【gdb】- 断点调试

水深无声 2022-05-30 06:49 422阅读 0赞

###  断点调试实例： ###

#include <stdio.h>
    
    int main(void)
    {
    
    	int sum = 0, i = 0;
    	char input[5];
    	
    	while (1){
    		scanf("%s",input);
    		for(i = 0;input[i] != '\0'; i++)
    			sum = sum*10 + input[i] - '0';
    		printf("input=%d\n", sum);
    	} 
    	return 0;
    }

这个程序的作用是：首先从键盘读入一串数字存到字符数组input中，然后转换成整型存到sum中，然后打印出来，一直这样循环下去。scanf("%s", input);这个调用的功能是等待用户输入一个字符串并回车，scanf把其中第一段非空白（非空格、Tab、换行）的字符串保存到input数组中，并自动在末尾添加'\\0'。接下来的循环从左到右扫描字符串并把每个数字累加到结果中，例如输入是"2345"，则循环累加的过程是(((0\*10+2)\*10+3)\*10+4)\*10+5=2345。注意字符型的'2'要减去'0'的ASCII码才能转换成整数值2。下面编译运行程序看看有什么问题：

[zhangsan@localhost study-c]$ gcc -Wall -g gdb2.c -o gdb2
    [zhangsan@localhost study-c]$ ./gdb2
    123
    input=123
    345
    input=123345

第一次是对的，第二次就不对。可是这个程序我们并没有忘了赋初值，不仅sum赋了初值，连不必赋初值的i都赋了初值。下面来调试：

[zhangsan@localhost study-c]$ gdb gdb2
    GNU gdb (GDB) 7.6.1
    Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
    ...
    Reading symbols from /home/zhangsan/study-c/gdb2...done.
    (gdb) start
    Temporary breakpoint 1 at 0x40053c: file gdb2.c, line 6.
    Starting program: /home/zhangsan/study-c/gdb2 
    
    Temporary breakpoint 1, main () at gdb2.c:6
    6		int sum = 0, i = 0;

有了上一次的经验，sum被列为重点怀疑对象，我们可以用display命令使得每次停下来的时候都显示当前sum的值，然后继续往下走：

(gdb) display sum
    1: sum = 0
    (gdb) n
    10			scanf("%s",input);
    1: sum = 0
    (gdb) 
    123
    11			for(i = 0;input[i] != '\0'; i++)
    1: sum = 0

undisplay命令可以取消跟踪显示，变量sum的编号是1，可以用undisplay 1命令取消它的跟踪显示。这个循环应该没有问题，因为上面第一次输入时打印的结果是正确的。如果不想一步一步走这个循环，可以用break命令（简写为b）在第10行设一个断点（Breakpoint）：

(gdb) l
    6		int sum = 0, i = 0;
    7		char input[5];
    8		
    9		while (1){
    10			scanf("%s",input);
    11			for(i = 0;input[i] != '\0'; i++)
    12				sum = sum*10 + input[i] - '0';
    13			printf("input=%d\n", sum);
    14		} 
    15		return 0;
    (gdb) break 10
    Breakpoint 2 at 0x40054a: file gdb2.c, line 10.

break命令的参数也可以是函数名，表示在某个函数开头设断点。现在用continue命令（简写为c）连续运行而非单步运行，程序到达断点会自动停下来，这样就可以停在下一次循环的开头：

(gdb) continue 
    Continuing.
    123
    input=123
    
    Breakpoint 2, main () at gdb2.c:10
    10			scanf("%s",input);
    1: sum = 123

然后输入新的字符串准备转换：

(gdb) n
    234
    11			for(i = 0;input[i] != '\0'; i++)
    1: sum = 123

问题暴露出来了，新的转换应该再次从0开始累加，而sum现在已经是123了，原因在于新的循环没有把sum归零。可见断点有助于快速跳过没有问题的代码，然后在有问题的代码上慢慢走慢慢分析，“断点加单步”是使用调试器的基本方法。至于应该在哪里设置断点，怎么知道哪些代码可以跳过而哪些代码要慢慢走，也要通过对错误现象的分析和假设来确定，以前我们用printf打印中间结果时也要分析应该在哪里插入printf，打印哪些中间结果，调试的基本思路是一样的。一次调试可以设置多个断点，用info命令可以查看已经设置的断点：

(gdb) break 13
    Breakpoint 3 at 0x4005a2: file gdb2.c, line 13.
    (gdb) info breakpoints 
    Num     Type           Disp Enb Address            What
    2       breakpoint     keep y   0x000000000040054a in main at gdb2.c:10
    	breakpoint already hit 1 time
    3       breakpoint     keep y   0x00000000004005a2 in main at gdb2.c:13

每个断点都有一个编号，可以用编号指定删除某个断点：

(gdb) delete breakpoints 2
    (gdb) info breakpoints 
    Num     Type           Disp Enb Address            What
    3       breakpoint     keep y   0x00000000004005a2 in main at gdb2.c:13

有时候一个断点暂时不用可以禁用掉而不必删除，这样以后想用的时候可以直接启用，而不必重新从代码里找应该在哪一行设断点：

(gdb) disable breakpoints 3
    (gdb) info breakpoints 
    Num     Type           Disp Enb Address            What
    3       breakpoint     keep n   0x00000000004005a2 in main at gdb2.c:13
    (gdb) enable 3
    (gdb) info breakpoints 
    Num     Type           Disp Enb Address            What
    3       breakpoint     keep y   0x00000000004005a2 in main at gdb2.c:13
    (gdb) delete breakpoints 
    Delete all breakpoints? (y or n) y
    (gdb) info breakpoints 
    No breakpoints or watchpoints.

gdb的断点功能非常灵活，还可以设置断点在满足某个条件时才激活，例如我们仍然在循环开头设置断点，但是仅当sum不等于0时才中断，然后用run命令（简写为r）重新从程序开头连续运行：

(gdb) break 10 if sum!=0
    Breakpoint 4 at 0x40054a: file gdb2.c, line 10.
    (gdb) info breakpoints 
    Num     Type           Disp Enb Address            What
    4       breakpoint     keep y   0x000000000040054a in main at gdb2.c:10
    	stop only if sum!=0
    (gdb) run
    The program being debugged has been started already.
    Start it from the beginning? (y or n) y
    Starting program: /home/zhangsan/study-c/gdb2 
    123
    input=123
    
    Breakpoint 4, main () at gdb2.c:10
    10			scanf("%s",input);
    1: sum = 123

结果是第一次执行scanf之前没有中断，第二次却中断了。总结一下本节用到的gdb命令：

### gdb基本命令2: ###

命令                                               描述  
break（或b）                              行号 在某一行设置断点  
break 函数名                               在某个函数开头设置断点  
break ... if ...                                设置条件断点  
continue（或c）                         从当前位置开始连续运行程序  
delete breakpoints                     断点号 删除断点  
display 变量名                             跟踪查看某个变量，每次停下来都显示它的值  
disable breakpoints 断点号         禁用断点  
enable 断点号                             启用断点  
info（或i） breakpoints              查看当前设置了哪些断点  
run（或r）                                   从头开始连续运行程序  
undisplay 跟踪显示号                   取消跟踪显示