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實例演示GDB的使用

RTThread物聯網操作系統 ? 來源:RTThread物聯網操作系統 ? 作者:RTThread物聯網操作 ? 2020-10-19 09:58 ? 次閱讀

GDB簡介

GDB(GNU Debugger)是一個強大的命令行調試工具。一般的,在Windows下進行開發,很少操控命令行調試,調試器大多與編譯器都集成在IDE里了。

當然,在Windows下也可以直接使用gcc、gdb來做編譯調試我們的C程序,如MinGW( 一個可自由使用和自由發布的Windows特定頭文件和使用GNU工具集導入庫的集合 )中就同時包含有gcc與gdb工具:

使用gdb -v命令可查看gdb的版本:

但是,在Linux下進行開發,gdb工具是必知必會的工具之一。

小編最近也轉戰Linux了,自然也要掌握一些必知必會的基礎工具及知識。小編也是用到哪學到哪,本篇筆記我們先來分享gdb的使用:

實例演示GDB的使用

老讀者們都知道,本公眾號文章的特點之一就是實例比較多、可操作性比較強,跟著文章一步一步做應該可以學到一些東西。

同樣的,本篇筆記我們也以實例來做分析。

示例代碼gdb_test.c:

左右滑動查看全部代碼>>>

//公眾號:嵌入式大雜燴 //作者:ZhengN #include //測試函數1 voidtest0(void) { inti=-1; if(i=0) printf("i=%d ",i); elseif(i=1) printf("i=%d ",i); else printf("i=%d ",i); } //測試函數2 voidtest1(void) { inta[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; int*p=&a[1]; int*p1=(int*)(&a+1); printf("p[6]=%d ",p[6]); printf("*(p1-1)=%d ",*(p1-1)); } //主函數 intmain(intargc,char*argv[]) { test0(); test1(); return0; }

這個示例代碼中有兩個測試函數,其實也是兩道經典易錯的面試筆試題。大家可以先思考一下結果是什么。

下面我們使用gdb來一步一步調試及分析,在Windows下做實驗,Linux下的操作類似。

一般的,我們使用如下命令來編譯:

gccgdb_test.c-ogdb_test.exe

這樣編譯出來的gdb_test.exe是不帶調試信息的。我們必須編譯出帶有調試信息(如行號等信息)的可執行文件才能使用gdb進行調試。在以上基礎上加個-g參數即可生成調試信息。

除此之外,我們編譯時應不使用優化選項,若使用優化,則編譯器會對程序進行一些優化,有可能會更改語句的順序及優化一些變量,從而可能會導致程序執行流程與源碼流程不匹配的情況。

進一步,可以使用-Wall參數打開所有警告,所以我們的編譯命令變為:

gcc-g-Wallgdb_test.c-ogdb_test.exe

1、GDB常用命令

下面粗略地列出一些常用的命令:

2、demo調試分析

使用上面的編譯命令編譯得到帶調試信息的可執行程序gdb_test.exe,有兩種方法啟動調試。

一種方法是先輸入gdb命令進入gdb環境,再輸入file+可執行程序裝入調試文件,即:

另一種方法是直接輸入gdb+可執行程序對該程序進行調試,即:

(1)調試測試函數1

上面的測試函數1大家思考得出結果了嗎?我們單步調試看看結果是怎么樣的:

① 在test1函數入口打個斷點:

② 運行到斷點處:

③ 單步往下執行:

顯然,單步運行到了這一句我們就得出了測試函數1的結果,即輸出 i = 1。大家分析得對了嗎?

這要是不注意還真的容易出錯,這里的if判斷條件里用的是=號,而不是==號,這個小陷阱可能會迷惑一些初學C語言的朋友。

if語句的通用形式為:

if(expression) statement

可以明確的是:如果對expression為真(非0),則執行statement。本題中,如if (i = 0)其實就等價于

i=0; if(i)

顯然這里的if語句的expression為假,不會執行statement。

類似的if (i = 1)等價于

i=1; if(i)

顯然這里的if語句的expression為真,執行statement。

平時在發現自己寫的代碼執行的流程異常時,不妨debug調試一下,一步一步地走,看程序是否按照自己設計的流程走,看是不是我們的執行邏輯設計錯了。

(2)調試測試函數2

測試函數2也是一道極其經典的面試題目。不能一眼看出結果?沒關系,我們一起調試分析一下。接著上面的流程,我們輸出quit命令推出gdb環境,再重新進入調試test2。

① 在test2函數入口打個斷點:

② 運行到斷點處:

此時,我們不妨看一下a[1]元素的地址及a數組里面的內容是什么:

可見,在數組初始化之前,整個數組空間里的值是一些隨機值。這里反映一個問題,局部變量在初始化之前的值是無規律的,所以不妨在定義局部變量的時候初始化一個確定的值,防止出錯。

③ 單步往下執行:

此時,我們來看一下,指針變量p的值、a數組里的值:

因為此時第23行這條語句還未執行,所以p指向的地址還不是a[1]元素的地址。

再單步往下執行,然后我們看一下,指針變量p的值,及以指針變量p的值為首地址、往后偏移10個內存單元為結束地址,這一段空間內的值是什么:

至此,我們通過調試清晰地得到了p[6]的值。

繼續單步往下執行,我們看一下,&a[0]的值、&a的值、(&a+1)的值、p1的值:

從gdb輸出的信息我們知道&a的類型是(int (*) [10] ),即是一個指向含有10個元素的整形數組的指針,所以(&a+1)的意義是往后偏移10 * sizeof(int)。進一步,再利用一下其它輸出的信息:

&a的值為0x61fee0 &a+1的值為0x61ff08

兩個值相減得到40,正好是整個數組所占的字節數。

而p1是一個整形指針,所以p1-1指向的就是往前偏移sizeof(int)個字節的地址,即a[9]的地址(0x61ff04),所以*(p1 - 1)的值也就是a[9]的值。最后我們再看一下&a往后的40個地址里的值都是些什么:

以上就是本次的實例演示,只是用到了一小部分gdb的命令,還有更多命令大家可以自己練習使用,基本的會了,不懂的地方遇到的時候再查也來得及。

可能寫得有些亂,但也希望能對大家有幫助??傊?,對于一些不確定的知識點或者程序的執行與預期不相符時,不妨調試一下,一步一步看數據有沒有異常。

原文標題:GDB調試器原來那么簡單

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責任編輯:haq

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