2. 断点
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;
- 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 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
命令 | 描述 |
---|---|
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运行程序 |
delete breakpoints 断点号 | 删除断点 |
display 变量名 | 跟踪查看某个变量,每次停下来都显示它的值 |
disable breakpoints 断点号 | 禁用断点 |
enable 断点号 | 启用断点 |
info(或i) breakpoints | 查看当前设置了哪些断点 |
run(或r) | 从头开始连续运行程序 |
undisplay 跟踪显示号 | 取消跟踪显示 |
习题
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
打印出来是olleh
,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?用gdb
跟踪循环,找出错误原因并改正。