看以下程序:
例 10.2. 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:
$ gcc main.c -g -o main $ ./main 123 input=123 234 input=123234 (Ctrl-C退出程序) $
又是这种现象,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。读者先试试只看代码能不能看出错误原因。下面来调试:
$ gdb main ... (gdb) start Breakpoint 1 at 0x80483b5: file main.c, line 5. Starting program: /home/akaedu/main main () at main.c:5 5 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 = -1208103488 (gdb) n 9 scanf("%s", input); 1: sum = 0 (gdb) 123 10 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9行设一个断点(Breakpoint):
(gdb) l 5 int sum = 0, i = 0; 6 char input[5]; 7 8 while (1) { 9 scanf("%s", input); 10 for (i = 0; input[i] != '\0'; i++) 11 sum = sum*10 + input[i] - '0'; 12 printf("input=%d\n", sum); 13 } 14 return 0; (gdb) b 9 Breakpoint 2 at 0x80483bc: file main.c, line 9.
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) c Continuing. input=123 Breakpoint 2, main () at main.c:9 9 scanf("%s", input); 1: sum = 123
然后输入新的字符串准备转换:
(gdb) n 234 10 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) b 12 Breakpoint 3 at 0x8048411: file main.c, line 12. (gdb) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 2 breakpoint keep y 0x080483c3 in main at main.c:9 breakpoint already hit 1 time 3 breakpoint keep y 0x08048411 in main at main.c:12
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) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x08048411 in main at main.c:12
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) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep n 0x08048411 in main at main.c:12 (gdb) enable 3 (gdb) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x08048411 in main at main.c:12 (gdb) delete breakpoints Delete all breakpoints? (y or n) y (gdb) i 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 9 if sum != 0 Breakpoint 4 at 0x80483c3: file main.c, line 9. (gdb) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 4 breakpoint keep y 0x080483c3 in main at main.c:9 stop only if sum != 0 (gdb) r The program being debugged has been started already. Start it from the beginning? (y or n) y Starting program: /home/akaedu/main 123 input=123 Breakpoint 4, main () at main.c:9 9 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: