效果是让比较小的元素像“气泡”一样“冒”到数组的顶部。外层循环每执行一次，数组中的最大的元素就会“下沉”到数组的底部。我们可以通过在外层循环中停止此程序的运行并检查数组的状态来核实这一点

/* 1 */ typedef struct { /* 2 */ char data[4096]; /* 3 */ int key; /* 4 */ } item; /* 5 */ /* 6 */ item array[] = { /* 7 */ {"bill", 3}, /* 8 */ {"neil", 4}, /* 9 */ {"john", 2}, /* 10 */ {"rick", 5}, /* 11 */ {"alex", 1}, /* 12 */ }; /* 13 */ /* 14 */ sort(a,n) /* 15 */ item *a; /* 16 */ { /* 17 */ int i = 0, j = 0; /* 18 */ int s = 1; /* 19 */ /* 20 */ for(; i a[j+1].key) { /* 24 */ item t = a[j];

/* 25 */ a[j] = a[j+1]; /* 26 */ a[j+1] = t; /* 27 */ s++; /* 28 */ } /* 29 */ } /* 30 */ n--; /* 31 */ } /* 32 */ } /* 33 */ #include /* 34 */ main() /* 35 */ { /* 36 */ int i; /* 37 */ sort(array,5); /* 38 */ for(i = 0; i

array[1] = {alex, 1} array[2] = {bill, 3} array[3] = {neil, 4} array[4] = {rick, 5}

由运行结果可以看出，程序并未按从小到大的顺序排列，试说明原因：

(gdb) info display

Auto-display expressions now in effect:

Num Enb Expression

2: y array[0] @ 5

1: y array[0] @ 5

(gdb) info break

Num Type Disp Enb Address What

3 breakpoint keep y 0x080483cb in sort at test2.c:21

breakpoint already hit 3 times

cont

(gdb) disable display2

warning: bad breakpoint number at or near 'display2'

(gdb) disable display 2

(gdb) run

Starting program: /home2/b5/test2

Breakpoint 3, sort (a=0x80496a0, n=5) at test2.c:21

21 for(j = 0; j

1: array[0] @ 5 = {{data = "bill", '\0' , key = 3}, {

data = "neil", '\0' , key = 4}, {

data = "john", '\0' , key = 2}, {

data = "rick", '\0' , key = 5}, {

data = "alex", '\0' , key = 1}}

Breakpoint 3, sort (a=0x80496a0, n=4) at test2.c:21

21 for(j = 0; j

1: array[0] @ 5 = {{data = "bill", '\0' , key = 3}, {

data = "john", '\0' , key = 2}, {

data = "neil", '\0' , key = 4}, {

data = "alex", '\0' , key = 1}, {

data = "rick", '\0' , key = 5}}

Breakpoint 3, sort (a=0x80496a0, n=3) at test2.c:21

21 for(j = 0; j

1: array[0] @ 5 = {{data = "john", '\0' , key = 2}, {

data = "bill", '\0' , key = 3}, {

data = "alex", '\0' , key = 1}, {

data = "neil", '\0' , key = 4}, {

---Type to continue, or q to quit---return

data = "rick", '\0' , key = 5}}

array[0] = {john, 2}

array[1] = {alex, 1}

array[2] = {bill, 3}

array[3] = {neil, 4}

array[4] = {rick, 5}

Program exited with code 0224.

(gdb) disable break 3

(gdb) diaable display 2

Undefined command: "diaable". Try "help".

(gdb) disable display 1

(gdb) list 30

25 a[j+1] = t;

26 s++;

27 }

28 }

29 n--;

30 }

31 }

32 #include

33 main()

34 {

(gdb) break 29

Breakpoint 4 at 0x80484b2: file test2.c, line 29.

(gdb) commands 2

No breakpoint number 2.

(gdb) commands 4

Type commands for when breakpoint 4 is hit, one per line.

End with a line saying just "end".

>set variable n=n+1

>cont

>end

(gdb) run

Starting program: /home2/b5/test2