一、實驗目標：

熟悉Linux上C程序的編譯和調試工具，包括以下內容：

1. 了解Linux操作系統及其常用命令

2. 掌握編譯工具gcc的基本用法

3. 掌握使用gdb進行程序調試

二、實驗環境與工件

1.個人電腦

2. Fedora 13 Linux 操作系統

3. gcc

4. gdb

三、實驗內容與步驟

1.根據實驗一：實驗環境配置與使用.ppt熟悉Linux基本操作（P.1 – P.28）,然後根據以下過程創建用戶：用戶名為學生名稱加學號，如賴丹輝，學號2013150040，則該用戶名為Laidanhui_2013150040。按照1.1~1.3完成並截圖，截圖需要有運行的命令及其結果。另外：後面的題目必須在該新建用戶下完成。

實驗步驟：

1.1.首先切換為超級用戶

在終端環境下，$su

1.2. 參考以下命令創建新用戶, 設置新建用戶的密碼，註意：只有設置了密碼才能激活用戶，否則無法以該用戶身份登錄

#useradd (your name)

#passwd (your password)

1.3. 註銷當前用戶，並以新建的用戶身份登錄，登錄後運行 $ whoami，並進行截圖；

2.新建用戶主目錄下創建子目錄：gdbdebug, 並進入gdbdebug 子目錄。將過程和結果截圖。

先切換到超級用戶，然後使用mkdir命令在home/XuXianyuan_2015150147目錄下創建gdbdebug子目錄，再使用ls顯示該目錄下內容，黃色部分結果表示創建成功。

進入gdbdebug目錄下:

進入成功。

3.使用vi編輯以下兩個文件並編譯和運行，截圖

3.1.編輯reverse.h

最後在最後使用:wq保存並退出

在gdbdebug目錄下使用ls命令：(黃色標註部分表示reverse.h文件創建成功。)

3.2.編輯reverse.c

3.3.按以下步驟編譯，如有警告信息，請修改代碼至無警告信息

$gcc –Wall reverse.c –o reverse:生成的所有警告信息如下圖所示:

分析相應的警告信息：

第一條:隱式聲明函數‘strlen’，很明顯沒有包含相應頭文件，故只需在reverse.c中 添加頭文件<string.h>即可。

第二條:格式 ‘%s’ expects argument of type ‘char *’, but argument 2 has type ‘char (*)[1024]’,這個警告是說輸入格式不對，將scanf(“%s”,&str)中的&去掉。

第三條:在有返回值的函數中，控制流程到達函數尾,這個警告的意思是函數聲明存在返回值但是並未返回，將reverse函數返回聲明為void，並且為main函數最後面添加return 0語句

(在linux下，main函數聲明為void會產生警告如下圖:)

所有警告處理完以後，結果截圖如下圖所示:

3.4.運行程序

$./reverse

此時發現輸入的abcdefg，但是最終結果是aecdcba，結果是與預期結果gfedcba完全不同的。

4.按照以下過程調試並修正reverse.c,請參考過程截圖。

4.1. 編譯時加入調試信息

$gcc -g reverse.c -o reverse1

4.2. 啟用GDB調試

使用file 命令，裝入想要調試的可執行程序 reverse1；

4.3. 鍵入list,查看源代碼並根據行號/函數名設置斷點

斷點設置總體如下:

接下來是運行:

4.4. 觀察變量值，並作分析，推測錯誤

分析如下:

圖中所標示的1，2,3分別表示經過斷點以後，輸入的字符串變化情況；

在第一步中，由於只是執行了c=*str+i，也就是說字符串不會發生變化，對比圖片所給出的變化情況，可以得知這個結果是正確的，也就是說第一步不存在錯誤；

在第二步中，執行代碼*(str+1)=*str+len-i-1，按照正常情況，字符串第一個字符應該被最後一個字符所替代，但結果卻是第二個字符被最後一個字符替代，所以很可能在這裏出錯了；

在第三步中，執行c=*str+i；也即是最後一個字符串被變量c所指代的字符替代，由第一步，可以知道，最後一個結果應該是被第一個字符所替代，對比圖片的結果，結果是正確的，也即是說該代碼不存在錯誤；

4.5. 修正程序並運行

在上述步驟的分析中，有如下修改方案:將第二步中的*(str+1)=*str+len-i-1修改為*(str+i)=*str+len-i-1

修改完成後嘗試運行reverse.c:

結果是:結果更加離譜-。-

沒辦法，接下來重新進入gdb調試:

4.6. 觀察變量值，並作分析，推測錯誤

調試結果如下:

分析過程同4.4，這裏直接給出最終分析結果:1-4步結果是符合實際的，而在第5步中，hbcdefga本應該是轉化為hgcdefga，也即是倒數第二個賦值給第二個，但是結果卻是hncdefga，這個n來的有點莫名其妙，但在仔細分析代碼後發現，代碼竟然是*(str+i)=*str+len-i-1,omg!後面的表達式竟然沒加大括號!-.-

如果不加大括號後面的表達式的意思是*str=‘h’，然後len=8，i=1，就有‘h’+8-1-1----->‘n’，轉化為字符‘n’;

恩，知道哪裏錯了以後，先在reverse.c相應位置加上大括號(截圖如下)

然後再來運行一次。

4.7. 修正程序並運行

顯然，實驗結果是正確無誤的。

至此，“計算機系統概論”這門課的第一次實驗算是總體完成了，另外，在學習過程中難免會有疏漏，如果發現了本文中的某些錯誤，歡迎提出指正ヽ(???)?(???)?

實驗一：實驗環境配置與使用