利用GDB对程序进行调试

第一章初涉调试会话

调试工具

• GDB，Unix下最常用的调试工具
• DDD，基于GUI的调试器，大多数工具都是GDB的GUI前端。
• Eclipse，IDE也是一种调试工具

atoi( )把字符串变为整数，头文件是include<stdlib.h>

gcc -g -Wall -o insert_sort ins.c

-g选项可以让编译器将符号表（对应于程序的变量和代码行的内存地址列表）保存在生成的可执行文件里中。

这样才能在调试会话的过程中引用源代码中的变量和行号，比如“在第30行停止”或者“输出x的值”。

gdb insert_sort -tui可以在调试的时候显示源代码

可以用Ctrl+X+A来打开或者关闭源代码的窗口

run + 参数运行程序

Ctrl+C可以停止程序，开程序结束在那一行

然后continue，再看看程序结束在那一行

$1是GDB输出的第一个值，$2、$3等表示的值统称为调试会话的值历史。

break 30 if num_y==1，设置条件断点

clear命令用来删除断点

clear 30

info break用来查找设置的端点

先设断点，再来为断点添加条件

break 36

cond 3 new_y==19

next和step都是单步调试，如果没有在函数中设置断点，next不会进入到函数中，而step会进入到函数中

第二章停下来环顾程序

gdb符号调试器，可以暂停程序的执行，暂停以后，调试器提供了变量检查、跟踪执行路径等机会。

暂停机制

断点：     breakpoint

监视点： hw watchpoint

捕获点： catch fork

一开始这三个都被称为断点

GDB中关于位置的含义非常灵活，它可以指各种源代码、代码地址、源代码文件中的行号或者函数的入口等。

GDB断点停止的那一行并不是最后执行的代码，而是将要执行的下一行的代码。

GDB工作针对的是机器语言指令，然而可以使用源代码行，是因为可执行文件包含了额外的信息。

跟踪断点

创建断点时GDB会告知你分配给该断点的编号。

info breakpoints可以查看断点

delete 1 3 4

可以删除断点1，监视点3及捕获点4

设置断点

break function，在函数function的入口，第一行可执行代码处设置断点

break line_number，在当前活动源代码文件的line_number处设置断点

break filename:line_number，如果filename不在当前工作目录中，则可以给出相对路径名

tbreak foo.c:10，这个设置的是临时断点

GDB设置的断点位置可能与请求将断点放置位置不同。

在调试完成之前永远不应当优化代码。

如果同一行源代码有多个断点时，只会有一个断点触发中断，而且出发中断的点将是标识符编号最小的点。

(gdb) break swapper.c:1

(gdb) break swapper.c:swap

(gdb) break swap

这三个做的都是同一件事，就是在swap( )的上方设置中断。

在任何给定的时间，GDB都有一个焦点，可以将它看作当前活动的文件。

除非对命令做了限定，否则都是在具有GDB的焦点的文件上执行命令。

转移焦点的方法：

对不同的源文件使用list命令

进入位于不同的源代码文件中的代码

当在不同的源代码文件中执行代码时遇到GDB断点

断点的持久性

在调试会话期间不应该退出GDB。例如，当发现并修复了一个程序的错误，但是其他程序错误仍然存在时，

不应当退出GDB然后重新进来使用程序的新版本。

这样做有些繁琐，而且还得重新设置断点。

如果在修改和重新编译代码时没有退出GDB，那么在下次执行GDB的run命令时，GDB会感知到代码已经被修改，并自动重新加载新版本。

断点是会移动的，如果断点设置的是在某一行停留，但是对代码修改后会造成原来断点这一行的代码不一样，但是断点仍是停留在这一行。

删除和禁用断点

delete breakpoint_list

delete: 删除所有断点

clear: 清除GDB将执行的下一个指令处的断点。

GDB中禁用断点

disable 3

enable 1 5

enable once breakpoint-list

在断点下次引起GDB暂停执行后被禁用，就是执行完这一次后就被禁用了，和tbreak有点像，但是tbreak是用完一次就删除。

浏览断点属性

每个断点都有属性，比如行号、加在断点上的条件（如果有的话）

创建的每个断点都被赋予唯一的整数标识符

info breakpoints

Num 标识符

Type 这个断点是断点、监视点还是捕获点

Disp 这个断点在在引起程序暂停后会发生什么

Enb 启用状态，这个断点当前是启用还是禁用

Address 在内存中设置断电的位置

What 显示断点所在的行号和文件名称

恢复执行

continue

next 单步调试，执行函数，但是不会在函数中暂停，而是在调用之后的第一条语句暂停，永远不会离开main，单步越过函数

step 单步调试，在函数中的第一个语句处暂停，单步进入函数

单步调试源代码是遇到函数调用，一般使用next比step好，在这种情况下使用next之后，立即要检查调用的结果是否正确

next可以节省调试每一行的精力和时间。

next和step后面可以接数字

continue 接数字代表忽略下面的几个断点

finish 简写fin，指示GDB恢复执行，直到恰好在当前栈帧完成之后为止。

也就是说如果你不是在main( )中，finish命令会导致GDB恢复执行，直到恰好在函数返回为止。

但是如果之间有断点，finish都会在断点处暂停。

finish不会进一步咱函数中暂停（除非有断点在里面）。

until命令，简写为u，通常不会进一步在循环中暂停，除了循环中间的断点。

until执行程序，直到到达当前循环体外的下一行源代码。

until命令也可以接受源代码中的位置作为参数

条件断点

有时候需要告诉调试器，只有当符合条件是才在断点处停止。

break break-args if (condition)

例如：

break test.c:myfun if ! check_variable_sanity(i)

break 44 if strlen(mystring)==0

可以对正常断点设置条件以将它们转变为条件断点。

比如设置了断点3作为无条件断点，但是系在系统加入条件3，只要键入：

(gdb) cond 3 i==3

如果以后要删除条件，但是要保持该断点，只要键入

(gdb) cond 3

断点命令列表

当GDB遇到断点时，几乎总是要查看变量，如果反复遇到同一断点，将反复查看相同的便两个，让GDB在每次达到某个断点时自动执行一组命令，从而自动完成这一过程

使用commands命令设置命令列表

commands breakpoint-number

...

commands

...

end

如果感觉系统给的提示太多了，可以使用silent命令，它必须是命令列表里面的第一个命令，是GDB安静地出发断点。

如果命令列表最后一个命令式continue，GDB将在完成命令列表的命令后继续自动执行程序

在GDB中还可以使用define命令创建宏。

show user可以得到所有宏的列表

GDB命令与表达式很丰富，可以使用自定义的函数，只要它们被链接到执行文件中即可

可以使用它们的返回值，只要它们的返回值类型为int。

监视点

监视点是一种特殊的断点，其特点在于不是在固定的某一行暂停，而是监视某个变量或表达式的值是否发生改变

如果改变了就会暂停

该表达式可以非常简单：

(gdb) watch i

没当改变i的值时就会暂停，表达式也可以非常复杂

(gdb) watch ( i | j > 12) && i > 24 && strlen(name) > 6

断点与源代码的一个位置关联，但是c语言有严格的作用域规则，所以只能监视存在且在作用域内的变量，一旦变量不再存在与调用栈的任何帧当中，

GDB会自动的删除监视点。

设置监视点：

当var存在且在作用域中时，

watch var

这个命令会导致每次var改变值时GDB都中断，监视点简单方便

GDB实际上是在var的内存位置改变值时中断，一般情况下，是否使用监视点监视变量或变量的地址并没有关系

但是在处理指向指针的指针时很重要。

硬件监视点

虚拟内存监视点

软件自身监视点

表达式

GDB中的表达式包含很多内容：

GDB方便变量

程序中的任何在作用域内的变量

任何种类的字符串、数值或字符常量

预处理器宏

条件、函数调用、类型强制转换和所用语言定义的运算符

第三章 检查和设置变量

仅仅用print来显示变量的值有些过于简单了

变量的高级检查和设置

如果用print来打印结构体：

(gdb) p tmp->val

(gdb) p tmp->left

(gdb) p tmp->right

左指针的实际值，即实际内存地址，但是指针是非0或0这一实时很重要。

输出完整结构

(gdb) p *tmp

由于tmp指向该结构，因此*tmp是这个结构本身

display则要求每次暂停时就输出指定条目，比如：

(gdb) dispay *tmp

使用GDB的commands命令

如果希望在给定节点上查看子节点的值：

(gdb) commands 1

> p tmp->val

> if (tmp->left != 0)

> p tmp->left->val

> else

> printf "%s\n", "none"

> end

> if ( tmp->right != 0)

> p tmp->right->val

> else

> printf "%s\n" "none"

> end

> end

printf( )命令也很强大，跟C里面对应的命令类似

使用call命令

GDB里面也可以用call来调用源代码里面的函数

(gdb) cmmands 2

> printf "*********** current tree ************"

> call printtree(root)

> end

此外可以动态修改断点的命令集，或者简单地通过定义一个空集合来取消该命令。

GDB中打印动态数组

对于静态数组，GDB可以用：

print x

来打印整个数组，但是对用malloc或者new创建的动态数组，则只会打印地址，

print *x也只会打印数组的第一的元素

p *pointer@number_of_elements

p (int [25]) *x

类型强制转换

监视局部变量

info locals命令可以得到当前栈帧中所有局部变量的值列表

直接检查内存

执行显示格式

(gdb) p/x y

临时禁用某个显示项

(gdb) dis disp 1

显示项可以用info disp查看

重新启用则可以用：

(gdb) enable disp 1

要完全删除显示的条目，可以用undisplay，

(gdb) undisp 1

设置变量值

set x=12

会将x的当前值改成12

可以通过set args设置程序的命令行参数

(gdb) set args 1 52 19 11

并不会立即将argv[1]改成1，argv[2]改成52，而是在下次run的时候生效

检查当前函数参数的命令：

info args

GDB自己的变量

使用历史值，比如$1，$2等

print *$

这是一个特殊的历史变量

方便变量

假设有个指针变量p，在不同的时候表示链表中不同的节点，可能在调试的时候希望记录特定的节点的历史

(gdb) set $q=p

(gdb) p *$q

这里的变量$q称为方便变量

待续......

第4章 程序崩溃处理

第5章 多活动上下文中的调试

第6章 特殊主题

第7章 其他工具