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)的字符串放到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的2,'0'的ASCII码是48,而'\0'的ASCII码是0,二者是不同的。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,每一次是对的,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。读者能看出哪里错了吗?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;
可见,如果变量要赋初值,start不会跳过变量定义语句。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
用undisplay可以取消对先前设置的那些变量的跟踪。这个循环应该是没有问题的,因为第一次的结果正确。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; 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,表示在某一个函数开头设断点。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与问题无关的代码,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,就像以前分析确定在哪里插入printf语句一样。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想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 breakpoints 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执行:
(gdb) break 9 if sum != 0 Breakpoint 5 at 0x80483c3: file main.c, line 9. (gdb) i breakpoints Num Type Disp Enb Address What 5 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 5, 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:
表 10.2. gdb基本命令2
break(或b) 行号 | 在某一行设置断点 |
break 函数名 | 在某个函数开头设置断点 |
break...if... | 设置条件断点 |
continue(或c) | 从当前位置开始连续而非单步执行程序 |
delete breakpoints | 删除断点 |
display 变量名 | 跟踪查看一个变量,每次停下来都显示它的值 |
disable breakpoints | 禁用断点 |
enable breakpoints | 启用断点 |
info(或i) breakpoints | 查看当前设置了哪些断点 |
run(或r) | 从头开始连续而非单步执行程序 |
undisplay | 取消对先前设置的那些变量的跟踪 |
1、看下面的程序:
#include <stdio.h> int main(void) { int i; char str[6] = "hello"; char reverse_str[6] = ""; printf("%s\n", str); for (i = 0; i < 5; i++) reverse_str[5-i] = str[i]; printf("%s\n", reverse_str); return 0; }
首先用字符串"hello"初始化一个字符数组str(算上'\0'共6个字符)。然后用空字符串""初始化一个同样长的字符数组reverse_str,相当于所有元素用'\0'初始化。然后打印str,把str倒序存入reverse_str,再打印reverse_str。然而结果并不正确:
$ ./main hello
我们本来希望reverse_str打出来是olleh的,结果什么都没有。重点怀疑对象肯定是循环,那么简单验算一下,i=0时,reverse_str[5] = str[0],也就是'h',i=1时,reverse_str[4] = str[1],也就是'e',依此类推,i=0,1,2,3,4,共5次循环,正好把h,e,l,l,o五个字母给倒过来了,哪里不对了?请调试修正这个Bug。