在 Linux 中調試 C 程序的福音——gdb

若是你是 C/C++ 程序員，或者使用 Fortran 和 Modula-2 編程語言開發軟件，那麼你將會很樂意知道有這麼一款優秀的調試器 - GDB - 能夠幫你更輕鬆地調試代碼 bug 以及其它問題。在這篇文章中，咱們將討論一下 GDB 調試器的基礎知識，包括它提供的一些有用的功能/選項。

在咱們開始以前，值得一提的是，文章中的全部說明和示例都已經在 Ubuntu 14.04 LTS 中測試過。教程中的示例代碼都是 C 語言寫的；使用的 shell 爲 bash（4.3.11）；GDB 版本爲 7.7.1。

GDB 調試器基礎

通俗的講，GDB 可讓你看到程序在執行過程時的內部流程，並幫你明確問題的所在。咱們將在下一節經過一個有效的示例來討論 GDB 調試器的用法，但在此以前，咱們先來探討一些以後對你有幫助的基本要點。

首先，爲了可以順利使用相似 GDB 這樣的調試器，你必須以指定的方式編譯程序，讓編譯器產生調試器所需的調試信息。例如，在使用 gcc 編譯器（咱們將在本教程以後的章節用它來編譯 C 程序示例）編譯代碼的時候，你須要使用-g 命令行選項。

想要了解 gcc 編譯器手冊頁中關於 -g 命令行選項相關的內容，請看這裏。

下一步，確保在你的系統中已經安裝 GDB 調試器。若是沒有安裝，並且你使用的是基於 Debian 的系統（如 Ubuntu），那麼你就可使用如下命令輕鬆安裝該工具：

sudo apt-get install gdb

在其餘發行版上的安裝方法，請看這裏。

如今，當你按照上述的方式編譯完程序（gcc -g 命令行選項），同時也已經安裝好 GDB 調試器，那麼你就可使用如下命令讓程序在調試模式中運行：

gdb [可執行程序的名稱]

這樣作會初始化 GDB 調試器，但你的可執行程序此時還不會被啓動。在這個時候你就能夠定義調試相關的設置。例如，你能夠在特定行或函數中設置一個斷點讓 GDB 在該行暫停程序的執行。

接着，爲了啓動你的程序，你必須輸入執行如下 gdb 命令：

run

在這裏，值得一提的是，若是你的程序須要一些命令行參數，那麼你能夠在這裏指定這些參數。例如：

run [參數]

GDB 提供了不少有用的命令，在調試的時候老是能派的上用場。咱們將在下一節討論其中一部分命令。

GDB 調試器用例

如今咱們對 GDB 及其用法有了基本的概念。所以，讓咱們舉例來應用所學的知識。這是一段示例代碼：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int out = 0, tot = 0, cnt = 0;
    int val[] = {5, 54, 76, 91, 35, 27, 45, 15, 99, 0};

    while(cnt < 10)
    {
        out = val[cnt];
        tot = tot + 0xffffffff/out;
        cnt++;
    }

    printf("/n Total = [%d]/n", tot);
    return 0;
}

簡單說明一下這段代碼要作什麼事。獲取 val數組中每個值，將其賦值給out 變量，而後將tot 以前的值與0xffffffff/out的結果值累加，賦值給 tot 變量。

這裏遇到的問題是，當執行這段代碼編譯後的可執行程序時，產生如下錯誤：

$ ./gdb-testFloating point exception (core dumped)

所以，要調試這段代碼，第一步是使用

-g

選項編譯程序。命令以下：

gcc -g -Wall gdb-test.c -o gdb-test

接着，讓咱們運行 GDB 調試器並指定要調試的可執行程序。命令以下：

gdb ./gdb-test

如今，我剛纔獲得的錯誤是 Floating point exception，大部分人可能已經知道，這是由於 n % x，當 x 爲 0 時致使的錯誤。因此，考慮到這一點，我在 11 行代碼除法運算的位置處添加了一個斷點。以下：

(gdb)&;break 11

注意 (gdb) 是調試器的提示信息，我只輸入了break 11 命令。

如今，讓 GDB 開始運行程序：

run

當斷點第一次被命中時，GDB 顯示以下輸出：

Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:11
11 tot = tot + 0xffffffff/out;
(gdb)

正如你所看到的那樣，調試器會顯示斷點所在的行代碼。如今，讓咱們打印出此時out 的值。以下：

(gdb) print out
$1 = 5
(gdb)

如上所示，值 5被打印出來了。這個時候一切都仍是正常的。讓調試器繼續執行程序直到命中下一個斷點，能夠經過使用 c 命令來完成：

c

重複上述操做，直到 out值變爲0 時。

...
...
...
Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:11
11 tot = tot + 0xffffffff/out;
(gdb) print out
$2 = 99
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:11
11 tot = tot + 0xffffffff/out;
(gdb) print out
$3 = 0
(gdb)

如今，爲了進一步確認問題，我使用 GDB 的s （或 step） 命令代替 c 命令。由於，我只想讓當前程序在第 11 行以後暫停，再一步步執行，看看這個時候是否會發生崩潰。

如下是執行以後輸出信息：

(gdb) s

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x080484aa in main () at gdb-test.c:11
11 tot = tot + 0xffffffff/out;

是的，如上輸出的第一行內容所示，這就是拋出異常的地方。當我再次嘗試運行s 命令時，問題最終也獲得了確認：

(gdb) s

Program terminated with signal SIGFPE, Arithmetic exception.
The program no longer exists.

經過這種方式，你就可使用 GDB 調試你的程序。

本文地址：http://www.linuxprobe.com/linux-gdb-c.html