Программирование для Linux. Профессиональный подход

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 make проинтерпретирует 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 make автоматически создала объектные файлы и скомпоновала их. Попробуйте теперь внести какое-нибудь простейшее изменение в файл main.c и снова запустить утилиту. Вот что произойдет:

% make
gcc -с main.c
g++ -о reciprocal main.o reciprocal.o

Как видите, утилита make повторно создала файл main.o и 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.

1.4. GNU-отладчик gdb

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.

1.4.1. Компиляция с включением отладочной информации

Чтобы можно было воспользоваться GNU-отладчиком, необходимо скомпилировать программу с включением в нее отладочной информации. Этой цели служит опция – g компилятора. Если имеется описанный выше файл Makefile, достаточно задать переменную CFLAGS равной – g при 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.

1.4.2. Запуск отладчика

Отладчик gdb запускается следующим образом:

% gdb reciprocal

После запуска появится строка приглашения такого вида:

(gdb)

В первую очередь необходимо запустить программу под отладчиком. Для этого введите команду run и 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 SIGSEGV означает 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 where можно 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 up можно 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.c и 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.