1.4 嵌入式Linux調試器GDB的使用

GDB

在程序編譯通過生成可執行文件之后，就進入了程序的調試環節。調試一直是程序開發的重中之重，如何使程序員迅速找到錯誤的原因是一款調試器的首要目標。

GDB 是 GNU 開源組織發布的一個 Linux 下的程序調試工具，它是一種強大的命令行調試工具。

一個出色的調試器需要有以下幾項功能。

① 能夠運行程序，設置所有能影響程序運行的參數。

② 能夠讓程序在指定的條件下停止運行。

③ 能夠在程序停止時檢查所有參數的情況。

④ 能夠根據指定條件改變程序的運行。

1.4.1 GDB使用實例

下面是一個簡單的實例，希望讀者對 GDB有一個感性的認識。這里所介紹的指令都是 GDB中最為基本也是最為常用的指令，希望讀者能夠動手操作，掌握GDB的使用方法。

首先，有以下程序段。

注意，將此程序用GCC進行編譯時要加上“-g”選項。

1.進入GDB

進入GDB只需輸入GDB和要調試的可執行文件即可，如下所示。

可以看出，在 GDB 的啟動畫面中指出了 GDB 的版本號、使用的庫文件等信息，接下來就進入由“（gdb）”開頭的命令行界面了。

2.查看文件

在GDB中鍵入“l”（list）就可以查看所載入的文件，如下所示。

可以看出，GDB列出的源代碼中明確地給出了對應的行號，這樣可以大大地方便代碼的定位。

注意

在一般情況下，源代碼中的行號與用戶書寫程序中的行號是一致的，但有時用戶的某些編譯選項會導致行號不一致的情況，因此，一定要查看在GDB中的行號。

3.設置斷點

設置斷點可以使程序執行到某個位置時暫時停止，程序員在該位置處可以方便地查看變量的值、堆棧情況等，從而找出問題的癥結所在。

在GDB中設置斷點非常簡單，只需在“b”后加入對應的行號即可（這是最常用的方法），其命令如下所示。

要注意的是，在GDB中利用行號設置斷點是指代碼運行到對應行之前暫停，如上例中，代碼運行到第6行之前暫停（并沒有運行第6行）。

4.查看斷點處情況

在設置完斷點之后，用戶可以鍵入“info b”來查看斷點設置情況。在GDB中可以設置多個斷點。

5.運行代碼

接下來就可運行代碼了，GDB 默認從首行開始運行代碼，可鍵入“r”（run）即可，在“r”后面加上行號即可從程序中指定行開始運行。

可以看到，程序運行到斷點處就停止了。

6.查看變量值

在程序停止運行之后，程序員可以查看斷點處的相關變量值，在GDB中只需鍵入“p變量名”即可，如下所示。

在此處，為什么變量i的值是如此奇怪的一個數字呢？原因就在于程序是在斷點設置的對應行之前停止的，此時代碼沒有把變量i的值賦為0，而只是一個隨機的數字。但變量n是在程序第5行賦值的，所以此時n的值已經為0。

7.觀察變量

在某一循環處，程序員往往希望能夠觀察一個變量的變化情況，這時就可以鍵入命令“watch”來觀察變量的變化情況，如下所示。

可以看到，GDB在“n”設置了觀察點。

8.單步運行

單步運行是指一次只運行一條語句，這樣可以方便程序員來查看程序運行的結果，在此處只需鍵入“n”（next）即可。

可以看到，隨著程序的單步運行，當變量n的值發生變化時，GDB就會自動顯示出n的變化情況。

9.程序繼續運行

命令“c”（continue）可以使程序繼續往下運行，直到再次遇到斷點或程序結束，如下所示。

10.退出GDB

退出GDB只需使用指令“q”（quit）即可，如下所示。

以上所介紹的是GDB中最為常見的命令，下面幾小節將會詳細講解其他的一些命令。

1.4.2 設置/刪除斷點

GDB中有豐富的斷點設置/刪除命令，可以滿足用戶各個方面的需求。表1-8所示為GDB中常見的斷點設置與刪除命令。

提示

在多線程的程序中，觀察點的作用很有限，GDB只能觀察在一個線程中的表達式的值。如果用戶確信表達式只被當前線程所存取，那么使用觀察點才有效。GDB不能注意一個非當前線程對表達式值的改變。

1.4.3 數據相關命令

GDB中也有豐富的數據顯示相關命令，它們可以使用戶以各種形式顯示所要查看的數據，數據相關命令如表1-9所示。

提示

1.4.4 調試運行環境相關命令

在GDB中控制程序的運行也是非常方便的，用戶可以自行設定變量值、調用函數等，其具體命令如表1-10所示。

1.4.5 堆棧相關命令

GDB中也提供了多種堆棧相關的命令，可以查看堆棧的情況、寄存器的情況等，其具體命令如表1-11所示。