C編譯: 使用gdb調試

介紹 gdb調試命令行使用

gdb是the GNU Debugger的簡稱。它是一款UNIX平臺的調試器(debugger)，可用于為C, C++, Objective-C, Java, Fortran等程序debug。

在gdb中，你可以通過設置斷點(break point)來控制程序運行的進度，并查看斷點時的變量和函數調用狀況，從而發現可能的問題。在許多IDE中，gdb擁有圖形化界面。

這里主要介紹gdb的命令行使用，并以C程序為例。測試使用的計算機是Mac OS系統。

 
啟動gdb

下面的有兩個C文件。(并沒有bug。我們使用gdb來查看程序運行的細節)

程序的一個為test.c，其中有主程序main()。mean.c程序中定義了mean()函數，并在main()中調用。

test.c
復制代碼

#define ARRAYSIZE 4

float mean(float, float);

int main()
{
    int i;
    float a=4.5;
    float b=5.5;
    float rlt=0.0;

    float array_a[ARRAYSIZE]={1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
    float array_b[ARRAYSIZE]={4.0, 3.0, 2.0, 1.0};
    float array_rlt[ARRAYSIZE];

    for(i = 0; i < ARRAYSIZE - 1; i++) {
        array_rlt[i] = mean(array_a[i], array_b[i]);
    }

    rlt = mean(a, b);

    return 0;
}

復制代碼

 

mean.c

float mean(float a, float b)
{
   return (a + b)/2.0;
}

 

使用gcc同時編譯上面兩個程序。為了使用gdb對進行調試，必須使用-g選項(在編譯時生成debugging信息):

$gcc -g -o test test.c mean.c

生成main可執行文件。

(如有必要，使用:

$chmod +x test

來增加用戶的執行權限。)

 

進入gdb，準備調試程序:

$gdb test

進入gdb的互動命令行。

 
顯示程序

我們可以直接顯示某一行的程序，比如查看第9行程序:

(gdb) list 9

將顯示以第9行為中心，總共10行的程序。我們實際上編譯了兩個文件，在沒有說明的情況下，默認為主程序文件test.c:
復制代碼

4    
5    int main()
6    {
7        int i;
8        float a=4.5;
9        float b=5.5;
10        float rlt=0.0;
11    
12        float array_a[ARRAYSIZE]={1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
13        float array_b[ARRAYSIZE]={4.0, 3.0, 2.0, 1.0};

復制代碼

 

如果要查看mean.c中的內容，需要說明文件名:

(gdb) list mean.c:1

 

可以具體說明所要列出的程序行的范圍:

(gdb) list 5, 15

即顯示5-15行的程序。

 

顯示某個函數，比如:

(gdb) list mean

 
設置斷點

我們可以運行程序:

(gdb) run

程序正常結束。

 

運行程序并沒有什么有趣的地方。gdb的主要功能在于能讓程序在中途暫停。

斷點(break point)是程序執行中的一個位置。在gdb中，當程序運行到該位置時，程序會暫停，我們可以查看此時的程序狀況，比如變量的值。

 

我們可以在程序的某一行設置斷點，比如:

(gdb) break 16

將在test.c的第16行設置斷點。

 

你可以查看自己設置的斷點:

(gdb) info break

每個斷點有一個識別序號。我們可以根據序號刪除某個斷點:

(gdb) delete 1

也可以刪除所有斷點:

(gdb) delete breakpoints

 
查看斷點

設置斷點，并使用run運行程序，程序將運行到16行時暫停。gdb顯示:

Breakpoint 1, main () at test.c:16
16        for(i = 0; i < ARRAYSIZE - 1; i++) {

 

查看斷點所在行:

(gdb) list

 

查看斷點處的某個變量值:

(gdb) print a

(gdb) print array_a

 

查看所有的局部變量:

(gdb) info local

 

查看此時的棧狀態 (反映了函數調用，見Linux從程序到進程):

(gdb) info stack

 

可以更改變量的值。

(gdb) set var a=0.0

(gdb) set var array_a={0.0, 0.0, 1.0, 1.0}

當程序繼續運行時，將使用更改后的值。

 

如果我們將斷點設置在:

(gdb) break mean.c:2

此時棧中有兩個a，一個屬于main()，一個屬于mean()。我們可以用function::variable的方式區分:

(gdb) print mean::a

 
運行控制

讓程序從斷點開始，再多運行一行:

(gdb) step

也可以使用下面命令，從斷點恢復運行，直到下一個斷點:

(gdb) continue

使用run重新開始運行。

 
幫助

你可以通過gdb的幫助學到更多:

(gdb) help

或者更具體的命令:

(gdb) help info

 
退出

使用下面命令退出gdb:

(gdb) quit

 
debug

下面是一個有bug的C程序，demo.c
復制代碼

#include <stdio.h>

struct node {
    int element;
};

typedef struct node *PNode;

int main()
{
    int i;
    PNode np=NULL;

    for (i=0; i<10; i++) {
        printf("Hello World!");
    }

    printf("%d \n", np->element);
}

復制代碼

程序可以成功編譯，但運行將返回:

Segmentation fault

可以使用gdb來查找問題。