(HobNote)C言語関係[04]

C言語関係[04]

since 2015.10.13 last update 2016.06.04

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emacsでmake

emacs上でmakeを実行するには、
MakefileのあるDirectoryでemacsを起動している状態で、

M-x compile

デフォルトでは、

Compile command: make -k

と聞いてくるのでオプションkのままでいいなら、そのままリターン
オプションkは、エラーがでてもできるかぎり実行しようとするオプションである。
オプションkが不要なら[BS]キーで-kを消してからリターン

▲ ▼

emacsでgdbを使ってデバッグ

まずemacsの設定で.emacsに以下の行を追加することでgdb用の複数の分割windowが表示されるようになる。

(setq gdb-many-windows t)

で、gdbでデバッグするためのMakefileのCFLAGSは、

CFLAGS = -g3 -O0

のように-g3と-O0をしてしておく。
-gと同様に-g3は、デバッグ情報の付加を指示するもので-glevelのlevel 3を意味する。

glevel	description
g0	デバッグ情報を付加しない。
g1	最小のデバッグ情報を付加する。local変数の情報は無い。
g	levelは2を意味する。defaultのデバッグオプション。gdbでマクロが使えない。
g3	最大のデバッグ情報を付加する。gdbでマクロの使用が可能。

-O0は最適化を無効にすることを意味する。
最適化を無効にしておかないとlocal変数の情報が消えてしまいトレースすることができない

例として以下のようなファイルで実行してみる。

em_gdbtst_0.c

// em_gdbtst_0.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "em_gdbtst.h"

////
int main (int argc, char **argv)
{
  int err_f = 0;
  int ii = 0;
  char *sbuf0;
  char *sbuf1;
  int i_argv;

  sbuf0 = malloc (32);
  sbuf1 = malloc (32);

  printf("sample programm for gdb on emacs\n");

  if ( argc != 2 )
    err_f = -1;
  else
    i_argv = atoi (*(argv+1));

  if ( err_f == 0 ) {   
    for ( ii = 0 ; ii < i_argv ; ii++) {
      printf("ii=[%d]\n", ii);
      prn_func0 (sbuf0);
      prn_func1 (sbuf1);
      strcat (sbuf0, sbuf1);
      printf("  main sbuf0[%s]\n", sbuf0);
    }
  }

  free (sbuf0);
  free (sbuf1);

  return err_f;
}
//// EOF

em_gdbtst_1.c

// em_gdbtst_1.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "em_gdbtst.h"

////
void prn_func1 (char *sbuf)
{
  int ii = 0;

  strcpy (sbuf, "1");
  for ( ii = 0 ; ii < 4 ; ii++ )
	strcat (sbuf, "b");

  printf("  func1[%s]\n", sbuf);
}
////
void prn_func0 (char *sbuf)
{
  int ii = 0;

  strcpy (sbuf, "0");
  for ( ii = 0 ; ii < 4 ; ii++ )
	strcat (sbuf, "a");

  printf("  func0[%s]\n", sbuf);
}
//// EOF

em_gdbtst.h

// em_gdbtst.h

void prn_func0 (char *sbuf);
void prn_func1 (char *sbuf);

//// EOF

Makefile

CC		= gcc
CFLAGS		= -g3 -O0
SRCS		= em_gdbtst_0.c em_gdbtst_1.c
OBJS		= $(SRCS:.c=.o)
LIBS		=
PROGRAM		= em_gdbtst
all:		$(PROGRAM)
$(PROGRAM):	$(OBJS)
		$(CC) $(OBJS) $(LIBS) -o $(PROGRAM)

clean:;		rm -f *.o *~ $(PROGRAM)

### End of Makefile

そのディレクトリでemacsを起動しこれらをmakeした後 M-x gdbと入力すると

Run gdb (like this): gdb --annotate=3 em_gdbtst

と表示されるのでリターン。em_gdbtstは、makeで生成された実行プログラム。
M-x gdbをするとそのディレクトリ内で最初に見つけた実行権限のあるファイルを選択するようだ。
なのでデバッグ対象を変えたければem_gdbtstを書き換えればいい。
で、こうなる。

[emacs &]	[emacs -nw]

代表的な使い方は以下の通りである。

GDB command	GDB short command	Emacs key bindings	description
help command	-	-	GDBのcommandのhelp表示。help allをした場合は全てを表示する。
-	-	C-h m	emacsのGDBモードのhelp. C-x kでkillして元の表示に戻る。
break n	b n	C-x Space C-x C-a C-b mouse left button	break pointの設定。nは、行数っもしくは関数名。 emacsはソース上で実行したらその行がbreak pointに設定される。またはマウスでソースファイルの行頭をクリックでその行がbreak pointに設定される。
tbreak n	tb n	C-x C-a C-t	temporary break pointの設定。nは、行数っもしくは関数名。 emacsはソース上で実行したらその行がtemporary break pointに設定される。 temporary break pointは、1回だけ実行時に止まるbreak point。
watch val	wa	C-x C-a C-w	watch point(変数の監視)の追加。 defaultのwatch point数は、Hardware watchpoint設定になっており最大4つまでしか設定できない。で、"set can-use-hw-watchpoint 0"と設定することによりHardwareを使わないようにすると 4つ以上のwatchpointの設定ができる。(らしいのだが、設定はできるがうまく動かない。。。) emacsではソースファイル上で表示したい変数の上にカーソルを持っていった状態でキー入力すると別window(Speedbar)で変数windowが表示される。ただlocal変数は元々windowがある。値が変化しても止まらないのでGDB上でのwatch pointとは異なる。
disable n	dis n	-	break point, watch pointのdisable。nは行番号でなくbreak/watch point番号。
enable n	ena n	-	break point, watch pointのenable。nは行番号でなくbreak/watch point番号。
delete n	d n	C-x C-a C-d mouse left button	break point, watch pointの削除。nを付けない場合は全て削除。 emacsはソース上で実行したらその行のbreak pointが削除される。またはマウスでソースファイルの行頭をクリックでその行のbreak pointが削除される。
run arg	r arg	-	programを実行。(必要な場合)argは引数。
quit	q	C-x k	GDBの終了。 emacsではGDBコンソール上で行ってGDB bufferの終了となる。
next	n	C-x C-a C-n	1行実行。関数の中には入って行かない。
step	s	C-x C-a C-s	1行実行。関数の中に入っていく。
stepi	i	C-x C-a C-i	1マシン語実行。
continue	c	C-x C-a C-r	次のbreak pointまで実行。
finish	fin	C-x C-a C-f	現在の関数の終了して前の関数に戻ってくるところまで実行。
print val	p val	C-x C-a C-p	変数valの表示。 emacsではソースファイル上で表示したい変数の上にカーソルを持っていった状態でキー入力。
dislpay val	disp	-	変数valの毎表示。
undislpay n delete display n	undisp n	-	nが示す変数valのdisplayからの削除。 nを付けないで実行した場合は、全てのdisplayリストを削除。
until n	unt	C-x C-a C-u	指定行まで実行。 emacsでは、現在カーソルがある行まで実行。
up	-	C-x C-a <	前のスタックフレーム(関数)まで戻る。
down	-	C-x C-a >	次のスタックフレーム(関数)に進む。
kill	k		途中でもプログラムの実行を強制終了する。
-	-	M-x gdb-display-assembler-buffer	アッセンブラバッファを新規分割windowwで開く。
-	-	M-x gdb-display-memory-buffer	メモリバッファを新規分割windowwで開く。

参考URL:
     http://d.hatena.ne.jp/higepon/20090505/p1
     https://www.cs.umd.edu/class/fall2012/cmsc216/resources/gdb-emacs.htm
     http://rat.cis.k.hosei.ac.jp/article/devel/debugongccgdb3.html

▲ ▼

gccで定義されているマクロを表示する

gccで定義されているマクロの一覧を表示するには、コマンドラインより
gcc -dM -E - < /dev/null
で出力される。

Linuxでの実行。(gcc (GCC) 4.8.5 20150623, SL7.2)

[hoge]$ gcc -dM -E - < /dev/null
#define __DBL_MIN_EXP__ (-1021)
#define __UINT_LEAST16_MAX__ 65535
#define __ATOMIC_ACQUIRE 2
.......
#define __GNUC_PATCHLEVEL__ 5
#define __UINT_FAST8_MAX__ 255
#define __DEC64_MAX_EXP__ 385
#define __INT8_C(c) c
.....
#define __GCC_ATOMIC_BOOL_LOCK_FREE 2
#define __UINTMAX_TYPE__ long unsigned int
#define __linux 1
#define __DEC32_EPSILON__ 1E-6DF
#define __unix 1
#define __UINT32_MAX__ 4294967295U
#define __LDBL_MAX_EXP__ 16384
#define __WINT_MIN__ 0U
#define __linux__ 1
#define __SCHAR_MAX__ 127
.....
#define __ATOMIC_RELEASE 3

Macでの実行。(LLVM version 7.3.0 (clang-703.0.31), El Captain)

[hoge]$ gcc -dM -E - < /dev/null
#define OBJC_NEW_PROPERTIES 1
#define _LP64 1
#define __APPLE_CC__ 6000
#define __APPLE__ 1
....
#define __DBL_MAX_EXP__ 1024
#define __DBL_MAX__ 1.7976931348623157e+308
#define __DBL_MIN_10_EXP__ (-307)
#define __DBL_MIN_EXP__ (-1021)
....
#define __LP64__ 1
#define __MACH__ 1
#define __MMX__ 1
#define __NO_INLINE__ 1
#define __NO_MATH_INLINES 1
#define __ORDER_BIG_ENDIAN__ 4321
#define __ORDER_LITTLE_ENDIAN__ 1234
#define __ORDER_PDP_ENDIAN__ 3412
....
#define __x86_64 1
#define __x86_64__ 1

▲ ▼

#if, #ifdef プリプロセッサ指示の違い

プリプロセッサ指示#defineで設定したマクロを条件により変えたい場合
#if〜#elif〜#else〜#endifや#ifdef〜#else〜#endifを使うことになる。

で、#ifと#ifdefでなにが違うかというと
#ifは、#ifの後の式やマクロが0以外であれば真、0であれば偽として条件コンパイルをする。
#ifdefは、#ifdefの後のマクロが存在すれば真、存在しなければ偽として条件コンパイルをするというものである。

以下、例。まぁこれだとあまり違いはわからないんだけど。。。

preproc_tst.c

#include <stdio.h>

#if __linux__
#define FOUND_IF_LINUX (1)
#else
#define FOUND_IF_LINUX (0)
#endif

#if __li_nux__
  #define FOUND_IF_LI_NUX 1
#else
  #define FOUND_IF_LI_NUX 0
#endif

#ifdef __unix
  #define FOUND_IFDEF_UNIX 1
#else
  #define FOUND_IFDEF_UNIX 0
#endif

#ifdef __u_nix
  #define FOUND_IFDEF_U_NIX (1)
#else
  #define FOUND_IFDEF_U_NIX (0)
#endif


void main (void)
{
  printf ("FOUND_IF_LINUX   =[0x%x]\n", FOUND_IF_LINUX);
  printf ("FOUND_IF_LI_NUX  =[0x%x]\n", FOUND_IF_LI_NUX);
  printf ("FOUND_IFDEF_UNIX =[0x%x]\n", FOUND_IFDEF_UNIX);
  printf ("FOUND_IFDEF_U_NIX=[0x%x]\n", FOUND_IFDEF_U_NIX);
}

[hoge]$ gcc ./preproc_tst.c -o ./preproc_tst
[hoge]$ ./preproc_tst
FOUND_IF_LINUX   =[0x1]
FOUND_IF_LI_NUX  =[0x0]
FOUND_IFDEF_UNIX =[0x1]
FOUND_IFDEF_U_NIX=[0x0]

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