По нашему опыту, если нужно использовать отладчик, лучше перекомпилировать приложение с самого начала, использовав лишь опцию
-g
. Это значительно упрощает трассировку; имеется достаточно деталей, за которыми нужно следить при простом прохождении написанной программы, не беспокоясь о том, как компилятор переставляет код.
Есть одно предостережение: убедитесь, что поведение программы все еще неправильное. Воспроизводимость является ключевой при отладке; если вы не можете воспроизвести проблему, гораздо труднее ее выследить и исправить. В редких случаях компиляция без опции
-O
может устранить ошибку
[161]. Обычно проблема остается при компиляции без использования опции
-O
, что означает, что на самом деле действительно имеется какая-то разновидность логической ошибки, ждущая своего обнаружения.
15.3. Основы GDB
Отладчик является программой, позволяющей контролировать исполнение другой программы и исследовать и изменять состояние подчиненной программы (такое, как значения переменных). Имеются два вида отладчиков: отладчики машинного уровня, работающие на уровне машинных инструкций, и отладчики исходного кода, работающие на основе исходного кода программы. Например, в отладчике машинного уровня для изменения значения переменной вы указываете адрес в памяти. В отладчике исходного уровня вы просто используете имя переменной.
Исторически в V7 Unix был
adb
, который являлся отладчиком машинного уровня В System III был
sdb
, который являлся отладчиком исходного кода, a BDS Unix предоставляла dbx, также отладчик исходного кода. (Обе продолжали предоставлять
adb
.)
dbx
продолжает существовать на некоторых коммерческих системах Unix.
GDB, отладчик GNU, является отладчиком исходного кода. У него значительно больше возможностей, он значительно более переносим и более практичен, чем любой из
sdb
или
dbx
[162].
Как и его предшественники, GDB является отладчиком командной строки. Он выводит по одной строке исходного кода за раз, выдает приглашение и читает одну строку ввода, содержащего команду для исполнения.
Имеются графические отладчики; они предоставляют больший обзор исходного кода и обычно предоставляют возможность манипулировать программой как из окна командной строки, так и через компоненты GUI, такие, как кнопки и меню. Отладчик
ddd
[163] является одним из таких; он построен поверх GDB, так что если вы изучите GDB, вы сразу же сможете начать использовать
ddd
. (У
ddd
есть собственное руководство, которое следует прочесть, если вы собираетесь интенсивно его использовать.) Другим графическим отладчиком является Insight
[164], который использует для предоставления поверх GDB графического интерфейса Tcl/Tk. (Следует использовать графический отладчик, если он доступен и нравится вам. Поскольку мы собираемся предоставить введение в отладчики и отладку, мы выбрали использование простого интерфейса, который можно представить в напечатанном виде.)
GDB понимает С и С++, включая поддержку восстановления имен (name demangling), что означает, что вы можете использовать для функций-членов классов и перегруженных функций обычные имена исходного кода С++. В частности, GDB распознает синтаксис выражений С, что полезно при проверке значения сложных выражений, таких, как '
*ptr->x.a[1]->q
'. Он понимает также Fortran 77, хотя вам может понадобиться добавить к имени функции или переменной Фортрана символ подчеркивания GDB также частично поддерживает Modula-2 и имеет ограниченную поддержку Паскаля.
Если вы работаете на системе GNU/Linux или BSD (и установили средства разработки), у вас, вероятно, уже установлена готовая к использованию последняя версия GDB. Если нет, исходный код GDB можно загрузить с FTP-сайта проекта GNU для GDB[165] и самостоятельно его построить.
GDB поставляется с собственным руководством, которое занимает 300 страниц. В каталоге исходного кода GDB можно сгенерировать печатную версию руководства и самостоятельно его распечатать. Можно также купить в Free Software Foundation (FSF) готовые печатные экземпляры; ваша покупка поможет FSF и непосредственно внесет вклад в производство большего количества свободного программного обеспечения. (Информацию для заказа см. на веб-сайте FSF)[166]. Данный раздел описывает лишь основы GDB; мы рекомендуем прочесть руководство, чтобы научиться использовать все преимущества возможностей GDB.
15.3.1. Запуск GDB
Основное использование следующее:
gdb [<i>опции</i>][<i>исполняемый файл</i> [<i>имя файла дампа</i>]]
Здесь исполняемый файл является отлаживаемой программой. Имя файла дампа, если оно имеется, является именем файла
core
, созданном при завершении программы операционной системой с созданием снимка процесса. Под GNU/Linux такие файлы (по умолчанию) называются
core.<i>pid</i>
[167], где
<i>pid</i>
является ID процесса запущенной программы, которая была завершена. Расширение
<i>pid</i>
означает, что в одном каталоге могут находиться несколько дампов ядра, что бывает полезно, но также занимает дисковое пространство!
Если вы забыли указать в командной строке имена файлов, для сообщения GDB имени исполняемого файла можно использовать '
file <i>исполняемый-файл</i>
', а для имени файла дампа — '
core-file <i>имя-файла-дампа</i>
'.
При наличии дампа ядра GDB указывает место завершения программы. Следующая программа,
ch15-abort.c
, делает несколько вложенных вызовов функций, а затем намеренно завершается посредством
abort()
, чтобы создать дамп ядра:
/* ch15-abort.c --- создает дамп ядра */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/* recurse --- создание нескольких вызовов функций */
void recurse(void)
{
static int i;
if (++i == 3)
abort();
else
recurse();
}
int main(int argc, char **argv)
{
