用 gdb 调试 GCC 程序.docx
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用gdb调试GCC程序
用gdb调试GCC程序
Linux中包含有一个很有用的调试工具－－gdb（GNUDebuger），它可以用来调试C和C++程序，功能不亚于Windows下的许多图形界面的调试工具。
和所有常用的调试工具一样，gdb提供了以下功能：
#监视程序中变量的值
#在程序中设置断点
#程序的单步执行
在使用gdb前，必须先载入可执行文件，因为要进行调试，文件中就必须包含调试信息，所以在用gcc或cc编译时就需要用-g参数来打开程序的调试选项。
调试开始时，必须先载入要进行调试的程序，可以用以下两种方式：
*在启动gdb后执行以下命令：
file可执行文件路径
*在gdb启动时就载入程序：
gdb可执行文件路径
载入程序后，接下来就是要进行断点的设置，要监视的变量的添加等工作，下面对在这个过程中常会用到的命令逐一进行介绍：
基本gdb命令.
file装入想要调试的可执行文件.
kill终止正在调试的程序.
list列出产生执行文件的源代码的一部分.
next执行一行源代码但不进入函数内部.
step执行一行源代码而且进入函数内部.
run执行当前被调试的程序
quit终止gdb
watch使你能监视一个变量的值而不管它何时被改变.
break在代码里设置断点,这将使程序执行到这里时被挂起.
make使你能不退出gdb就可以重新产生可执行文件.
shell使你能不离开gdb就执行UNIXshell命令.
命令详解
*list：
显示程序中的代码，常用使用格式有：
list
输出从上次调用list命令开始往后的10行程序代码。
list-
输出从上次调用list命令开始往前的10行程序代码。
listn
输出第n行附近的10行程序代码。
listfunction
输出函数function前后的10行程序代码。
*forward/search：
从当前行向后查找匹配某个字符串的程序行。
使用格式：
forward/search字符串
查找到的行号将保存在$_变量中，可以用print$_命令来查看。
*reverse-search：
和forward/search相反，向前查找字符串。
使用格式同上。
*break：
在程序中设置断点，当程序运行到指定行上时，会暂停执行。
使用格式：
break要设置断点的行号
*tbreak：
设置临时断点，在设置之后只起作用一次。
使用格式：
tbreak要设置临时断点的行号
*clear：
和break相反，clear用于清除断点。
使用格式：
clear要清除的断点所在的行号
*run：
启动程序，在run后面带上参数可以传递给正在调试的程序。
*awatch：
用来增加一个观察点（addwatch），使用格式：
awatch变量或表达式
当表达式的值发生改变或表达式的值被读取时，程序就会停止运行。
*watch：
与awatch类似用来设置观察点，但程序只有当表达式的值发生改变时才会停止运行。
使用格式：
watch变量或表达式
需要注意的是，awatch和watch都必须在程序运行的过程中设置观察点，即可运行run之后才能设置。
*commands：
设置在遇到断点后执行特定的指令。
使用格式有：
commands
设置遇到最后一个遇到的断点时要执行的命令
commandsn
设置遇到断点号n时要执行的命令
注意，commands后面跟的是断点号，而不是断点所在的行号。
在输入命令后，就可以输入遇到断点后要执行的命令，每行一条命令，在输入最后一条命令后输入end就可以结束输入。
*delete：
清除断点或自动显示的表达式。
使用格式：
delete断点号
*disable：
让指定断点失效。
使用格式：
disable断点号列表
断点号之间用空格间隔开。
*enable：
和disable相反，恢复失效的断点。
使用格式：
enable断点编号列表
*ignore：
忽略断点。
使用格式：
ignore断点号忽略次数
*condition：
设置断点在一定条件下才能生效。
使用格式：
condition断点号条件表达式
*cont/continue：
使程序在暂停在断点之后继续运行。
使用格式：
cont
跳过当前断点继续运行。
contn
跳过n次断点，继续运行。
当n为1时，cont1即为cont。
*jump：
让程序跳到指定行开始调试。
使用格式：
jump行号
*next：
继续执行语句，但是跳过子程序的调用。
使用格式：
next
执行一条语句
nextn
执行n条语句
*nexti：
单步执行语句，但和next不同的是，它会跟踪到子程序的内部，但不打印出子程序内部的语句。
使用格式同上。
*step：
与next类似，但是它会跟踪到子程序的内部，而且会显示子程序内部的执行情况。
使用格式同上。
*stepi：
与step类似，但是比step更详细，是nexti和step的结合。
使用格式同上。
*whatis：
显示某个变量或表达式的数据类型。
使用格式：
whatis变量或表达式
*ptype：
和whatis类似，用于显示数据类型，但是它还可以显示typedef定义的类型等。
使用格式：
ptype变量或表达式
*set：
设置程序中变量的值。
使用格式：
set变量=表达式
set变量:
=表达式
*display：
增加要显示值的表达式。
使用格式：
display表达式
*infodisplay：
显示当前所有的要显示值的表达式。
*deletedisplay/undisplay：
删除要显示值的表达式。
使用格式：
deletedisplay/undisplay表达式编号
*disabledisplay：
暂时不显示一个要表达式的值。
使用格式：
disabledisplay表达式编号
*enabledisplay：
与disabledisplay相反，使用表达式恢复显示。
使用格式：
enabledisplay表达式编号
*print：
打印变量或表达式的值。
使用格式：
print变量或表达式
表达式中有两个符号有特殊含义：
$和$$。
$表示给定序号的前一个序号，$$表示给定序号的前两个序号。
如果$和$$后面不带数字，则给定序号为当前序号。
*backtrace：
打印指定个数的栈帧（stackframe）。
使用格式：
backtrace栈帧个数
*frame：
打印栈帧。
使用格式：
frame栈帧号
*infoframe：
显示当前栈帧的详细信息。
*select-frame：
选择栈帧，选择后可以用infoframe来显示栈帧信息。
使用格式：
select-frame栈帧号
*kill：
结束当前程序的调试。
*quit：
退出gdb。
gdb应用举例
本节用一个实例教你一步步的用gdb调试程序.被调试的程序相当的简单,但它展示了gdb的典型应用.
下面列出了将被调试的程序.这个程序被称为greeting,它显示一个简单的问候,再用反序将它列出.
#include
main（）
{
charmy_string[]="hellothere";
my_print（my_string）;
my_print2（my_string）;
}
voidmy_print（char*string）
{
printf（"Thestringis%s",string）;
}
voidmy_print2（char*string）
{
char*string2;
intsize,i;
size=strlen（string）;
string2=（char*）malloc（size+1）;
for（i=0;istring2[size-i]=string[i];
string2[size+1]=`';
printf（"Thestringprintedbackwardis%s",string2）;
}
用下面的命令编译它:
gcc–gtest.c-otest
这个程序执行时显示如下结果:
Thestringishellothere
Thestringprintedbackwardis
输出的第一行是正确的,但第二行打印出的东西并不是我们所期望的.我们所设想的输出应该是:
Thestringprintedbackwardiserehtolleh
由于某些原因,my_print2函数没有正常工作.让我们用gdb看看问题究竟出在哪儿,先键入如下命令:
gdbgreeting
--------------------------------------------------------------------------------
注意:
记得在编译greeting程序时把调试选项打开.
--------------------------------------------------------------------------------
如果你在输入命令时忘了把要调试的程序作为参数传给gdb,你可以在gdb提示符下用file命令来载入它:
（gdb）filegreeting
这个命令将载入greeting可执行文件就象你在gdb命令行里装入它一样.
这时你能用gdb的run命令来运行greeting了.当它在gdb里被运行后结果大约会象这样:
（gdb）run
Startingprogram:
/root/greeting
Thestringishellothere
Thestringprintedbackwardis
Programexitedwithcode041
这个输出和在gdb外面运行的结果一样.问题是,为什么反序打印没有工作?
为了找出症结所在,我们可以在my_print2函数的for语句后设一个断点,具体的做法是在gdb提示符下键入list命令三次,列出源代码:
（gdb）list
（gdb）list
（gdb）list
--------------------------------------------------------------------------------
技巧:
在gdb提示符下按回车健将重复上一个命令.
--------------------------------------------------------------------------------
第一次键入list命令的输出如下:
1#include
2
3main（）
4{
5charmy_string[]="hellothere";
6
7my_print（my_string）;
8my_print2（my_string）;
9}
10
如果按下回车,gdb将再执行一次list命令,给出下列输出:
11my_print（char*string）
12{
13printf（"Thestringis%s",string）;
14}
15
16my_print2（char*string）
17{
18char*string2;
19intsize,i;
20
再按一次回车将列出greeting程序的剩余部分:
21size=strlen（string）;
22string2=（char*）malloc（size+1）;
23for（i=0;i24string2[size-i]=string[i];
25string2[size+1]=`';
26printf（"Thestringprintedbackwardis%s",string2）;
27}
根据列出的源程序,你能看到要设断点的地方在第24行,在gdb命令行提示符下键入如下命令设置断点:
（gdb）break24
gdb将作出如下的响应:
Breakpoint1at0x139:
filegreeting.c,line24
（gdb）
现在再键入run命令,将产生如下的输出:
Startingprogram:
/root/greeting
Thestringishellothere
Breakpoint1,my_print2（string=0xbfffdc4"hellothere"）atgreeting.c:
24
24string2[size-i]=string[i]
你能通过设置一个观察string2[size-i]变量的值的观察点来看出错误是怎样产生的,做法是键入:
（gdb）watchstring2[size-i]
gdb将作出如下回应:
Watchpoint2:
string2[size-i]
现在可以用next命令来一步步的执行for循环了:
（gdb）next
经过第一次循环后,gdb告诉我们string2[size-i]的值是`h`.gdb用如下的显示来告诉你这个信息:
Watchpoint2,string2[size-i]
Oldvalue=0`00'
Newvalue=104`h'
my_print2（string=0xbfffdc4"hellothere"）atgreeting.c:
23
23for（i=0;i这个值正是期望的.后来的数次循环的结果都是正确的.当i=10时,表达式string2[size-i]的值等于`e`,size-i的值等于1,最后一个字符已经拷到新串里了.
如果你再把循环执行下去,你会看到已经没有值分配给string2[0]了,而它是新串的第一个字符,因为malloc函数在分配内存时把它们初始化为空（null）字符.所以string2的第一个字符是空字符.这解释了为什么在打印string2时没有任何输出了.
现在找出了问题出在哪里,修正这个错误是很容易的.你得把代码里写入string2的第一个字符的的偏移量改为size-1而不是size.这是因为string2的大小为12,但起始偏移量是0,串内的字符从偏移量0到偏移量10,偏移量11为空字符保留.
为了使代码正常工作有很多种修改办法.一种是另设一个比串的实际大小小1的变量.这是这种解决办法的代码:
#include
main（）
{
charmy_string[]="hellothere";
my_print（my_string）;
my_print2（my_string）;
}
my_print（char*string）
{
printf（"Thestringis%s",string）;
}
my_print2（char*string）
{
char*string2;
intsize,size2,i;
size=strlen（string）;
size2=size-1;
string2=（char*）malloc（size+1）;
for（i=0;istring2[size2-i]=string[i];
string2[size]=`';
printf（"Thestringprintedbackwardis%s",string2）;
}
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