浅析IBM i上C/C++应用程序编译调试方法

     软件调试对于编程人员来说有着非常重要的意义，应用程序功能的开发和完善是在不断调试中完成的。本文围绕IBM i上C/C++语言的编译调试问题进行分析和介绍。主要介绍两方面的内容：一是system i上C/C++源程序编译方法，二是C/C++程序在system i上的调试方法。IBM i上编辑应用程序代码可以选择绿屏或者其他平台编辑后上传的方式，这里采用windows 端自选编辑器编辑示例程序test.c，然后通过FTP将源文件传输到system i上编译调试的方式。假设已通过此方式将C的源文件bubbleSort.c、bubbleFun.c、bubbleMain.c上传到目录/myApp下。
一 C/C++源程序编译方法
     System i上编译C/C++应用程序采用ILE的程序模型,源文件首先被编译成MODULE对象，Module对象可以连接生成PGM对象和SRVPGM对象。为便于理解，可以将Windows平台的obi、exe、dll类型对照到IBM i的MODULE、PGM、SRVPGM对象。这里需要注意，一个PGM可以链接一个或者多个MODULE和SRVPGM，一个SRVPGM同样可以链接多个MODULE和不同的SRVPGM。下面首先介绍MODULE的创建方法，然后根据生成的MODULE介绍如何创建PGM和SRVPGM。在介绍创建MODULE、PGM、SRVPGM详细步骤中，仅对本文涉及到的参数项进行解释说明，其他选项的详细信息可参阅IBM info center。
 创建MODULE
a)绿屏命令行下输入“CRTCMOD”，按F4提示功能键。准备调用ILE C编译器。
     MODULE:待编译源文件生成的目标MODULE名。
     Library：生成的MODULE放置的目标库名。
     Source stream file：源代码所在的IFS路径。填写源文件的位置时可以采用IFS文件路径或QSYS.LIB MBR文件的方式（须填写Source file、library和Source member），本例采用文件IFS路径。
     Text 'description': 该MODULE的描述信息（非必填信息）。
     本例中上述选项所填的信息如下图所示，其中APP为系统中之前创建的library。    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b) 按F10 → PageDown功能键。
     Output options: 表示是否产生相应的编译listing结果信息，该信息可显示编译的选项设置、过程和结果用以更正程序语法错误。选择*PRINT代表在SPOOL FILE中生成编译信息,通过WRKSPLF命令查看该文件。
     Title: 生成的listing文件的主标题，最大80字符。用于标识生成的文件。
     Subtitle: 生成的listing文件的副标题，最大80字符。
     本例中上述选项所填信息如下图所示：  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c）按PageDown功能键。
     Debugging view：控制如何编译带有调试信息的程序，*SOURCE表示编译生成的调试信息中带有源代码的路径，调试时可以自动找到并显示源代码，但源代码的路径在编译后不可以移到其他地方。*STMT表示生成的调试信息中不包含源代码的位置信息，但包含源程序语句序号的信息。用户可以根据过程名和语句编号来设置断点。*LIST表示编译生成的调试信息中包含完整的源代码清单，编译完成后，该源代码清单与源程序文件没有直接关系，属于不同的副本，故源代码的路径可以更改。其编译出的程序源代码尺寸较前两种大。此处我们填写为*ALL，同时生成前面三种调试信息。
     本例中Debugging view 填写*ALL, 未涉及的选项标签在本例中为默认设置。
d）正确填写以上信息后按回车键。
若源代码书写正确编译成功，将在所填写的库位置产生相应的带有debug信息的TESTMODULE *MODULE对象。若编译出错，可到spool File中查找BUBBLE文件根据错误的提示修改源码，重复上述编译步骤。
 创建PGM
应用上面生成的MODULE BUBBLE对象创建PGM方法如下：
a) 绿屏命令行下输入CRTPGM，按F4提示功能键。
     Program： 待生成的PGM名。
     Library： 生成的程序所放置的目标位置库名。
     Module： 生成该PGM所需要的MODULE，可以填写一个或多个MODULE。
     Library ： 所添MODULE的位置库名。
     Text 'description'：待生成的PGM的描述信息。
     本例中上述选项所填信息如下图所示： 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b）按F10 → PageDown功能键。
     此处介绍下Bind service program相关选项，当绑定 SRVPGM时需要填写下面信息。
     Service program：绑定的SRVPGM名字。
     Library：绑定的SRVPGM所在的库。
     Activation：激活服务程序的方式。*IMMED代表调用应用程序时立即激活服
务程序，*DEFER表示当应用程序调用到服务程序导出的过程时再加载。我们生成的第一个PGM中不包含SRVPGM，上述信息不填，采用默认值。后文调试SRVPGM时，需要自行创建绑定有待调试SRVPGM的PGM。c++源文件生成MODULE的命令是CRTCPPMOD，生成PGM命令仍为CRTPGM。
 创建SRVPGM
     System i上ILE SRVPGM不能独立运行，但可以被其他SRVPGM和PGM调用。一般创建SRVPGM所需的MODULE对象的源文件不包含main()函数。创建SRVPGM前首先创建MODULE，命名为BUBBLESRV，方法与前文介绍的相同，注意开启DEBUG参数。接下来在绿屏下输入CRTSRVPGM，按F4提示功能键。
     Service program：待生成的目标SRVPGM名称。
     Library： 待生成的SRVPGM所在的库名字。
     Module：生成该SRVPGM所链接的MODULE名字。一个SRVPGM可以链接一个或多个MODULE。
     Library：被链接的MODULE所在的库名字。
     Export： 标识此SRVPGM导出的函数或者数据。可以通过源文件标识特定的导出函数或者数据，此时需要填写Export source file，Library，Export source member。也可以填写*ALL，表示MODULE中导出的的所有函数和数据在生成的SRVPGM中也将全部导出。
     本例中上述选项所填信息如下图所示： 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二 C/C++绿屏调试方法
     下面介绍IBM I 上C/C++应用程序绿屏环境下的调试方法。调试方法可以按照调试过程中JOB的个数简单分为两种类型，单job调试和两个job之间联合调试。所谓单job调试是指被调试的PGM对象在当前的JOB中运行和调试。所谓两个job之间联调是指被调试的PGM对象在当前job中调试，但在另外一个job中运行。通过启动特定的服务job监控调用被调试PGM的job，服务job负责绑定并触发绿屏调试界面。下面分别进行阐述。
 IBM i绿屏下单job调试
     在一个job中调试PGM是C/C++应用程序调试的最简单情况，它的基本原理可以概括为：启动待调试的PGM源码 → 在源码上设置断点 → 退出源码界面 → 触发待调试的PGM → 调试 → 关闭。详细步骤如下：
a) 启动待调试PGM。
    绿屏命令行下执行“STRDBG APP/BUBBLE”启动待调试的PGM源码（BUBBLE为上文生成
的PGM对象），源代码调试界面如图所示: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)设置断点/条件断点。
     可以通过命令行或功能键设置断点。如br 25将在25行设置断点；br 25 when value=1 将设置条件断点；按功能键F6将在鼠标当前所在行设置断点，断点行以白色显示。断点设置完成后按F12返回。此处我们在行Test.c的第11行设置断点命令br 11。
c) 触发待调试程序。
     如何触发已设断点的待调试应用程序是调试的关键步骤，本例相对比较容易，直接执行CL command：“CALL APP/BUBBLE”，待调试程序将被触发并停止在之前所设置的11行断点处，当前运行以白色显示。将如图所示。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

调试程序可以反复修改并调用call命令触发调试，也可以通过F14功能键添加更多的调试程序。需要注意的是STRDBG命令只能成功执行一次，即针对一个调试程序有效，对程序成功调试之后需调用ENDDBG命令结束程序调试，否则无法调试下一个不同的程序。
 IBM i绿屏下两个Job联合调试
     上面的调试属于在一个job内完成调试工作，但在实际应用中很多待调试程序以服务程序对象SRVPGM方式存在所以如何调用SRVPGM、如何触发DEBUG调试器是调试SRVPGM的关键。IBM i上利用服务JOB来调试ILE程序或者ILE服务程序，调试器和被调试程序将位于不同的JOB中，即两个job间联合调试。其基本原理是：作为服务job B连接到job A，服务job B负责设置断点和调试程序。而调试程序的触发则是在job A中完成的。详细的调试步骤为：
a）编译带有调试信息的ILE服务程序。
    创建MODULE：CRTCMOD MODULE(APP/SRVMOD)
    SRCSTMF('/myApp/bubbleFun.c') OUTPUT(*PRINT) DBGVIEW(*ALL)
    创建SRVPGM：CRTSRVPGM SRVPGM(APP/SRV)
    MODULE(APP/SRVMOD) EXPORT(*ALL) 
 b) 编译带有调试信息的调用ILE服务程序的PGM。
    创建MODULE：CRTCMOD MODULE(APP/SRVP) SRCSTMF('/myApp/bubbleMain.c') OUTPUT(*PRINT) DBGVIEW(*ALL)
    创建PGM：CRTPGM PGM(APP/BUBBLEMAIN) MODULE(APP/SRVP) BNDSRVPGM((APP/SRV *IMMED))
c) 启动绿屏终端A，A中将会触发调试的服务程序。
d) 启动另一个绿屏终端B，在终端B中通过STRSRVJOB命令来捕获终端A中触发的服务程序。该命令有Job name、User、Number三个参数需要填写，代表需要被监控的终端A上的作业。终端A上shift+ESC回车，选择3，即可显示A上终端作业，如图：

 

 

 

 

 

 

STRSRVJOB的填写信息如下：