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無論多么有經(jīng)驗的程序員，開發(fā)的任何軟件都不可能完全沒有 bug。因此，排查及修復 bug 成為軟件開發(fā)周期中最重要的任務(wù)之一。有許多辦法可以排查 bug（測試、代碼自審等等），但是還有一些專用軟件（稱為調(diào)試器）可以幫助準確定位問題的所在，以便進行修復。
如果你是 C/C++ 程序員，或者使用 Fortran 和 Modula-2 編程語言開發(fā)軟件，那么你將會很樂意知道有這么一款優(yōu)秀的調(diào)試器 -?GDB?- 可以幫你更輕松地調(diào)試代碼 bug 以及其它問題。在這篇文章中，我們將討論一下 GDB 調(diào)試器的基礎(chǔ)知識，包括它提供的一些有用的功能/選項。
在我們開始之前，值得一提的是，文章中的所有說明和示例都已經(jīng)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 為 bash（4.3.11）；GDB 版本為 7.7.1。
GDB 調(diào)試器基礎(chǔ)
通俗的講，GDB 可以讓你看到程序在執(zhí)行過程時的內(nèi)部流程，并幫你明確問題的所在。我們將在下一節(jié)通過一個有效的示例來討論 GDB 調(diào)試器的用法，但在此之前，我們先來探討一些之后對你有幫助的基本要點。
首先，為了能夠順利使用類似 GDB 這樣的調(diào)試器，你必須以指定的方式編譯程序，讓編譯器產(chǎn)生調(diào)試器所需的調(diào)試信息。例如，在使用 gcc 編譯器（我們將在本教程之后的章節(jié)用它來編譯 C 程序示例）編譯代碼的時候，你需要使用?-g?命令行選項。?IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
想要了解 gcc 編譯器手冊頁中關(guān)于?-g?命令行選項相關(guān)的內(nèi)容，請看這里。
下一步，確保在你的系統(tǒng)中已經(jīng)安裝 GDB 調(diào)試器。如果沒有安裝，而且你使用的是基于 Debian 的系統(tǒng)（如 Ubuntu），那么你就可以使用以下命令輕松安裝該工具：
sudo apt-get install gdb
在其他發(fā)行版上的安裝方法，請看這里。
現(xiàn)在，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(jīng)安裝好 GDB 調(diào)試器，那么你就可以使用以下命令讓程序在調(diào)試模式中運行：
gdb [可執(zhí)行程序的名稱]
這樣做會初始化 GDB 調(diào)試器，但你的可執(zhí)行程序此時還不會被啟動。在這個時候你就可以定義調(diào)試相關(guān)的設(shè)置。例如，你可以在特定行或函數(shù)中設(shè)置一個斷點讓 GDB 在該行暫停程序的執(zhí)行。
接著，為了啟動你的程序，你必須輸入執(zhí)行以下 gdb 命令：
run
在這里，值得一提的是，如果你的程序需要一些命令行參數(shù)，那么你可以在這里指定這些參數(shù)。例如：
run [參數(shù)]
GDB 提供了很多有用的命令，在調(diào)試的時候總是能派的上用場。我們將在下一節(jié)討論其中一部分命令。?IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
GDB 調(diào)試器用例
現(xiàn)在我們對 GDB 及其用法有了基本的概念。因此，讓我們舉例來應(yīng)用所學的知識。這是一段示例代碼：
#include
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做什么事。獲取?val?數(shù)組中每一個值，將其賦值給?out?變量，然后將?tot?之前的值與?0xffffffff/out?的結(jié)果值累加，賦值給?tot?變量。
這里遇到的問題是，當執(zhí)行這段代碼編譯后的可執(zhí)行程序時，產(chǎn)生以下錯誤：
$ ./gdb-test
Floating point exception (core dumped)
因此，要調(diào)試這段代碼，第一步是使用?-g?選項編譯程序。命令如下：
gcc -g -Wall gdb-test.c -o gdb-test
接著，讓我們運行 GDB 調(diào)試器并指定要調(diào)試的可執(zhí)行程序。命令如下：
gdb ./gdb-test
現(xiàn)在，我剛才得到的錯誤是?Floating point exception，大部分人可能已經(jīng)知道，這是因為?n % x，當 x 為 0 時導致的錯誤。所以，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。如下：?IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
Linux學習，http:// linux.it.net.cn
(gdb)&;break 11
注意?(gdb)?是調(diào)試器的提示信息，我只輸入了?break 11?命令。
現(xiàn)在，讓 GDB 開始運行程序：?IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
run IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
當斷點第一次被命中時，GDB 顯示如下輸出：
Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:1111 tot = tot + 0xffffffff/out;(gdb)
正如你所看到的那樣，調(diào)試器會顯示斷點所在的行代碼。現(xiàn)在，讓我們打印出此時?out?的值。如下：
(gdb) print out
$1 = 5
(gdb)
如上所示，值?5?被打印出來了。這個時候一切都還是正常的。讓調(diào)試器繼續(xù)執(zhí)行程序直到命中下一個斷點，可以通過使用?c?命令來完成：
c
重復上述操作，直到?out?值變?yōu)?0?時。
IT網(wǎng)，http://www.it.net.cn
...
...
...
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)
現(xiàn)在，為了進一步確認問題，我使用 GDB 的?s（或?step） 命令代替?c?命令。因為，我只想讓當前程序在第 11 行之后暫停，再一步步執(zhí)行，看看這個時候是否會發(fā)生崩潰。
以下是執(zhí)行之后輸出信息：
(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(nèi)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，問題最終也得到了確認：
(gdb) s
Program terminated with signal SIGFPE, Arithmetic exception.
The program no longer exists.
通過這種方式，你就可以使用 GDB 調(diào)試你的程序。?Linux學習，http:// linux.it.net.cn
總結(jié)
GDB 提供了很多功能供用戶研究和使用，在這里，我們僅僅只介紹了很少一部分內(nèi)容。通過 GDB 的手冊頁可以進一步了解這個工具，當你在調(diào)試代碼的時候，嘗試使用一下它。GDB 調(diào)試器有一定的學習難度，但是它很值得你下功夫?qū)W習。
?
工商網(wǎng)監(jiān)
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