Арнольд Роббинс - Linux программирование в примерах

• Название: Linux программирование в примерах
• Автор: Арнольд Роббинс
• Издательство: Кудиц-Образ
• Жанр: Программное обеспечение
• Год: 2005
• ISBN: 5-9579-0059-1

В книге рассмотрены вопросы, связанные с программированием под Linux: файловый ввод/вывод, метаданные файлов, основы управления памятью, процессы и сигналы, пользователи и группы, вопросы интернационализации и локализации, сортировка, поиск и многие другие. Много внимания уделено средствам отладки, доступным под GNU Linux. Все темы иллюстрируются примерами кода, взятого из V7 UNIX и GNU. Эта книга может быть полезна любому, кто интересуется программированием под Linux.

---

Вы уверены, что именно ваш код исправил проблему? Или это произошло из-за изменения теста, или туда был внесен какой-то другой код? Когда вы видите, что ваше исправление работает, уберите его и заставьте ошибку появиться снова. Затем верните исправление на место и убедитесь, что ошибки нет. Этот шаг гарантирует, что именно ваше исправление решило проблему.

Дополнительные сведения о книге Debugging и плакат с правилами отладки можно найти для свободной загрузки по адресу http://www.debuggingrules.com.

15.8. Рекомендуемая литература

Следующие книги отличные, с множеством сведений как в отношении тестирования, так и отладки. Все, кроме первой, относятся к программированию вообще. Их все стоит прочесть.

1. Debugging, David J. Agans. AMACOM, New York, New York. USA 2003. ISBN: 0-8144-7168-4.

Настоятельно рекомендуем эту книгу. У нее легкий стиль, удивительное звучание, чтение — одно удовольствие!

2. Programming Pearls, 2nd edition, by Jon Louis Bentley. Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, USA, 2000, ISBN: 0-201-63788-0. См. также веб-сайт этой книги.[189]

В главе 5 этой книги приведено хорошее обсуждение тестирования элементов и построения тестовой среды.

3. Literate Programming, by Donald E. Knuth. Center for the Study of Language and Information (CSLI), Stanford University, USA, 1992. ISBN: 0-9370-7380-6.

Эта восхитительная книга содержит ряд статей Дональда Кнута по грамотному программированию (literate programming) — методике программирования, которую он изобрел и использовал для создания ТеХ и Metafont. Особый интерес представляет статья, озаглавленная «Ошибки ТеХ», которая описывает, как он разрабатывал и отлаживал ТеХ, включая его журнал всех найденных и исправленных ошибок.

4. Writing Solid Code, by Steve Maguire. Microsoft Press, Redmond, Washington, USA, 1993. ISBN 1-55615-551-4.

5. Code Complete: A Practical Handbook of Software Construction, by Steve McConnell Microsoft Press, Redmond, Washington, USA, 1994. ISBN: 1-55615-484-4.

6. The Practice of Programming, by Brian W. Kernighan and Rob Pike. Addison-Wesley, Reading. Massachusetts, USA, 1999. ISBN: 0-201-61585-X.

15.9. Резюме

• Отладка является важной частью разработки программного обеспечения. Для минимизации ошибок должны использоваться хорошие проектирование и практика разработки, но отладка всегда будет с нами.

• Программы должны компилироваться без оптимизации и с включенными идентификаторами отладки, чтобы упростить отладку под отладчиком. На многих системах компиляция с оптимизацией и компиляция с идентификаторами отладки несовместимы. Это не относится к GCC, вот почему разработчикам GNU/Linux нужно знать об этой проблеме.

• 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.

Вместо этого мы рекомендуем следующий список шагов по написанию своей собственной оболочки либо в качестве (большого) упражнения для закрепления вашего понимания, либо, возможно, в качестве совместного проекта, если вы обучаетесь в учебном заведении.