Linux下C编程基础之实验内容及小结

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。