Linux下C编程基础之：实验内容 实验目的, Linux, 读者

苹果也疯狂

3.7  实验内容3.7.1  vi使用练习
1．实验目的        通过指定指令的vi操作练习，使读者能够熟练使用vi中的常见操作，并且熟悉vi的3种模式，如果读者能够熟练掌握实验内容中所要求的内容，则表明对vi的操作已经很熟练了。

2．实验内容        （1）在“/root”目录下建一个名为“vi”的目录。
        （2）进入“vi”目录。
        （3）将文件“/etc/inittab”复制到“vi”目录下。
        （4）使用vi打开“vi”目录下的inittab。
        （5）设定行号，指出设定initdefault（类似于“id:5:initdefault”）的所在行号。
        （6）将光标移到该行。
        （7）复制该行内容。
        （8）将光标移到最后一行行首。
        （9）粘贴复制行的内容。
        （10）撤消第9步的动作。
        （11）将光标移动到最后一行的行尾。
        （12）粘贴复制行的内容。
        （13）光标移到“si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit”。
        （14）删除该行。
        （15）存盘但不退出。
        （16）将光标移到首行。
        （17）插入模式下输入“Hello,this is vi world!”。
        （18）返回命令行模式。
        （19）向下查找字符串“0:wait”。
        （20）再向上查找字符串“halt”。
        （21）强制退出vi，不存盘。
        分别指出每个命令处于何种模式下？

3．实验步骤        （1）mkdir /root/vi
（2）cd /root/vi
（3）cp /etc/inittab ./
（4）vi ./inittab
（5）:set nu（底行模式）
        （6）17<enter>（命令行模式）
        （7）yy
（8）G
（9）p
（10）u
（11）$
（12）p
（13）21G
（14）dd
（15）:w（底行模式）
        （16）1G
（17）i 并输入“Hello,this is vi world!”（插入模式）
        （18）Esc
（19）/0:wait（命令行模式）
        （20）?halt
（21）:q!（底行模式）

4．实验结果        该实验的最终结果是对“/root/inittab”增加了一行复制的内容：“id:5:initdefault”。
3.7.2  用gdb调试程序的bug        1．实验目的        通过调试一个有问题的程序，使读者进一步熟练使用vi操作，而且熟练掌握gcc编译命令及gdb的调试命令，通过对有问题程序的跟踪调试，进一步提高发现问题和解决问题的能力。这是一个很小的程序，只有35行，希望读者认真调试。

2．实验内容        （1）使用vi编辑器，将以下代码输入到名为greet.c的文件中。此代码的原意为输出倒序main函数中定义的字符串，但结果显示没有输出。代码如下所示：

        #include <stdio.h>
        int display1(char *string);
        int display2(char *string);

        int main ()
        {
            char string[] = "Embedded Linux";
            display1 (string);
            display2 (string);
        }
        int display1 (char *string)
        {
            printf ("The original string is %s \n", string);
        }
        int display2 (char *string1)
        {
            char *string2;
            int size,i;
            size = strlen (string1);
            string2 = (char *) malloc (size + 1);
            for (i = 0; i < size; i++)
            {
             string2[size - i] = string1[i];
            }
            string2[size+1] = ' ';
            printf("The string afterward is %s\n",string2);
        }

（2）使用gcc编译这段代码，注意要加上“-g”选项以方便之后的调试。
        （3）运行生成的可执行文件，观察运行结果。
        （4）使用gdb调试程序，通过设置断点、单步跟踪，一步步找出错误所在。
        （5）纠正错误，更改源程序并得到正确的结果。

3．实验步骤        （1）在工作目录上新建文件greet.c，并用vi启动：vi greet.c。
        （2）在vi中输入以上代码。
        （3）在vi中保存并退出，使用命令“:wq”。
        （4）用gcc编译：gcc -g greet.c -o greet。
        （5）运行greet，使用命令“./greet”，输出为：

The original string is Embedded Linux
        The string afterward is

可见，该程序没有能够倒序输出。
        （6）启动gdb调试：gdb greet。
        （7）查看源代码，使用命令“l”。
        （8）在30行（for循环处）设置断点，使用命令“b 30”。
        （9）在33行（printf函数处）设置断点，使用命令“b 33”。
        （10）查看断点设置情况，使用命令“info b”。
        （11）运行代码，使用命令“r”。
        （12）单步运行代码，使用命令“n”。
        （13）查看暂停点变量值，使用命令“p string2[size - i]”。
        （14）继续单步运行代码数次，并检查string2[size-1]的值是否正确。
        （15）继续程序的运行，使用命令“c”。
        （16）程序在printf前停止运行，此时依次查看string2[0]、string2[1]…，发现string[0]没有被正确赋值，而后面的赋值都是正确的，这时，定位程序第31行，发现程序运行结果错误的原因在于“size-1”。由于i只能增到“size-1”，这样string2[0]就永远不能被赋值而保持NULL，故不能输出任何结果。
        （17）退出gdb，使用命令“q”。
        （18）重新编辑greet.c，把其中的“string2[size - i] = string1[i]”改为“string2[size – i - 1] = string1[i];”即可。
        （19）使用gcc重新编译：gcc -g greet.c -o greet。
        （20）查看运行结果：./greet

        The original string is Embedded Linux
        The string afterward is xuniL deddedbmE

这时，输出结果正确。

4．实验结果
        将原来有错的程序经过gdb调试，找出问题所在，并修改源代码，输出正确的倒序显示字符串的结果。

3.7.3  编写包含多文件的makefile        1．实验目的        通过对包含多文件的makefile的编写，熟悉各种形式的makefile，并且进一步加深对makefile中用户自定义变量、自动变量及预定义变量的理解。

2．实验过程        （1）用vi在同一目录下编辑两个简单的hello程序，如下所示：

        #hello.c
        #include "hello.h"
        int main()
        {
               printf("Hello everyone!\n");
        }
        #hello.h
        #include <stdio.h>

（2）仍在同一目录下用vi编辑makefile，且不使用变量替换，用一个目标体实现（即直接将hello.c和hello.h编译成hello目标体）。然后用make验证所编写的makefile是否正确。
        （3）将上述makefile使用变量替换实现。同样用make验证所编写的makefile是否正确。
        （4）编辑另一个makefile，取名为makefile1，不使用变量替换，但用两个目标体实现（也就是首先将hello.c和hello.h编译为hello.o，再将hello.o编译为hello），再用make的“-f”选项验证这个makefile1的正确性。
        （5）将上述makefile1使用变量替换实现。

3．实验步骤        （1）用vi打开上述两个代码文件“hello.c”和“hello.h”。
        （2）在shell命令行中用gcc尝试编译，使用命令：“gcc hello.c –o hello”，并运行hello可执行文件查看结果。
        （3）删除此次编译的可执行文件：rm hello。
        （4）用vi编辑makefile，如下所示：

hello:hello.c hello.h
               gcc hello.c -o hello

（5）退出保存，在shell中键入：make，查看结果。
        （6）再次用vi打开makefile，用变量进行替换，如下所示：

OBJS :=hello.o
        CC :=gcc
        hello(OBJS)
               $(CC) $^ -o $@

（7）退出保存，在shell中键入make，查看结果。
        （8）用vi编辑makefile1，如下所示：

hello:hello.o
               gcc hello.o -o hello
        hello.o:hello.c hello.h
               gcc -c hello.c -o hello.o

（9）退出保存，在shell中键入：make -f makefile1，查看结果。
        （10）再次用vi编辑makefile1，如下所示：

OBJS1 :=hello.o
        OBJS2 :=hello.c hello.h
        CC :=gcc
        hello(OBJS1)
               $(CC) $^ -o $@
        $(OBJS1)(OBJS2)
               $(CC) -c $< -o $@

在这里请注意区别“$^”和“$<”。
        （11）退出保存，在shell中键入make -f makefile1，查看结果。

4．实验结果        各种不同形式的makefile都能正确地完成其功能。

3.7.4  使用autotools生成包含多文件的makefile        1．实验目的        通过使用autotools生成包含多文件的makefile，进一步掌握autotools的使用方法。同时，掌握Linux下安装软件的常用方法。

2．实验过程        （1）在原目录下新建文件夹auto。
        （2）将上例的两个代码文件“hello.c”和“hello.h”复制到该目录下。
        （3）使用autoscan生成configure.scan。
        （4）编辑configure.scan，修改相关内容，并将其重命名为configure.in。
        （5）使用aclocal生成aclocal.m4。
        （6）使用autoconf生成configure。
        （7）使用autoheader生成config.h.in。
        （8）编辑makefile.am。
        （9）使用automake生成makefile.in。
        （10）使用configure生成makefile。
        （11）使用make生成hello可执行文件，并在当前目录下运行hello查看结果。
        （12）使用make install将hello安装到系统目录下，并运行，查看结果。
        （13）使用make dist生成hello压缩包。
        （14）解压hello压缩包。
        （15）进入解压目录。
        （16）在该目录下安装hello软件。

3．实验步骤        （1）mkdir ./auto。
        （2）cp hello.* ./auto（假定原先在“hello.c”文件目录下）。
        （3）命令：autoscan。
        （4）使用vi编辑configure.scan为：

        #                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

        AC_PREREQ(2.59)
        AC_INIT(hello, 1.0)
        AM_INIT_AUTOMAKE(hello,1.0)
        AC_CONFIG_SRCDIR([hello.h])
        AC_CONFIG_HEADER([config.h])
        # Checks for programs.
        AC_PROG_CC
        # Checks for libraries.
        # Checks for header files.
        # Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
        # Checks for library functions.
        AC_OUTPUT(makefile)

（5）保存退出，并重命名为configure.in。
        （6）运行：aclocal。
        （7）运行：autoconf，并用ls查看是否生成了configure可执行文件。
        （8）运行：autoheader。
        （9）用vi编辑makefile.am文件为：

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
        bin_PROGRAMS=hello
        hello_SOURCES=hello.c hello.h

（10）运行：automake，然后运行automake –a。
        （11）运行：./configure。
        （12）运行：make。
        （13）运行：./hello，查看结果是否正确。
        （14）运行：make install。
        （15）运行：hello，查看结果是否正确。
        （16）运行：make dist。
        （17）在当前目录下解压hello-1.0.tar.gz：tar –zxvf hello-1.0.tar.gz。
        （18）进入解压目录：cd ./hello-1.0。
        （19）下面开始Linux下常见的安装软件步骤：./configure。
        （20）运行：make。
        （21）运行：./hello（在正常安装时这一步可省略）。
        （22）运行：make install。
        （23）运行：hello，查看结果是否正确。

4．实验结果        能够正确使用autotools生成makefile，并且能够成功安装短小的hello软件。