الأولى  |  الخارطة  |  فهرس  |  بحث

المؤلف Lorne Bailey <sherm_pbody(at)yahoo.com> نبذة عن الكاتب: Lorneيعيش في شيكاغو و يعمل مستشارا مختصا في Oracle و يحضر شهادة الماجستير. ترجمه إلى العربية: yacine laalaoui <yacine.laalaoui(at)caramail.com> الفهرس:  قواعد  GCC البداية... التصريف الأولي   التصريف التجميع الربط خيارات أخرى مهمة الفلي الخلاصة الروابط تعقيبك على هذا المقال

GCC - الأصل

نبذة مختصرة:

هذا المقال يعرفك على أساسيات لغة البرمجة C و كيفية استعمال المصرفcompilerGCC، نحن على ثقة أننا سنجعلك تستطيع أن تنفذ المصرف بأمر على السطر لبرنامج بسيط بلغة C و بعد ذلك سنرى ما يجري حاليا و كيف تستطيع مراقبة تصريف برامجك، و كذلك نظرة أخرى على الفلي -debugger-

 

 قواعد  GCC

لا تستطيع أن تتخيل  تصريف برامج حرة بمصرف   ذي  مصدر مغلق، مصرف خاص؟ و  كيف تطلع على ما يجري في  برنامجك المنفذ؟ قد يحتوي على أبوابا خلفيةback door  أو حصان طروادة  Trojan. السيد Ken Thompso أحد  أشهر الهاكر كتب مصرفا يترك خلفه أبوابا في برنامج الدخول 'login'، و يخلق حصان طروادة حينما يصرف المصرف نفسه. طالع وصفه في .

 لحسن الحظ لدينا GCC، عندما  تنفذ configure; make; make install فإن gcc  يعمل بجد خلف الستار.  كيف تجعل gcc يعمل لصالحك، سنبدأ بتأليف برنامج للعب الورق شيئا فشيئا لنبرز وظائف المصرف، سنبدا من خط الانطلاق  أي من تنفيذ التصريف إلى إنشاء برنامج قابل للتنفيذ،  و نعبر المراجل التي يأخذها برنامج بلغة C و مختلف الخيارات المستعملة في الأمر gcc، هذه المراحل هي التصريف الأولي    gcc -E   Pre-compile  ثم التصريفCompile  gcc  ثم التجميع as     Assembly ثم الربط   Link ld

.

البداية...

أولا سنتعلم تنفيذ المصرف، لذا نكتب البرنامج  الذي يعرض على الشاشة ترحيبا.

#include <stdio.h>

int main()

{
  printf("Hello World!\n");
}

احفظه باسم game.c  ثم صرّفه بـ:

gcc game.c

المصرف يصنع برنامجا منفذا يسميه تلقائيا a.out يمكنك تنفيذه بالأمر : 

a.out
Hello World

gcc -o game game.c

game
Hello World

سنزيد في البرنامج شيئا فشيئا و ننفذه في كل مرة، تذكر أنّ  البرنامج يكتب شيئا فشيئا، لأننا لا يمكن أن نكتب برنامجا طويلا جدا لصعوبة تنقيحه و تعديله، بل نعمل شيئا فشيئا. هكذا يجب العمل.

 بعدها سنصنع ملفا رأسيا يحتوي تعريف  المتغيرات و الإجراءات  و الوظائف و ما تحتاجه من أشياء

#ifndef DECK_H
#define DECK_H

#define DECKSIZE 52

typedef struct deck_t
{
  int card[DECKSIZE];
  /* number of cards used */
  int dealt;
}deck_t;

#endif /* DECK_H */

احفظ هذا الملف باسم deck.h،  بعد ذلك نعدل ملف game.c ، فاكتب في السطر الثاني "include "deck.h، في السطر الخامس أضف deck_t deck;، ثم صرّفه ثانية، فإذا وجدت أخطاء صححها و أعد التصريف.

gcc -o game game.c

التصريف الأولي  

كيف يتعرف المصرف على نوع deck_t؟ في  مرحلة التصريف الأولي يدرج المصرف الملف "deck.h"في الملف game.c جراء التوجيهة التي تلي #.  نفذ التصريف الأولي بـالخيار  -E في أمر gcc .

gcc -E -o game_precompile.txt game.c
wc -l game_precompile.txt
  3199 game_precompile.txt

 أثناء التصريف الأولي تجري العمليات :   

1. نسخ الملفات المدرحة بـ #include . في ملف المصدر.
2. تعويض الثوابت المعرفة بـ #define بقيمها الفعلية.
3. استبدال التعليمات المركبة macro في مواضعها.

تعريف الثوابت يمكنك من استخدام ثابت ما مثل DECKSIZE  لتعويض عدد أوراق اللعب، في كامل مصدر البرنامج، فإذا ما غيرنا قيمة الثابت يتغير في كامل المصدر أثناء التصريف الأولي.هذه المرحلة  لا تجرى وحدها، بل تسبق التصريف عادة تلقائيا.

التصريف

يحول المصرف المصدر إلى لغة التجميع assembly، و إذا وجد أخطاء ما فإنه يتوقف ليجرد كل الأخطاء الموجودة. هذه المرحلة مرحلة  فقط و ليست كل شيء كما يعتقد الكثيرون.

التجميع

يتحول البرنامج من رمز تجميعي assembly code  إلى رمز شيئي  object code. الرمز الشيئي لا يمكن تنفيذه لكنه مرصوص بإحكام، الخيار -c  يحول الملف إلى ملف  شيئي  لاحقته .o

gcc -c game.c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include "deck.h"

static time_t seed = 0;

void shuffle(deck_t *pdeck)
{
  /* Keeps track of what numbers have been used */
  int drawn[DECKSIZE] = {0};
  int i;

  /* One time initialization of rand */
  if(0 == seed)
  {
    seed = time(NULL);
    srand(seed);
  }
  for(i = 0; i < DECKSIZE; i++)
  {
    int value = -1;
    do
    {
      value = rand() % DECKSIZE;
    }
    while(drawn[value] != 0);

    /* mark value as used */
    drawn[value] = 1;

    /* debug statement */
    printf("%i\n", value);
    pdeck->card[i] = value;
  }
  pdeck->dealt = 0;
  return;
}

احفظ الملف باسم shuffle.c، صرفه  ثم نفذه  ليخلط الأوراق و يعرضها أمامك بالدالة printf لنعرف ما يجري في برنامجنا، هذه الدالة تستعمل عادة للفلي ( فلى يفلي فليا= debbuge) ، الذي سنتحدث عنه لاحقا.

1. الوسائط ( parameters) تمرر (pass) في الدوال بقيمتها(by value)، أو بعنوانها (by address)  بالعامل  "&" . الوسيط الممر بعنوانه يمكن للدالة تغييره أثناء عملها، يمكن استعمال المتغيرات الشاملةglobal variables، لكن يستحسن أن لا تستعمل إلا نادرا، و تذكر أن المؤشرات ذات مكانة  مهمة في C لذا عليك فهمها جيدا.
2. يعتبر نظام التشغيل أي برنامج دالة رئيسية تسمى main ، فالملف shuffle.c لا يمكن تنفيذه، استعمله في ملف آخر.

نفذ الأمر

gcc -c shuffle.c

shuffle(&deck);

أعد صنع البرنامج القابل للتنفيذ، انتبه فالبرنامج به أخطاء

gcc -o game game.c

/tmp/ccmiHnJX.o: In function `main':
/tmp/ccmiHnJX.o(.text+0xf): undefined reference to `shuffle'
collect2: ld returned 1 exit status

الربط

آخر مرحلة هي الربط، أي   جعل البرنامج  قابلا للتنفيذ بالأمر :

gcc -o game game.o shuffle.o

خيارات أخرى مهمة

الخيار -Wall يعرض كل الأخطاء و التنبيهات في برنامجك مما يجعله محمولا قدر الإمكان، فإذا نفذته على برنامجنا ظهر لك :

game.c:9: warning: implicit declaration of function `shuffle'

void shuffle(deck_t *pdeck);

خيار آخر يستعمل لتحسين جودة البرنامج القابل للتنفيذ ( جعله أمثل optimization) هو الخيار -#O  مثل -O2  الذي يجعل البرنامج أسرع، لن تلاحظ شيئا، لكن البرامج الكبيرة جدا تبدو أسرع بعد تحسينها، الرقم 2 أو غيره يحدد مستوى التحسين..

الفلي

برنامجنا يعمل جيدا، و نستطيع عرض نتائجه بـ

game | sort - n | less

يمكنك تفحص البرنامج بفليه بالمفلاة  ( أداة للفلي)  إما gdb على سطر الأوامر أو  KDbg  على الواجهة الرسومية. إذا استعملت Kdbg  اختر البرنامج القابل للتنفيذ من اللائحة file->executable ، ثم اضغط F5 أو اختر القائمة File->Run   فترى النتائج في نافذة على حدى ، و إلا عليك إعادة التصريف بالأمر :

gcc -g -c shuffle.c game.c
gcc -g -o game game.o shuffle.o

الفلي مهم جدا لذا خصص وقتا لتعلم استعمال Kdbg و gdb لاستكشاف الأخطاء و ما أحوجك لذلك، و يمكنك تحديد نقاط لتوقيف التنفيذ، بأن تنقر بزر الفأرة الأيسر على السطر  الذي به الدالة shuffle فتظهر لك نقطة حمراء صغيرة بعد هذا السطر، اضغط الزر F5 فيتوقف التنفيذ عند هذه النقطة بالذات، و بالضغط على F8 ستدقق ما يجري داخل الدالة shuffle، و إذا وضعت مؤشر الفأرة على متغير ما ترى قيمته الحالية.

الخلاصة

يحتوي هذا المقال على كيفية تصريف  برنامج C و فليه  مرورا بكل مراحل التصريف بـ gcc .  لإنشاء برنامج منفذ و التي منها مرحلة الربط (  النهائية)، فمن خلال هذا نأمل أن تستطيع تبدأ البرمجة بلغة C و استعمال المصرف gcc  و الفلي  مثل Kdbg و gdb.

و هناط أيضا مصادر أخرى للمعلومات كالأمر man و على الصفحات info حول المصرف gcc أو ld.

الروابط

•  مجموعة المصرف gcc GCC GNU
• gdb GNU Debugger
• KDbg KDE's GUI Debugger
• Award Winning Compiler Hack Ken Thompson's great compiler hack

تعقيبك على هذا المقال

2002-05-09, generated by lfparser version 2.27