Les outils de développement sous FreeBSD : Guide de l'utilisateur

2.1. Interpréteurs

Dans le cas d'un interpréteur, le langage s'accompagne d'un environnement, sous lequel vous tapez des commandes à son invite et qui les exécute pour vous. Pour des programmes plus compliqués, vous pouvez saisir les commandes dans un fichier et le faire charger et exécuter les commandes qu'il contient par l'interpréteur. Si quelque chose se passe mal, la plupart des interpréteurs passeront le contrôle à un débogueur pour vous aider à trouver l'origine du problème.

Cela a l'avantage de vous permettre de voir immédiatement le résultat de vos commandes et de corriger sur le champ vos erreurs. Le principal inconvénient survient lorsque vous voulez partager vos programmes avec d'autres. Il faut qu'ils aient le même interpréteur que vous ou que vous ayez le moyen de leur fournir cet interpréteur; il faut aussi qu'ils comprennent comment s'en servir. Les utilisateurs peuvent aussi ne pas apprécier de se retrouver sous un débogueur s'ils appuient sur la mauvaise touche! Du point de vue de la performance, les interpréteurs utilisent parfois beaucoup de mémoire et ne génèrent habituellement pas le code aussi efficacement que les compilateurs.

A mon avis, les langages interprétés sont le meilleur moyen de débuter si vous n'avez jamais programmé auparavant. On trouve typiquement ce genre d'environnement avec des langages tels que Lisp, Smalltalk, Perl et Basic. On peut aussi avancer que le shell Unix est lui-même un interpréteur, beaucoup écrivent en fait avec des procédures - scripts - pour se faciliter le travail d'administration de leur machine. De fait, une partie de la philosophie d'origine d'Unix était de fournir nombre de petits programmes utilitaires qui puissent être utilisés de concert dans des procédures pour effectuer des tâches utiles.

2.2. Interpréteurs disponibles pour FreeBSD

Voici une liste des interpréteurs disponibles sous forme de “paquetages” FreeBSD, accompagnée d'une brève description des langages interprétés les plus répandus.

Pour vous procurer l'un de ces “paquetages”, il vous suffit de cliquer sur le lien correspondant et d'exécuter ensuite:

# pkg_add nom_du_paquetage

sous le compte super-utilisateur root. Il faut bien évidemment que vous ayez un système FreeBSD 2.1.0 ou ultérieur en état de marche pour que le logiciel fonctionne.

2.3. Compilateurs

Les compilateurs sont assez différents. Vous écrivez d'abord votre code dans un(des) fichiers(s) à l'aide d'un éditeur. Vous exécutez ensuite le compilateur et voyez s'il valide votre programme. S'il ne le compile pas, serrez les dents et retournez sous l'éditeur. S'il le compile et vous en fait un programme, vous pouvez l'utiliser soit à l'invite de l'interpréteur de commande, soit en vous servant d'un débogueur pour voir s'il fonctionne correctement[1].

Ce n'est évidemment pas aussi immédiat que de se servir d'un interpréteur. Cela vous permet cependant de faire beaucoup de choses qui sont très difficiles ou même irréalisables avec un interpréteur, comme écrire du code qui interagisse étroitement avec le système d'exploitation -  ou même écrire votre propre système d'exploitation! C'est aussi utile si vous avez besoin d'écrire du code très efficace, parce que le compilateur peut prendre son temps et optimiser le code, ce qui ne serait pas acceptable d'un interpréteur. Distribuer un programme écrit pour un compilateur est généralement plus facile - il suffit de livrer une copie de l'exécutable, en supposant que les destinataires aient le même système d'exploitation que vous.

Les langages compilés incluent Pascal, C et C++. C et C++ sont des langages qui pardonnent assez peu, et plus adaptés aux programmeurs plus expérimentés. Pascal, d'un autre côté, a été conçu pour l'enseignement, et est un assez bon langage avec lequel commencer. Malheureusement, FreeBSD n'a aucun support pour Pascal, à l'exception d'un convertisseur de Pascal en C, au catalogue des logiciels portés.

Comme le cycle “édition-compilation-exécution-débogage” est assez fastidieux, de nombreux fournisseurs de compilateurs commerciaux ont produit des Environnements de Développement Intégrés (EDI en abrégé). FreeBSD ne dispose pas d'EDI en tant que tel; il est cependant possible d'utiliser Emacs à cet effet. C'est expliqué à la section Utiliser Emacs comme environnement de développement.

3.1. Questions et problèmes cc

Q. J'essaie d'écrire un programme qui utilise la fonction sin() et j'obtiens une erreur qui ressemble à ce qui suit. Qu'est-ce que cela veut dire?

/var/tmp/cc0143941.o: Undefined symbol `_sin' referenced from text segment

R. Quand vous utilisez des fonctions mathématiques telles que sin(), vous devez dire à cc d'inclure la bibliothèque mathématique à l'édition de liens, comme ceci:

% cc -o foobar foobar.c -lm

Q. D'accord, j'ai écrit ce petit programme pour m'entraîner à utiliser -lm. Il ne fait que calculer 2.1 à la puissance 6:

#include <stdio.h>

int main() {
      float f;

      f = pow(2.1, 6);
      printf("2.1 ^ 6 = %f\n", f);
      return 0;
}
           

% cc temp.c -lm

% ./a.out
2.1 ^ 6 = 1023.000000

Ce n'est pas la bonne réponse! Que se passe-t-il?

R. Quand le compilateur voit que vous appelez une fonction, il regarde s'il en a déjà vu un prototype. Si ce n'est pas le cas, il suppose que la fonction retourne un int - entier, ce qui n'est évidemment pas ce que vous souhaitez dans ce cas.

Q. Comment alors régler ce problème?

R. Les prototypes des fonctions mathématiques sont dans math.h. Si vous incluez ce fichier, le compilateur trouvera le prototype et cessera de vous fournir un résultat bizarre!

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main() {
...
           

Après l'avoir recompilé de la même façon qu'auparavant, exécutez-le:

% ./a.out
2.1 ^ 6 = 85.766121

Si vous utilisez la moindre fonction mathématique, incluez toujours math.h et n'oubliez pas d'utiliser la bibliothèque mathématique à l'édition de liens.

Q. J'ai compilé un fichier appelé foobar.c et je ne trouve pas d'exécutable appelé foobar. Où est-il passé?

R. N'oubliez pas, cc appellera l'exécutable a.out à moins que vous ne lui disiez de faire autrement. Utilisez l'option -o nom_de_fichier:

% cc -o foobar foobar.c

Q. OK, si j'ai un exécutable appelé foobar, je le vois avec ls, mais quand je tape foobar sur la ligne de commande, il me dit que le fichier n'existe pas. Pourquoi ne le trouve-t-il pas?

R. A l'inverse de MS-DOS, Unix ne regarde pas dans le répertoire courant quand il cherche le programme que vous voulez exécuter, à moins que vous ne le lui disiez. Soit tapez ./foobar, ce qui veut dire “exécuter le fichier appelé foobar du répertoire courant”, ou modifiez votre variable d'environnement PATH pour qu'elle ressemble à:

bin:/usr/bin:/usr/local/bin:.

Q. J'ai appelé mon exécutable test, mais il ne se passe rien quand je le lance. Pourquoi?

R. Il y a un programme appelé test dans /usr/bin sur la plupart des systèmes Unix et c'est celui-là que trouve l'interpréteur de commandes avant de regarder dans le répertoire courant. Soit tapez:

% ./test

Q. J'ai compilé et tout a commencé à fonctionner correctement, puis il y a eu une erreur et il m'a dit quelque chose à propos de “core dumped”. Qu'est-ce que cela veut dire?

A. L'expression core dump date des tous premiers jours d'Unix, quand les machines utilisaient la mémoire centrale - “core memory” pour stocker les informations. Essentiellement, si le programme “plantait” dans certaines conditions, le système enregistrait sur disque le contenu de la mémoire centrale dans un fichier appelé core, que le programmeur pouvait ensuite disséquer pour trouver où les choses avaient mal tournées.

Q. Fascinant, mais que suis-je censé faire maintenant?

A. Servez-vous de gdb pour analyser l'image mémoire (Reportez-vous à la section Déboguer).

R. Quand mon programme a généré une image mémoire, il a dit quelque chose à propose de “segmentation fault” - “erreur de segmentation”. Qu'est-ce que c'est?

Q. Cela signifie essentiellement que votre programme a essayé d'effectuer une quelconque opération illégale sur la mémoire; Unix est conçu pour protéger le système d'exploitation des programmes mal éduqués.

Les raisons les plus courantes en sont:

• Essayer d'écrire en mémoire adressée par un pointeur NULL, e.g.:

  
  char *foo = NULL;
  strcpy(foo, "bang!");
                
  

  
  
  

• Utiliser un pointeur qui n'a pas été initialisé, e.g.:

  
  char *foo;
  strcpy(foo, "bang!");
                
  

  Le pointeur aura une valeur aléatoire qui, avec de la chance, adressera une zone mémoire non accessible à votre programme, de sorte que le noyau tuera ce dernier avant qu'il ne provoque de dégât. Si vous manquez de chance, il pointera quelque part à l'intérieur de votre programme et endommagera l'une de vos structures de données, provoquant un dysfonctionnement mystérieux de votre programme.
  
  

• Tenter d'accéder au-delà du dernier élément d'un tableau, e.g.:

  
  int bar[20];
  bar[27] = 6;
              
  

  
  
  

• Essayer d'enregistrer quelque chose dans une zone de mémoire accessible en lecture seule, e.g.:

  
  char *foo = "Mon texte";
  strcpy(foo, "bang!");
                
  

  Les compilateurs Unix stockent souvent les chaînes de caractères constantes comme "Mon texte" en mémoire accessible en lecture seule.
  
  

• Utiliser incorrectement les fonctions malloc() et free(), e.g.:

  
  char bar[80];
  free(bar);
               
  

  ou:

  
  char *foo = malloc(27);
  free(foo);
  free(foo);
               
  

  
  
  

Commettre l'une de ces fautes ne provoquera pas toujours une erreur, mais ce sont malgré tout des choses à ne pas faire. Certains systèmes et compilateurs sont plus tolérants que d'autres, ce qui fait que des programmes qui s'exécutent correctement sur un système peuvent ne plus fonctionner sur un autre.

Q. Parfois, le programme provoque la génération d'une image mémoire avec le message “bus error”. Mon manuel Unix dit qu'il s'agit d'un erreur matériel, mais l'ordinateur fonctionne apparemment correctement. Est-ce vrai?

R. Fort heureusement, non (à moins bien sûr que vous n'ayez aussi un problème matériel). C'est habituellement une autre façon de dire que vous avez accédé incorrectement à la mémoire.

Q. Il me semble que cette histoire de core dump peut être très utile, si je peux la provoquer quand je veux. Est-ce possible, ou dois-je attendre qu'il se produise une erreur?

R. Oui, allez simplement sur une autre console ou fenêtre xterm et tapez:

% ps

% kill -ABRT pid

C'est par exemple utile si votre programme est parti dans une boucle infinie. Au cas où votre programme piégerait les interruptions SIGABRT, il y a plusieurs autres signaux qui auront le même effet.

4.1. Qu'est-ce que make?

Lorsque vous travaillez sur un programme simple avec seulement un ou deux fichiers de source, taper:

% cc fichier1.c fichier2.c

Un façon d'éviter ces problèmes est d'utiliser des fichiers objets et de ne recompiler que les fichiers de source dont le contenu a changé. Nous pourrions alors avoir quelque chose du style:

% cc fichier1.o fichier2.o … file37.c …

Nous pourrions aussi écrire une procédure pour résoudre ce dernier problème, mais ne ne pourrions alors que lui faire tout recompiler, ce qui serait très peu efficace sur un gros projet.

Que ce passe-t-il si nous avons des centaines de fichiers de sources? Si nous travaillons en équipe et que d'autres oublient de nous prévenir des modifications qu'ils ont apportées à un des fichiers que nous utilisons?

Peut-être pourrions-nous rassembler les deux solutions et écrire quelque chose qui ressemble à une procédure et comporte une sorte de règle magique qui dise quand tel fichier de source doit être compilé. Nous n'aurions plus besoin que d'un programme qui comprennent ces règles, parce que c'est un peu trop compliqué pour une procédure.

Ce programme s'appelle make. Il lit un fichier, qu'on appelle un makefile, qui lui dit quelles sont les dépendances entre les différents fichiers, et en déduit lesquels ont besoin ou non d'être recompilés. Par exemple, une règle peut signifier quelque chose comme “si fromboz.o est plus ancien que fromboz.c, cela veut dire que fromboz.c doit avoir été modifié, il faut donc le recompiler”. Le fichier “makefile” inclut aussi des règles qui lui disent comment recompiler, ce qui en fait un outil encore plus puissant.

Ces fichiers “makefiles” sont habituellement rangés dans le même répertoire que les sources auxquels ils s'appliquent, et peuvent être appelés makefile, Makefile ou MAKEFILE. La plupart des programmeurs utilisent le nom Makefile, ce qui fait qu'ils se trouvent alors vers le début de la liste des fichiers et sont ainsi facilement repérables [6].

4.2. Exemple d'utilisation de make

Voici un fichier Makefile élémentaire :

foo: foo.c
      cc -o foo foo.c
       

La ligne décrivant la dépendance contient le nom du programme (qu'on appelle la cible), suivi de “deux points”, puis d'un blanc et du nom du fichier source. Quand make lit cette ligne, il regarde si foo existe; s'il existe, il compare la date de dernière modification de foo à celle de dernière modification de foo.c. Si foo n'existe pas, ou s'il est antérieur à foo.c, il regarde alors la ligne de génération pour savoir ce qu'il faut faire. En d'autres termes, c'est la règle à appliquer pour savoir si foo.c doit être recompilé.

La ligne de génération commence par une tabulation (appuyez sur la touche Tab) suivie de la commande que vous taperiez pour compiler foo si vous le faisiez sur la ligne de commande. Si foo n'est pas à jour ou s'il n'existe pas, make exécute alors cette commande pour le créer. En d'autres termes, c'est la règle qui dit à make comment recompiler foo.c.

Ainsi, quand vous tapez make, il fera en sorte que foo soit en phase avec les dernières modifications que vous avez apportées à foo.c. Ce principe s'étend aux Makefiles avec des centaines de cibles - de fait, sur FreeBSD, il est possible de compiler tout le système d'exploitation en tapant simplement make world dans le répertoire adéquat!

Une autre particularité de Makefiles est que les cibles ne sont pas nécessairement des programmes. Nous pourrions par exemple avoir le Makefile suivant:

foo: foo.c
      cc -o foo foo.c

install:
      cp foo /home/me
       

Nous pouvons dire à make quelle cible nous voulons atteindre en tapant:

% make cible

Si nous tapons simplement make tout court, il examinera toujours la première cible et s'arrêtera ensuite sans s'occuper des autres. Si nous avions tapé make dans ce cas, il serait simplement allé à la cible foo, aurait recompilé foo si nécessaire, et se serait arrêté sans passer à la cible install.

Remarquez que la cible install ne dépend en fait de rien du tout! Cela signifie que la commande sur la ligne suivante est toujours exécutée si nous essayons de reconstruire cette cible en tapant make install. Dans ce cas, il copiera foo dans le répertoire de l'utilisateur. C'est souvent utilisé par les Makefiles de logiciels, de sorte que l'application soit installée dans le bon répertoire, une fois correctement compilée.

C'est un point un peu délicat à expliquer. Si vous ne comprenez pas exactement comment make fonctionne, la meilleure chose à faire est d'écrire un programme simple comme le classique “Bonjour, le monde!”, un fichier Makefile et de faire des essais. Compilez ensuite en utilisant plus d'un fichier source, ou en ayant un fichier source qui inclut un fichier d'en-tête. La commande touch vous sera très utile - elle modifie la date d'un fichier sans que vous ayez à l'éditer.

4.3. Makefiles FreeBSD

L'écriture de Makefiles peut être assez compliquée. Heureusement, les systèmes basés sur BSD, comme FreeBSD, en fournissent de très puissants, intégrés au système. Le catalogue des logiciels portés de FreeBSD en est un excellent exemple. Voici l'essentiel d'un de leurs Makefiles typiques:

MASTER_SITES=   ftp://freefall.cdrom.com/pub/FreeBSD/LOCAL_PORTS/
DISTFILES=      scheme-microcode+dist-7.3-freebsd.tgz

.include <bsd.port.mk>
       

Si nous allons maintenant dans le répertoire associé à ce logiciel et tapons make, voici ce qui se passe:

Je pense que vous serez maintenant d'accord pour trouver que c'est assez impressionnant pour une simple procédure de quatre lignes!

Le secret se trouve à la dernière ligne, qui dit à make d'aller voir ce qu'il y a dans le Makefile appelé bsd.port.mk. Il est facile de rater cette ligne, mais c'est pourtant de là que vient toute la mécanique subtile. Quelqu'un a écrit un Makefile qui dit à make de faire tout ce qui a été décrit ci-dessus (plus deux ou trois autres choses dont je n'ai pas parlé, dont le traitement des erreurs qui pourraient se produire) et tout le monde peut l'utiliser en mettant simplement cette unique ligne dans son propre Makefile!

Si vous voulez jeter un oeil à ces Makefiles systèmes, ils sont dans le répertoire /usr/share/mk, mais il vaut mieux attendre d'avoir un peu d'expérience des Makefiles, parce qu'ils sont très compliqués (et si vous les regardez, ayez sous la main une bonne dose de café serré!).

4.4. Utilisation plus poussée de make

make est un outil très puissant, et peut faire beaucoup plus que l'exemple élémentaire que nous avons donné. Il y a malheureusement plusieurs versions de make, et elles sont très différentes. La meilleure façon de savoir ce qu'elles peuvent faire est certainement de lire la documentation - espérons que cette introduction vous aura fourni les bases pour le faire.

La version de make fournie avec FreeBSD est Berkeley make; elle s'accompagne d'un guide dans /usr/share/doc/psd/12.make. Pour le visualiser, tapez:

% zmore paper.ascii.gz

Il y a des nombreux logiciels du catalogue des logiciels portés qui utilisent GNU make, qui est très bien documenté dans les pages “info”. Si vous avez installé un de ces logiciels, GNU make sera automatiquement installé sont le nom gmake. Il est aussi disponible sous forme de logiciel porté ou précompilé autonome.

Pour visualiser les pages “info” de GNU make, il vous faut éditer le fichier dir du répertoire /usr/local/info et y ajouter une ligne pour ce programme. C'est une ligne du genre:

 * Make: (make).                 L'utilitaire GNU Make.
     

5.1. Le débogueur

Le débogueur qui est fourni avec FreeBSD s'appelle gdb (GNU débogueur). Vous le lancez en tapant:

% gdb nom_du_programme

M-x gdb RET progname RET

Se servir d'un débogueur vous permet d'exécuter le programme sous contrôle. Vous pouvez typiquement l'exécuter pas à pas, inspecter les valeurs des variables, les modifier, dire au débogueur d'exécuter le programme jusqu'à un certain endroit et de s'y arrêter, et ainsi de suite. Vous pouvez même le rattacher à un programme qui est déjà en cours d'exécution, ou charger une image mémoire - “core”. Il est même possible de déboguer le noyau, bien que cela soit un peu plus compliqué que dans le cas des programmes utilisateurs, dont nous parlerons dans cette section.

gdb dispose d'une assez bonne aide en ligne, ainsi que d'un jeu de pages “info”, cette section se concentrera donc sur quelques commandes de base.

Enfin, si le mode de fonctionnement en ligne de commande vous rebute, il existe une interface graphique appelée xxgdb au catalogue des logiciels portés.

Cette section est destinée à servir d'introduction à l'utilisation du débogueur et ne couvre pas les questions spécialisées comme le débogage du noyau.

5.2. Exécuter un programme sous le débogueur

Il faudra que vous ayez compilé le programme avec l'option -g pour tirer le meilleur parti de gdb. Cela fonctionnera sans cela, mais vous ne verrez que le nom de la fonction dans laquelle vous êtes, au lieu du code source. Si vous avez un message du genre:

… (no debugging symbols found) …

A l'invite de gdb, tapez break main. Cela dira au débogueur d'exécuter le code préliminaire de mise en oeuvre dans le programme et de s'arrêter au début de votre programme. Tapez maintenant run pour lancer le programme - il commencera au début du code préliminaire et sera interrompu par le débogueur sur l'appel de main(). (Si vous vous étiez jamais demandé d'où la fonction main() était appelée, vous le savez maintenant!).

Vous pouvez maintenant exécuter le programme une ligne à la fois, en appuyant sur n. Si vous arrivez sur un appel de fonction, vous pouvez passer dans la fonction en appuyant sur s. Une fois dans la fonction, vous pouvez terminer son exécution et en sortir en tapant f. Vous pouvez aussi utiliser up et down pour jeter un coup d'oeil au code appelant.

Voici un exemple simple de la manière de diagnostiquer une erreur dans un programme avec gdb. Voici notre programme (intentionnellement faux):

#include <stdio.h>

int bazz(int un_entier);

main() {
      int i;

      printf("C'est mon programme\n");
      bazz(i);
      return 0;
}

int bazz(int un_entier) {
      printf("Vous m'avez donné %d\n", un_entier);
      return un_entier;
}
       

Ce programme affecte à i la valeur 5 et la passe à la fonction bazz() qui affiche la valeur que nous lui donnons en paramètre.

Quand nous compilons et exécutons le programme, nous obtenons:

% cc -g -o temp temp.c
% ./temp
C'est mon programme
Vous m'avez donné 4231

Ce n'est pas ce à quoi nous nous attendions! C'est le moment d'aller voir ce qui ce passe!

% gdb temp
GDB is free software and you are welcome to distribute copies of it
 under certain conditions; type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB; type "show warranty" for details.
GDB 4.13 (i386-unknown-freebsd), Copyright 1994 Free Software Foundation, Inc.
(gdb) break main				Exécuter le code d'initialisation
Breakpoint 1 at 0x160f: file temp.c, line 9.	gdb met un pont d'arrêt à l'appel de main()
(gdb) run					Exécuter jusqu'à main()
Starting program: /home/james/tmp/temp		Le programme démarre

Breakpoint 1, main () at temp.c:9		gdb s'arrête à main()
(gdb) n						Aller à la ligne suivante
C'est mon programme				Le programme imprime
(gdb) s						Aller dans bazz()
bazz (un_entier=4231) at temp.c:17		gdb affiche la position dans la pile d'appel
(gdb)

Une minute! Comment un_entier peut-il valoir 4231? Ne l'avons-nous pas initialisé à 5 dans main()? Revenons à main() et jetons un oeil.

(gdb) up					Remonter d'un cran dans la pile d'appel
#1  0x1625 in main () at temp.c:11		gdb affiche la position dans la pile d'appel
(gdb) p i					Afficher la valeur de i
$1 = 4231					gdb affiche 4231

…
main() {
      int i;

      i = 5;
      printf("C'est mon programme\n");
…
     

5.3. Examiner un fichier “core”

Un fichier “core” est essentiellement un fichier qui contient l'état complet du programme au moment où il s'est “planté”. Au “bon vieux temps”, les programmeurs devaient imprimer le contenu en hexadécimal des fichiers “core” et transpirer sur des manuels de code machine, mais la vie est aujourd'hui un peu plus facile. Au passage, sous FreeBSD et les autres systèmes 4.4BSD, un fichier “core” s'appelle nom_du_programme.core, et non core tout court, de façon à ce que l'on sache à quel programme il correspond.

Pour examiner un fichier “core”, lancez gdb comme d'habitude. Au lieu de taper break ou run, tapez:

(gdb) core nom_du_programme.core

Vous devriez voir quelque chose comme:

% gdb a.out
GDB is free software and you are welcome to distribute copies of it
 under certain conditions; type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB; type "show warranty" for details.
GDB 4.13 (i386-unknown-freebsd), Copyright 1994 Free Software Foundation, Inc.
(gdb) core a.out.core
Core was generated by `a.out'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
Cannot access memory at address 0x7020796d.
#0  0x164a in bazz (un_entier=0x5) at temp.c:17
(gdb)

Dans ce cas, le programme s'appelait a.out, le fichier “core” s'appelle donc a.out.core. Nous constatons que le programme s'est terminé en erreur à cause d'une tentative d'accès à une zone de mémoire qui n'était pas accessible dans une fonction appelé bazz.

Il est parfois utile de pouvoir savoir comment une fonction a été appelée, parce que le problème peut s'être produit bien au-dessus dans la pile d'appel dans un programme complexe. La commande bt dit à gdb d'imprimer en remontant la pile d'appel:

(gdb) bt
#0  0x164a in bazz (un_entier=0x5) at temp.c:17
#1  0xefbfd888 in end ()
#2  0x162c in main () at temp.c:11
(gdb)

5.4. Prendre le contrôle d'un programme en cours d'exécution

Une des possibilités les plus intéressantes de gdb est qu'il peut se rattacher à un programme en cours d'exécution. Il faut bien sûr que vous ayez les autorisations suffisantes pour le faire. Le cas d'un programme qui “fourche” - fork - est un problème classique, lorsque vous voulez suivre le déroulement du processus fils, alors que le débogueur ne vous permet que de tracer le processus père.

Vous lancez alors un autre gdb, utilisez ps pour connaître l'IDentifiant de processus du fils, puis faites:

(gdb) attach pid

“Tout cela est bien beau”, vous dites vous peut-être, “mais le temps que j'ai fait tout ça, le processus fils aura déjà fait un bon bout de chemin”. Rien à craindre, aimable lecteur, voici ce qu'il faut faire (emprunté aux pages “info” de gdb):

…
if ((pid = fork()) < 0)         /* _Toujours_ effectuer se contrôle */
      error();
else if (pid == 0) {            /* C'est le processus fils */
      int PauseMode = 1;

      while (PauseMode)
            sleep(10);          /* Attendre que quelqu'un se rattache à nous */
      …
} else {                        /* parent */
      …

6.1. Emacs

Les systèmes Unix ne s'accompagnent malheureusement pas du type d'environnement de développement intégré du genre “tout ce que vous avez toujours voulu et encore beaucoup plus en un seul monstrueux paquetage” dont disposent d'autres systèmes[7]. Il est cependant possible de mettre au point votre propre environnement. Il ne sera peut-être pas aussi esthétique et il ne sera peut-être pas aussi intégré, mais vous pourrez le configurer comme vous le voulez. Et il est gratuit. En plus, vous en avez les sources.

Emacs est la clé de tout. Il y a bien des gens qui le décrient, mais nombreux sont ceux qui l'aiment. Si vous êtes des premiers, j'ai peur que cette section n'ait que peu d'intérêt pour vous. Il vous faudra aussi pas mal de mémoire pour l'utiliser. Je conseille 8Mo en mode texte et 16Mo sous X comme strict minimum pour avoir des temps de réponse raisonnables.

Emacs est essentiellement un éditeur extrêmement configurable - il a de fait été configuré au point de ressembler plus à un système d'exploitation qu'à un éditeur! De nombreux développeurs et administrateurs système passent le plus clair de leur temps à travailler sous Emacs, le quittant seulement pour se déconnecter.

Il est impossible de même résumer ici tout ce qu'Emacs est capable de faire, mais voici quelques fonctionnalités qui intéressent les développeurs:

• Editeur très puissant qui permet et de rechercher et remplacer des chaînes de caractères et d'utiliser pour le faire des expressions régulières (motifs), d'aller au début ou à la fin de blocs syntaxiques, etc, etc.

• Menus déroulants et aide en ligne.

• Mise en valeur et indentation en fonction de la syntaxe du langage utilisé.

• Complètement configurable.

• Vous pouvez compiler et déboguer des programmes depuis Emacs.

• En cas d'erreur à la compilation, vous pouvez aller directement à la ligne qui en est la cause.

• Interface ergonomique au programme info qui sert à lire la documentation hypertexte GNU, dont celle d'Emacs lui-même.

• Interface conviviale pour gdb, qui vous permet de visualiser le code source en même temps que vous exécutez pas à pas le programme.

• Vous pouvez lire les “news” Usenet et votre courrier électronique pendant que votre programme compile.

Emacs peut être installé sous FreeBSD sous forme de logiciel porté.

Une fois qu'il est installé, lancez-le et tapez C-h t - ce qui signifie maintenir enfoncée la touche Ctrl, taper h, relâcher la touche Ctrl, et appuyer ensuite sur t -  pour lire le guide d'Emacs (Vous pouvez aussi utiliser la souris pour sélectionner Emacs Tutorial - “Guide Emacs” - depuis le menu Help - “Aide”).

Bien qu'Emacs ait des menus, il vaut la peine d'apprendre à utiliser les raccourcis claviers, parce qu'il est bien plus rapide quand vous éditez quelque chose d'appuyer sur deux ou trois touches que de courir après la souris et cliquer ensuite au bon endroit. Si, par ailleurs, vous discutez avec des utilisateurs expérimentés d'Emacs, vous vous apercevrez qu'ils utilisent assez couramment des expressions comme “M-x replace-s RET foo RET bar RET”, il peut donc servir de comprendre ce qu'ils veulent dire. Et de toute façon, Emacs a bien plus de fonctions utiles qu'il ne peut en tenir sur une barre de menus.

Il est heureusement assez facile de découvrir les raccourcis claviers, ils sont affichés dans les menus. Je vous conseille d'utiliser les menus pour, par exemple, ouvrir un fichier jusqu'à ce que vous compreniez comment cela marche et ayez suffisamment confiance en vous, puis d'essayer C-x C-f. Une fois que cela vous convient, passez à une autre des commandes des menus.

Si vous ne vous rappelez pas ce que fait une combinaison donnée de touches, choisissez Describe Key - “Description d'une touche” - dans le menu Help - “Aide” - et tapez cette combinaison - Emacs vous dira ce qu'elle fait. Vous pouvez aussi utiliser le choix Command Apropos - “A propos d'une commande” - pour connaître toutes les commandes comportant un mot donné et les touches qui leur correspondent.

Au fait, l'expression plus haut signifie: enfoncer la touche Méta, appuyer sur x, relâcher la touche Méta, taper replace-s (abréviation de replace-string - “remplacer une chaîne de caractères” - une autre caractéristique d'Emacs est de vous permettre d'abréger les commandes), appuyer sur Entrée, taper foo (la chaîne que vous voulez remplacer), appuyer sur Entrée, taper bar (la chaîne avec laquelle vous voulez remplacer foo) et appuyer encore sur Entrée. Emacs effectuera alors l'opération de recherche et remplacement que vous venez de demander.

Si vous vous demandez ce qu'est la touche Méta, c'est une touche spéciale qu'ont beaucoup de stations Unix. Malheureusement, les PCs n'en ont pas, c'est habituellement la touche Alt qui est utilisée (ou si vous n'avez pas de chance, la touche Echap).

Oh, et pour sortir d'Emacs, tapez C-x C-c (Ce qui signifie: enfoncer la touche Ctrl, appuyer sur c, appuyer sur x et relâcher la touche Ctrl). S'il y a des fichiers ouverts que vous n'avez pas sauvegardés, Emacs vous demandera si vous voulez les sauvegarder. (Oubliez que la documentation dit que la méthode habituelle pour quitter Emacs est d'utiliser C-z - cela laisse Emacs actif en tâche de fond et n'est réellement utile que si vous êtes sur un système qui ne gère pas de terminaux virtuels).

6.2. Configurer Emacs

Emacs fait des choses admirables; certaines fonctionnalités sont incorporées, d'autres doivent être configurées.

Au lieu d'utiliser un langage de macros-instructions propriétaires, Emacs se sert d'une version de Lisp spécialement adaptée aux éditeurs, connue sous le nom de Emacs Lisp. Ce peut être très utile si vous voulez aller plus loin et apprendre ensuite par exemple Common Lisp, parce qu'il est considérablement plus léger que Common Lisp (quoique qu'encore assez imposant!).

La meilleure façon d'apprendre Emacs Lisp est de télécharger le Guide Emacs Lisp.

Il n'y a cependant pas besoin de connaître quoique ce soit à Lisp pour commencer à configurer Emacs, parce que j'ai inclu un fichier .emacs d'exemple, qui devrait suffire au début. Copiez-le simplement dans votre répertoire utilisateur et relancez Emacs, s'il s'exécute déjà; il lira les commandes du fichier et (je l'espère) vous fournira une configuration de base utile.

6.3. Un exemple de fichier .emacs

Il contient malheureusement beaucoup trop de choses pour tout expliquer en détails; il y a cependant un ou deux points intéressants à mentionner.

• Tout ce qui commence par un ; est en commentaire et est ignoré par Emacs.

• La première ligne, -*- Emacs-Lisp -*- permet d'éditer le fichier .emacs lui-même sous Emacs et de profiter de toutes les fonctionnalitées liées à l'édition de code Emacs Lisp. Emacs tente habituellement de deviner le type de fichier en fonction de son nom, mais risque de ne pas y arriver pour le fichier .emacs.

• La touche Tab est utilisée pour l'indentation dans certains modes, de sorte que si vous appuyez sur cette touche cela indente la ligne de code courante. Si vous voulez mettre un caractère tabulation dans votre texte, enfoncer la touche Ctrl en même temps que vous appuyez sur Tab.

• Ce fichier permet le mise en valeur syntaxique de code C, C++, Perl, Lisp et Scheme, en déterminant le langage d'après le nom du fichier édité.

• Emacs a déjà une fonction prédéfinie appelée next-error - “erreur suivante”. Dans la fenêtre de résultats d'une compilation, cela vous permet d'aller d'une erreur à la suivante avec M-n; nous définissons la fonction complémentaire previous-error - “erreur précédente”, qui vous permet de retourner à l'erreur précédente avec M-p. Le plus sympathique est que C-c C-c ouvrira le fichier source où l'erreur s'est produite et ira à la ligne concernée.

• Nous activons la possibilité qu'a Emacs d'agir comme serveur, de façon à ce que si vous travaillez hors d'Emacs et voulez éditer un fichier, il vous suffise de taper:

  % emacsclient nom_du_fichier
  

  pour pouvoir ensuite le modifier avec Emacs![8].
  
  

;; -*-Emacs-Lisp-*-

;; Ce fichier est conçu pour être relu; la variable
;; first-time est utilisée pour éviter les problèmes
;; que cela pourra poser.
(defvar first-time t
  "Indicateur signifiant que le fichier .emacs est lu pour la première fois")

;; Méta
(global-set-key "\M- " 'set-mark-command)
(global-set-key "\M-\C-h" 'backward-kill-word)
(global-set-key "\M-\C-r" 'query-replace)
(global-set-key "\M-r" 'replace-string)
(global-set-key "\M-g" 'goto-line)
(global-set-key "\M-h" 'help-command)

;; Touches fonction
(global-set-key [f1] 'manual-entry)
(global-set-key [f2] 'info)
(global-set-key [f3] 'repeat-complex-command)
(global-set-key [f4] 'advertised-undo)
(global-set-key [f5] 'eval-current-buffer)
(global-set-key [f6] 'buffer-menu)
(global-set-key [f7] 'other-window)
(global-set-key [f8] 'find-file)
(global-set-key [f9] 'save-buffer)
(global-set-key [f10] 'next-error)
(global-set-key [f11] 'compile)
(global-set-key [f12] 'grep)
(global-set-key [C-f1] 'compile)
(global-set-key [C-f2] 'grep)
(global-set-key [C-f3] 'next-error)
(global-set-key [C-f4] 'previous-error)
(global-set-key [C-f5] 'display-faces)
(global-set-key [C-f8] 'dired)
(global-set-key [C-f10] 'kill-compilation)

;; Touches curseur
(global-set-key [up] "\C-p")
(global-set-key [down] "\C-n")
(global-set-key [left] "\C-b")
(global-set-key [right] "\C-f")
(global-set-key [home] "\C-a")
(global-set-key [end] "\C-e")
(global-set-key [prior] "\M-v")
(global-set-key [next] "\C-v")
(global-set-key [C-up] "\M-\C-b")
(global-set-key [C-down] "\M-\C-f")
(global-set-key [C-left] "\M-b")
(global-set-key [C-right] "\M-f")
(global-set-key [C-home] "\M-<")
(global-set-key [C-end] "\M->")
(global-set-key [C-prior] "\M-<")
(global-set-key [C-next] "\M->")

;; Souris
(global-set-key [mouse-3] 'imenu)

;; Divers
(global-set-key [C-tab] "\C-q\t")	; Ctrl tab = caractère tabulation.
(setq backup-by-copying-when-mismatch t)

;; 'y' ou <CR> équivaut à yes, 'n' à no.
(fset 'yes-or-no-p 'y-or-n-p)
    (define-key query-replace-map [return] 'act)
    (define-key query-replace-map [?\C-m] 'act)

;; Paquetages à charger
(require 'desktop)
(require 'tar-mode)

;; Mode diff évolué
(autoload 'ediff-buffers "ediff" "Interface Emacs intelligente pour diff" t)
(autoload 'ediff-files "ediff" "Interface Emacs intelligente pour diff" t)
(autoload 'ediff-files-remote "ediff"
  "Interface Emacs intelligente pour diff")

(if first-time
    (setq auto-mode-alist
          (append '(("\\.cpp$" . c++-mode)
                     ("\\.hpp$" . c++-mode)
                     ("\\.lsp$" . lisp-mode)
                     ("\\.scm$" . scheme-mode)
                     ("\\.pl$" . perl-mode)
                     ) auto-mode-alist)))

;; Mise en valeur syntaxique automatique
(defvar font-lock-auto-mode-list
  (list 'c-mode 'c++-mode 'c++-c-mode 'emacs-lisp-mode 'lisp-mode 'perl-mode 'scheme-mode)
  "Listes des modes à démarrer toujours avec mise en valeur")

(defvar font-lock-mode-keyword-alist
  '((c++-c-mode . c-font-lock-keywords)
    (perl-mode . perl-font-lock-keywords))
  "Associations entre modes et mots-clés")

(defun font-lock-auto-mode-select ()
  "Sélectionne automatiquement type de mise en valeur si le major mode courant est dans font-lock-auto-mode-list"
  (if (memq major-mode font-lock-auto-mode-list)
      (progn
      (font-lock-mode t))
    )
  )

(global-set-key [M-f1] 'font-lock-fontify-buffer)

;; Nouveau dabbrev
;(require 'new-dabbrev)
(setq dabbrev-always-check-other-buffers t)
(setq dabbrev-abbrev-char-regexp "\\sw\\|\\s_")
(add-hook 'emacs-lisp-mode-hook
          '(lambda ()
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-fold-search) nil)
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-replace) nil)))
(add-hook 'c-mode-hook
          '(lambda ()
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-fold-search) nil)
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-replace) nil)))
(add-hook 'text-mode-hook
          '(lambda ()
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-fold-search) t)
            (set (make-local-variable 'dabbrev-case-replace) t)))

;; Mode C++ et C...
(defun my-c++-mode-hook ()
  (setq tab-width 4)
  (define-key c++-mode-map "\C-m" 'reindent-then-newline-and-indent)
  (define-key c++-mode-map "\C-ce" 'c-comment-edit)
  (setq c++-auto-hungry-initial-state 'none)
  (setq c++-delete-function 'backward-delete-char)
  (setq c++-tab-always-indent t)
  (setq c-indent-level 4)
  (setq c-continued-statement-offset 4)
  (setq c++-empty-arglist-indent 4))

(defun my-c-mode-hook ()
  (setq tab-width 4)
  (define-key c-mode-map "\C-m" 'reindent-then-newline-and-indent)
  (define-key c-mode-map "\C-ce" 'c-comment-edit)
  (setq c-auto-hungry-initial-state 'none)
  (setq c-delete-function 'backward-delete-char)
  (setq c-tab-always-indent t)
;; indentation style BSD
  (setq c-indent-level 4)
  (setq c-continued-statement-offset 4)
  (setq c-brace-offset -4)
  (setq c-argdecl-indent 0)
  (setq c-label-offset -4))

;; Mode Perl...
(defun my-perl-mode-hook ()
  (setq tab-width 4)
  (define-key c++-mode-map "\C-m" 'reindent-then-newline-and-indent)
  (setq perl-indent-level 4)
  (setq perl-continued-statement-offset 4))

;; Mode Scheme...
(defun my-scheme-mode-hook ()
  (define-key scheme-mode-map "\C-m" 'reindent-then-newline-and-indent))

;; Mode Emacs-Lisp...
(defun my-lisp-mode-hook ()
  (define-key lisp-mode-map "\C-m" 'reindent-then-newline-and-indent)
  (define-key lisp-mode-map "\C-i" 'lisp-indent-line)
  (define-key lisp-mode-map "\C-j" 'eval-print-last-sexp))

;; Ajouts des précédents
(add-hook 'c++-mode-hook 'my-c++-mode-hook)
(add-hook 'c-mode-hook 'my-c-mode-hook)
(add-hook 'scheme-mode-hook 'my-scheme-mode-hook)
(add-hook 'emacs-lisp-mode-hook 'my-lisp-mode-hook)
(add-hook 'lisp-mode-hook 'my-lisp-mode-hook)
(add-hook 'perl-mode-hook 'my-perl-mode-hook)

;; L'inverse de next-error
(defun previous-error (n)
  "Aller à l'erreur de compilation précédente et au code correspondant."
  (interactive "p")
  (next-error (- n)))

;; Divers...
(transient-mark-mode 1)
(setq mark-even-if-inactive t)
(setq visible-bell nil)
(setq next-line-add-newlines nil)
(setq compile-command "make")
(setq suggest-key-bindings nil)
(put 'eval-expression 'disabled nil)
(put 'narrow-to-region 'disabled nil)
(put 'set-goal-column 'disabled nil)

;; Recherche dans les archives Elisp
(autoload 'format-lisp-code-directory "lispdir" nil t)
(autoload 'lisp-dir-apropos "lispdir" nil t)
(autoload 'lisp-dir-retrieve "lispdir" nil t)
(autoload 'lisp-dir-verify "lispdir" nil t)

;; Mise en valeur syntaxique
(defun my-make-face (face colour &optional bold)
  "Créer une apparence pour une couleur, éventuellement en gras"
  (make-face face)
  (copy-face 'default face)
  (set-face-foreground face colour)
  (if bold (make-face-bold face))
  )

(if (eq window-system 'x)
    (progn
      (my-make-face 'blue "blue")
      (my-make-face 'red "red")
      (my-make-face 'green "dark green")
      (setq font-lock-comment-face 'blue)
      (setq font-lock-string-face 'bold)
      (setq font-lock-type-face 'bold)
      (setq font-lock-keyword-face 'bold)
      (setq font-lock-function-name-face 'red)
      (setq font-lock-doc-string-face 'green)
      (add-hook 'find-file-hooks 'font-lock-auto-mode-select)

      (setq baud-rate 1000000)
      (global-set-key "\C-cmm" 'menu-bar-mode)
      (global-set-key "\C-cms" 'scroll-bar-mode)
      (global-set-key [backspace] 'backward-delete-char)
                                       ;      (global-set-key [delete] 'delete-char)
      (standard-display-european t)
      (load-library "iso-transl")))

;; X11 ou PC écrivant directement à l'écran
(if window-system
    (progn
      ;;      (global-set-key [M-f1] 'hilit-repaint-command)
      ;;      (global-set-key [M-f2] [?\C-u M-f1])
      (setq hilit-mode-enable-list
             '(not text-mode c-mode c++-mode emacs-lisp-mode lisp-mode
                   scheme-mode)
             hilit-auto-highlight nil
             hilit-auto-rehighlight 'visible
             hilit-inhibit-hooks nil
             hilit-inhibit-rebinding t)
      (require 'hilit19)
      (require 'paren))
  (setq baud-rate 2400)			; Pour les connections série lentes
  )

;; Terminal type TTY
(if (and (not window-system)
         (not (equal system-type 'ms-dos)))
    (progn
      (if first-time
          (progn
            (keyboard-translate ?\C-h ?\C-?)
            (keyboard-translate ?\C-? ?\C-h)))))

;; Sous UNIX
(if (not (equal system-type 'ms-dos))
    (progn
      (if first-time
          (server-start))))

;; Ajouter ici toute modification d'apparence des caractères
(add-hook 'term-setup-hook 'my-term-setup-hook)
(defun my-term-setup-hook ()
  (if (eq window-system 'pc)
      (progn
;;	(set-face-background 'default "red")
	)))

;; Restaurer le "bureau" - le faire le plus tard possible
(if first-time
    (progn
      (desktop-load-default)
      (desktop-read)))

;; Indique que le fichier a été lu au moins une fois
(setq first-time nil)

;; Plus besoin de déboguer quoi que ce soit maintenant.
(setq debug-on-error nil)

;; C'est tout
(message "OK, %s%s" (user-login-name) ".")

6.4. Permettre à Emacs de comprendre de nouveaux langages

Bon, tout cela est très bien si vous ne voulez programmer qu'avec les langages déjà introduits dans le fichier .emacs (C, C++, Perl, Lisp et Scheme), mais que se passe-t-il quand un nouveau langage appelé “whizbang” fait son apparition, avec plein de nouvelles fonctionnalités attrayantes?

La première chose à faire est de regarder si whizbang s'accompagne de fichiers de configuration d'Emacs pour ce langage. Ces fichiers ont généralement comme extension .el, raccourci pour “Emacs Lisp”. Par exemple, si whizbang est un logiciel porté pour FreeBSD, ces fichiers peuvent être repérés par:

% find /usr/ports/lang/whizbang -name "*.el" -print

Ainsi par exemple, si la commande précédente nous donnait:

/usr/ports/lang/whizbang/work/misc/whizbang.el

% cp /usr/ports/lang/whizbang/work/misc/whizbang.el /usr/local/share/emacs/site-lisp

Décidons ensuite de l'extension que doivent avoir les fichiers source whizbang. Supposons, pour les besoins de l'exemple, qu'ils se terminent tous par .wiz. Il faut ajouter une entrée à notre fichier .emacs, pour être sûr qu'Emacs puisse utiliser les informations du fichier whizbang.el.

Recherchons l'entrée auto-mode-alist dans .emacs et ajoutons une ligne pour whizbang, par exemple:

…
("\\.lsp$" . lisp-mode)
("\\.wiz$" . whizbang-mode)
("\\.scm$" . scheme-mode)
…
       

Juste après, il y a une entrée font-lock-auto-mode-list. Ajoutez-y whizbang-mode comme ceci:

;; Auto font-lock-mode
(defvar font-lock-auto-mode-list
  (list 'c-mode 'c++-mode 'c++-c-mode 'emacs-lisp-mode 'whizbang-mode 'lisp-mode 'perl-mode 'scheme-mode)
  "Listes des modes à démarrer toujours en font-lock-mode")
       

Cela suffit. S'il y a autre chose que vous voulez automatiser à l'ouverture d'un fichier .wiz, vous pouvez ajouter un whizbang-mode hook (voyez mon my-scheme-mode-hook pour avoir un exemple simple qui ajoute un auto-indent - indentation automatique).