程序调试的利器GDB

一：列文件清单    
1．   List    
(gdb)   list   line1,line2    

二：执行程序    
要想运行准备调试的程序，可使用run命令，在它后面可以跟随发给该程序的任何参数，包括标准输入和标准输出说明符(<和>)和外壳通配符（*、？、[、]）在内。    
如果你使用不带参数的run命令，gdb就再次使用你给予前一条run命令的参数，这是很有用的。    
利用set   args   命令就可以修改发送给程序的参数，而使用show   args   命令就可以查看其缺省参数的列表。    
（gdb）set   args   –b   –x    
(gdb)   show   args    
backtrace命令为堆栈提供向后跟踪功能。    
Backtrace   命令产生一张列表，包含着从最近的过程开始的所以有效过程和调用这些过程的参数。    

三：显示数据    
利用print   命令可以检查各个变量的值。    
(gdb)   print   p   (p为变量名)    
whatis   命令可以显示某个变量的类型    
(gdb)   whatis   p    
type   =   int   *    

print   是gdb的一个功能很强的命令，利用它可以显示被调试的语言中任何有效的表达式。表达式除了包含你程序中的变量外，还可以包含以下内容：    
l   对程序中函数的调用    
(gdb)   print   find_entry(1,0)    
l   数据结构和其他复杂对象    
(gdb)   print   *table_start    
$8={e=reference=’\000’,location=0x0,next=0x0}    
l   值的历史成分    
(gdb)print   $1   ($1为历史记录变量,在以后可以直接引用   $1   的值)    
l   人为数组    
人为数组提供了一种去显示存储器块（数组节或动态分配的存储区）内容的方法。早期的调试程序没有很好的方法将任意的指针换成一个数组。就像对待参数一样，让我们查看内存中在变量h后面的10个整数，一个动态数组的语法如下所示：    
base@length    
因此，要想显示在h后面的10个元素，可以使用h@10：    
(gdb)print   h@10    
$13=(-1,345,23,-234,0,0,0,98,345,10)    

四：断点(breakpoint)    
break命令（可以简写为b）可以用来在调试的程序中设置断点，该命令有如下四种形式：    
l   break   line-number   使程序恰好在执行给定行之前停止。    
l   break   function-name   使程序恰好在进入指定的函数之前停止。    
l   break   line-or-function   if   condition   如果condition（条件）是真，程序到达指定行或函数时停止。    
l   break   routine-name   在指定例程的入口处设置断点    

如果该程序是由很多原文件构成的，你可以在各个原文件中设置断点，而不是在当前的原文件中设置断点，其方法如下：    
(gdb)   break   filename:line-number    
(gdb)   break   filename:function-name    

要想设置一个条件断点，可以利用break   if命令，如下所示：    
(gdb)   break   line-or-function   if   expr    
例：    
(gdb)   break   46   if   testsize==100    

从断点继续运行：countinue   命令    
五．断点的管理    

1．   显示当前gdb的断点信息：    
(gdb)   info   break    
他会以如下的形式显示所有的断点信息：    
Num   Type   Disp   Enb   Address   What    
1   breakpoint   keep   y   0x000028bc   in   init_random   at   qsort2.c:155    
2   breakpoint   keep   y   0x0000291c   in   init_organ   at   qsort2.c:168    
(gdb)    
2.删除指定的某个断点：    
(gdb)   delete   breakpoint   1    
该命令将会删除编号为1的断点，如果不带编号参数，将删除所有的断点    
(gdb)   delete   breakpoint    
3.禁止使用某个断点    
(gdb)   disable   breakpoint   1    
该命令将禁止断点   1,同时断点信息的   (Enb)域将变为   n    
4．允许使用某个断点    
(gdb)   enable   breakpoint   1    
该命令将允许断点   1,同时断点信息的   (Enb)域将变为   y    
5．清除原文件中某一代码行上的所有断点    
(gdb)clean   number    
注：number   为原文件的某个代码行的行号    
六．变量的检查和赋值    
l   whatis:识别数组或变量的类型    
l   ptype:比whatis的功能更强，他可以提供一个结构的定义    
l   set   variable:将值赋予变量    
l   print   除了显示一个变量的值外，还可以用来赋值    
七．单步执行    
l   next    
不进入的单步执行    
l   step    
进入的单步执行    
如果已经进入了某函数，而想退出该函数返回到它的调用函数中，可使用命令finish    
八．函数的调用    
l   call   name   调用和执行一个函数    
(gdb)   call   gen_and_sork(   1234,1,0   )    
(gdb)   call   printf(“abcd”)    
$1=4    
l   finish   结束执行当前函数，显示其返回值（如果有的话）    

九．机器语言工具    
有一组专用的gdb变量可以用来检查和修改计算机的通用寄存器，gdb提供了目前每一台计算机中实际使用的4个寄存器的标准名字：    
l   $pc   ：   程序计数器    
l   $fp   ：   帧指针（当前堆栈帧）    
l   $sp   ：   栈指针    
l   $ps   ：   处理器状态    

十．信号    
gdb通常可以捕捉到发送给它的大多数信号，通过捕捉信号，它就可决定对于正在运行的进程要做些什么工作。例如，按CTRL-C将中断信号发送给gdb， 通常就会终止gdb。但是你或许不想中断gdb，真正的目的是要中断gdb正在运行的程序，因此，gdb要抓住该信号并停止它正在运行的程序，这样就可以 执行某些调试操作。    

Handle命令可控制信号的处理，他有两个参数，一个是信号名，另一个是接受到信号时该作什么。几种可能的参数是：    
l   nostop   接收到信号时，不要将它发送给程序，也不要停止程序。    
l   stop   接受到信号时停止程序的执行，从而允许程序调试；显示一条表示已接受到信号的消息（禁止使用消息除外）    
l   print   接受到信号时显示一条消息    
l   noprint   接受到信号时不要显示消息（而且隐含着不停止程序运行）    
l   pass   将信号发送给程序，从而允许你的程序去处理它、停止运行或采取别的动作。    
l   nopass   停止程序运行，但不要将信号发送给程序。    
例如，假定你截获SIGPIPE信号，以防止正在调试的程序接受到该信号，而且只要该信号一到达，就要求该程序停止，并通知你。要完成这一任务，可利用如下命令：    
(gdb)   handle   SIGPIPE   stop   print    
请注意，UNIX的信号名总是采用大写字母！你可以用信号编号替代信号名    
如果你的程序要执行任何信号处理操作，就需要能够测试其信号处理程序，为此，就需要一种能将信号发送给程序的简便方法，这就是signal命令的任务。 该    命令的参数是一个数字或者一个名字，如SIGINT。假定你的程序已将一个专用的SIGINT（键盘输入，或CTRL-C；信号2）信号处理程序设置成 采   取某个清理动作，要想测试该信号处理程序，你可以设置一个断点并使用如下命令：    
（gdb）   signal   2    
continuing   with   signal   SIGINT(2)    
该程序继续执行，但是立即传输该信号，而且处理程序开始运行.    

十一.   原文件的搜索    
search   text:该命令可显示在当前文件中包含text串的下一行。    
Reverse-search   text:该命令可以显示包含text   的前一行。    

十二.UNIX接口    
shell   命令可启动UNIX外壳，CTRL-D退出外壳，返回到   gdb.    

十三.命令的历史    
为了允许使用历史命令，可使用   set   history   expansion   on   命令    
(gdb)   set   history   expansion   on    

小结：常用的gdb命令    
backtrace   显示程序中的当前位置和表示如何到达当前位置的栈跟踪（同义词：where）    
breakpoint   在程序中设置一个断点    
cd   改变当前工作目录    
clear   删除刚才停止处的断点    
commands   命中断点时，列出将要执行的命令    
continue   从断点开始继续执行    
delete   删除一个断点或监测点；也可与其他命令一起使用    
display   程序停止时显示变量和表达时    
down   下移栈帧，使得另一个函数成为当前函数    
frame   选择下一条continue命令的帧    
info   显示与该程序有关的各种信息    
jump   在源程序中的另一点开始运行    
kill   异常终止在gdb   控制下运行的程序    
list   列出相应于正在执行的程序的原文件内容    
next   执行下一个源程序行，从而执行其整体中的一个函数    
print   显示变量或表达式的值    
pwd   显示当前工作目录    
pype   显示一个数据结构（如一个结构或C++类）的内容    
quit   退出gdb    
reverse-search   在源文件中反向搜索正规表达式    
run   执行该程序    
search   在源文件中搜索正规表达式    
set   variable   给变量赋值    
signal   将一个信号发送到正在运行的进程    
step   执行下一个源程序行，必要时进入下一个函数    
undisplay   display命令的反命令，不要显示表达式    
until   结束当前循环    
up   上移栈帧，使另一函数成为当前函数    
watch   在程序中设置一个监测点（即数据断点）    
whatis   显示变量或函数类型    
****************************************************    
GNU的调试器称为gdb，该程序是一个交互式工具，工作在字符模式。在   X   Window   系统中，有一个gdb的前端图形工具，称为xxgdb。gdb   是功能强大的调试程序，可完成如下的调试任务：    
*   设置断点；    
*   监视程序变量的值；    
*   程序的单步执行；    
*   修改变量的值。    
在可以使用   gdb   调试程序之前，必须使用   -g   选项编译源文件。可在   makefile   中如下定义   CFLAGS   变量：    
CFLAGS   =   -g    
运行   gdb   调试程序时通常使用如下的命令：    
gdb   progname    

在   gdb   提示符处键入help，将列出命令的分类，主要的分类有：    
*   aliases：命令别名    
*   breakpoints：断点定义；    
*   data：数据查看；    
*   files：指定并查看文件；    
*   internals：维护命令；    
*   running：程序执行；    
*   stack：调用栈查看；    
*   statu：状态查看；    
*   tracepoints：跟踪程序执行。    
键入   help   后跟命令的分类名，可获得该类命令的详细清单。    

gdb   的常用命令    
命令   解释    
break   NUM   在指定的行上设置断点。    
bt   显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。    
clear   删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为clear   FILENAME:NUM    
continue   继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而   导致停止运行时。    
display   EXPR   每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。    
file   FILE   装载指定的可执行文件进行调试。    
help   NAME   显示指定命令的帮助信息。    
info   break   显示当前断点清单，包括到达断点处的次数等。    
info   files   显示被调试文件的详细信息。    
info   func   显示所有的函数名称。    
info   local   显示当函数中的局部变量信息。    
info   prog   显示被调试程序的执行状态。    
info   var   显示所有的全局和静态变量名称。    
kill   终止正被调试的程序。    
list   显示源代码段。    
make   在不退出   gdb   的情况下运行   make   工具。    
next   在不单步执行进入其他函数的情况下，向前执行一行源代码。    
print   EXPR   显示表达式   EXPR   的值。    

******gdb   使用范例************************    
—————–    
清单   一个有错误的   C   源程序   bugging.c    
代码:    

—————–    
1　＃i   nclude    
2    
3　static   char   buff   [256];    
4　static   char*   string;    
5　int   main   ()    
6　{    
7　　　printf   ("Please   input   a   string:   ");    
8　　　gets   (string);　　    
9　　   printf   ("\nYour   string   is:   %s\n",   string);    
10   }    

—————–    
上面这个程序非常简单，其目的是接受用户的输入，然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初始化的字符串地址   string，因此，编译并运行之后，将出现   Segment   Fault   错误：    
$   gcc   -o   bugging   -g   bugging.c    
$   ./bugging    
Please   input   a   string:   asfd    
Segmentation   fault   (core   dumped)    
为了查找该程序中出现的问题，我们利用   gdb，并按如下的步骤进行：    
1．运行   gdb   bugging   命令，装入   bugging   可执行文件；    
2．执行装入的   bugging   命令   run；    
3．使用   where   命令查看程序出错的地方；    
4．利用   list   命令查看调用   gets   函数附近的代码；    
5．唯一能够导致   gets   函数出错的因素就是变量   string。用print命令查看   string   的值；    
6．在   gdb   中，我们可以直接修改变量的值，只要将   string   取一个合法的指针值就可以了，为此，我们在第8行处设置断点   break   8；    
7．程序重新运行到第   8行处停止，这时，我们可以用   set   variable   命令修改   string   的取值；    
8．然后继续运行，将看到正确的程序运行结果