Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход

% man troff

Чтобы узнать, как ОС Linux ищет man-страницы, просмотрите справочную информацию о самой команде man:

% man man

Можно также подготовить документацию в формате GNU-системы Info. Для получения информацию об этой системе выполните команду

% info info

Для многих Linux-лрограмм имеется также документация в формате простого текста и HTML.

Удачного программирования!

Разработка безошибочных и быстрых Linux-программ требует не только понимания операционной системы Linux и ее системных вызовов. В этом приложении будут рассмотрены методики, позволяющие находить ошибки периода выполнения (например, неправильное использование оперативной памяти) и определять, какие компоненты программы требуют наибольших вычислительных ресурсов. Анализ программного кода дает лишь часть этой информации; чтобы получить остальную часть, необходимо запустить программу и воспользоваться описанными ниже инструментами.

Некоторые программные ошибки можно выявить, воспользовавшись средствами статического анализа исходных текстов. Если вызвать компилятор gccс флагами -Wallи -pedantic, он выдаст предупреждения о рискованных и потенциально ошибочных программных конструкциях. Исправив эти конструкции, вы снизите вероятность появления в программе скрытых ошибок, а также упростите компиляцию программы в других вариантах Linux или даже в других операционных системах.

С помощью различных флагов командной строки можно заставить компилятор gccвыдавать предупреждения о множестве спорных программных конструкций. Большинство проверок включается флагом -Wall. Например, компилятор будет сообщать о комментарии, начинающемся в другом комментарии, о неправильном типе возвращаемого значении в функции main(), о функциях, в которых пропущена инструкция return, и т.д. При наличии флага -pedanticкомпилятор будет выдавать предупреждения о несоответствии стандарту ANSI. В частности, будет сообщаться о наличии функции asm()и других GNU-расширений языка. В документации к компилятору не рекомендуется использовать этот флаг. Мы же советуем избегать большинства GNU-расширений, так как они имеют тенденцию меняться со временем и плохо поддаются оптимизации.

Попробуем скомпилировать программу "Hello, World", представленную в листинге А.1.

main() {

printf("Hello, world.\n");

}

Будучи вызванным без флагов, компилятор не выдаст никаких предупреждений, хотя программа не соответствует стандарту ANSI Если же включить флаги -Wallи -pedantic, то обнаружатся три спорные конструкции:

% gcc -Wall -pedantic hello.c

hello.c:2: warning: return type defaults to 'int'

hello.c: In function 'main':

hello.c:3: warning: implicit declaration of function 'printf'

hello.c:4: warning: control reaches end of non-void function

Компилятор сообщает о следующих проблемах:

■ не указан тип возвращаемого значения функции main();

■ функция printf()не объявлена, так как файл не включен в программу;

■ функция main(), которая неявно возвращает значение типа int, не содержит инструкцию return.

Анализ исходных текстов программы не позволяет выявить все возможные ошибки и неэффективные конструкции. В следующем разделе описываются четыре средства поиска ошибок при работе с динамической памятью. В конце приложения будет рассказано о том, как анализировать время работы программы с помощью утилиты-профайлера gprof.

При написании программы зачастую неизвестно, сколько памяти потребуется ей во время выполнения. Например, строка, читаемая из файла, может иметь любую длину. Работа с динамической памятью осуществляется посредством функций malloc(), free()и их вариантов. Следует придерживаться таких правил:

■ число запросов на выделение памяти (вызовов функции malloc()) должно в точности совпадать с чистом запросов на освобождение памяти (вызовов функции free());

■ операции чтения и записи динамической памяти должны выполняться в рамках выделенной области, не выходя за ее пределы;

■ к выделенной области нельзя обращаться после того, как она была освобождена.

Выделение и освобождение динамической памяти происходят на этапе выполнения программы, поэтому статический анализ исходных текстов редко позволяет выявить недочеты. Утилиты проверки памяти сначала загружают программу, а затем определяют, нарушаются ли перечисленные выше правила. Выявляются следующие ошибки: