Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

• Отладчик GNU GDB является стандартом на системах GNU/Linux и может использоваться также почти на любой коммерческой системе Unix. (Также доступны и легко переносимы графические отладчики на основе GDB.) Контрольные точки, отслеживаемые точки и пошаговое исполнение с посредством

next

,

step

и

cont

предоставляют базовый контроль над программой при ее работе. GDB позволяет также проверять данные и вызывать функции внутри отлаживаемой программы.

 • Имеется множество вещей, которые вы можете сделать при написании программы для ее упрощения,

когда неизбежно придется ее отлаживать. Мы рассмотрели следующие темы:

 • Отладочные макросы для вывода состояния.

 • Избегание макросов с выражениями.

 • Перестановку кода для облегчения пошагового выполнения.

 • Написание вспомогательных функций для использования их из отладчика.

 • Избегание объединений.

 • Помещение отладочного кода времени исполнения в готовую версию программы и обеспечение различных способов включения вывода этого кода.

 • Добавление фиктивных функций для упрощения установки контрольных точек.

• Для помощи при отладке помимо простых отладчиков общего назначения существует ряд инструментов и библиотек. Библиотека

dbug

предоставляет элегантный внутренний отладчик, который использует многие из описанных нами методик последовательным, связанным образом.

• Существует множество отладочных библиотек для динамической памяти, имеющие сходные свойства. Мы рассмотрели три из них (

mtrace

, Electric Fence и

dmalloc

) и предоставили ссылки на несколько других. Программа Valgrind идет еще дальше, обнаруживая проблемы, относящиеся к неинициализированной памяти, а не только к динамической памяти.

• 

splint

является современной альтернативой многоуважаемой программе V7

lint

. Она доступна по крайней мере на системе одного из поставщиков GNU/Linux и легко может быть загружена и построена из исходных кодов.

• Помимо инструментов отладки, неотъемлемой частью процесса разработки программного обеспечения является также тестирование программ. Ее следует понять, запланировать и управлять ею с самого начала любого проекта разработки программного обеспечения, даже индивидуального.

• Отладка является умением, которому можно научиться. Мы рекомендуем прочесть книгу Debugging Дэвида Дж. Эганса и научиться применять его правила.

Упражнения

1. Откомпилируйте одну из ваших программ с помощью GCC, используя как

– g

, так и

– O

. Запустите ее под GDB, установив контрольную точку в

main

. Выполните программу пошагово и посмотрите, насколько близко соответствует (или не соответствует) исполнение оригинальному исходному коду. Это особенно хорошо делать с кодом, использующим циклы

while

или

for

.

2. Прочитайте об особенности GDB условной контрольной точки. Насколько это упрощает работу с проблемами, которые появляются лишь после того, как будет сделано определенное число операций?

3. Перепишите функцию

parse_debug

из раздела 15.4.2.1 «Добавляйте отладочные опции и переменные», чтобы использовать таблицу строк опций

отладки, значений флагов и длин строк

4. (Трудное.) Изучите исходный код

gawk

; в частности, структуру

NODE

в

awk.h

. Напишите вспомогательную отладочную функцию, которая выводит содержимое

NODE

, основываясь на значении в поле

type

.

5. Возьмите одну из своих программ и измените ее так, чтобы использовать библиотеку

dbug

. Откомпилируйте ее сначала без

– DDBUG

, чтобы убедиться, что она компилируется и работает нормально. (Есть ли у вас для нее набор возвратных тестов? Прошла ли ваша программа все тесты?)

Убедившись, что добавление библиотеки

dbug

не нарушает работу вашей программы, перекомпилируйте ее с

– DDBUG

. По-прежнему ли проходит ваша программа все свои тесты? Какова разница в производительности при включенной и отключенной библиотеке? Запустите ваш тестовый набор с опцией

– #t

, чтобы увидеть трассировку вызовов функций. Как вы думаете, это поможет вам в будущем, когда придется иметь дело с отладкой? Почему да или почему нет?

6. Запустите одну из своих программ, использующих динамическую память, с Electric Fence или одним из других тестеров динамической памяти. Опишите проблемы, которые вы обнаружили, если они есть.

7. Перезапустите ту же самую программу, используя Valgrind с включенным режимом проверки утечек. Опишите найденные вами проблемы, если они есть.

8. Разработайте набор тестов для программы

mv

. (Прочтите mv(1): убедитесь, что охватили все ее опции.)

9. Поищите в Интернете ресурсы по тестированию программного обеспечения. Какие интересные вещи вы нашли?

Глава 16

Проект, связывающий все воедино

В первой половине этой книги мы довольно аккуратно связали все, что было представлено, рассмотрев V7

ls.c

. Однако, нет достаточно небольшой программы, насколько бы это нам хотелось, чтобы связать воедино все концепции и API, представленные начиная с главы 8 «Файловые системы и обходы каталогов».

16.1. Описание проекта

В повседневном использовании единственной программой, которая действительно использует почти все в этой книге, является оболочка. И на самом деле есть книги по программированию на Unix, в которых пишется небольшая, но работающая оболочка для иллюстрации использованных принципов.

Настоящие оболочки являются большими и беспорядочными творениями. Они должны иметь дело со многими проблемами переносимости, такими, которые мы обрисовывали по всей книге, а помимо этого, они часто должны обходить различные ошибки в различных версиях Unix Более того, чтобы быть полезными, оболочки делают множество вещей, которые не затрагивают API системных вызовов, такие, как хранение переменных оболочки, историю сохраненных команд и т.д. Предоставление завершенного обзора полноценной оболочки, такой как Bash,

ksh93

или

zsh

, потребовало бы отдельной книги.