使用GDB调试RB-tree的几个问题(更正)

来源：互联网发布：linux exec命令编辑：程序博客网时间：2024/06/09 21:51

本博客http://blog.csdn.net/livelylittlefish 贴出作者（三二一@小鱼）相关研究、学习内容所做的笔记，欢迎广大朋友指正！

Content

1. at后面的一堆字符串代表什么？

2. 为什么没有单步进入(step in)_Rb_tree_insert_and_rebalance函数？

3. 如何通过目标文件.o或者可执行文件得知是否有debugging information？

4. 如何单步调试没有debugging information的函数？

0. 引子

笔者在前一篇文章使用GDB调试RB-tree的几个问题讨论了几个问题，但关于at后面字符串的讨论是错误的，特在此进行更正，希望不要误导读者。并向已经读过该文并被误导或有疑惑的读者致以诚挚的歉意，同时也谢谢这些读者对本blog的支持。

一点心得：虽然笔者讨论的问题并不是什么科学，只是简单的技术问题，但也应该本着实事求是的精神，改正自己的错误，对读者负责，实际上也是对自己负责。看来，“科学是严谨的”在技术问题上也是适用的，技术也应该严谨，也应该认真。

言归正传，首先更正这个错误。

1. at后面的一堆字符串代表什么？

at后面的一堆字符串是一个整体，并没有什么前半部分和后半部分。这个整体代表的是一个绝对路径。例如，

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/../../../../include/c++/4.1.2/new

因此，

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/..表示/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/../..表示/usr/lib/gcc

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/../../..表示/usr/lib

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/../../../..表示/usr

因此，

/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2/../../../../include/c++/4.1.2/new

就是/usr/include/c++/4.1.2/new，是一个绝对路径。

其中，/usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/4.1.2是在gcc-4.1.2安装时就确定的。

如果同时安装了多个版本的gcc，如下所示。

# ls /usr/lib/gcc/i486-linux-gnu

4.4 4.4.0 4.4.1

# ls /usr/include/c++

4.4 4.4.0 4.4.1

/usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.4/../../../../include/c++/4.4/new

/usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.4.0/../../../../include/c++/4.4.0/new

/usr/lib/gcc/i486-linux-gnu/4.4.1/../../../../include/c++/4.4.1/new

2. 为什么没有单步进入(step in)_Rb_tree_insert_and_rebalance函数？

要回答这个问题，我们可以参考gdb的官方文档，如下。

Warning: If you use the step command while control is within a function that was compiled without debugging information, execution proceeds until control reaches a function that does have debugging information. Likewise, it will not step into a function which is compiled without debugging information. To step through functions without debugging information, use the stepi command, described below. (http://www.delorie.com/gnu/docs/gdb/gdb_38.html)

前半部分说明，如果在一个没有debugging information的函数中是用step命令，程序会一直运行到某个有debugging information的函数才停止。

另外，划线句子说明，如果某个函数没有debugging information，在使用step命令时不能进入该函数内部；那么这个命题的逆反命题也一定是成立的。即如果能step进入某个函数，则该函数一定有debugging information。

实际上，这也解释了使用GDB调试RB-tree的几个问题中的问题，即本标题的问题。

函数std::_Rb_tree, std::less, std::allocator >::_M_insert()在stl_tree.h中，有debugging information，而函数_Rb_tree_insert_and_rebalance所在的文件tree.cc在编译时被编译成tree.o并链接到动态库libstdc++.so，

3. 如何通过目标文件.o或者可执行文件得知是否有debugging information？

可通过如下命令查看debugguing information。

objdump -g filename

objdump -h filename(查看有无debug section)

nm -l filename

重新编译gcc-4.1.2的源文件tree.cc，观看结果。

# cd /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src

# g++ -o tree.o -c tree.cc //without debugging information

# objdump -h tree.o

tree.o:     file format elf32-i386

Sections:

Idx Name          Size      VMA       LMA       File off Algn

0 .group        00000008 00000000 00000000 00000034 2**2

                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD

1 .group        00000008 00000000 00000000 0000003c 2**2

                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD

2 .group        00000008 00000000 00000000 00000044 2**2

                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD

3 .text         00000952 00000000 00000000 0000004c 2**2

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE

4 .data         00000000 00000000 00000000 000009a0 2**2

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA

5 .bss          00000000 00000000 00000000 000009a0 2**2

                  ALLOC

6 .text._ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_minimumEPS_ 00000022 00000000 00000000 000009a0 2**0

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE

7 .text._ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_maximumEPS_ 00000022 00000000 00000000 000009c2 2**0

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE

8 .text._ZSt4swapISt14_Rb_tree_colorEvRT_S2_ 00000022 00000000 00000000 000009e4 2**0

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE

9 .comment      00000024 00000000 00000000 00000a06 2**0

                  CONTENTS, READONLY

10 .note.GNU-stack 00000000 00000000 00000000 00000a2a 2**0

                  CONTENTS, READONLY

11 .eh_frame     0000016c 00000000 00000000 00000a2c 2**2

                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, DATA

# cd /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src
# g++ -g -o tree.d.o -c tree.cc //with debugging information
# objdump -h tree.d.o

tree.d.o:     file format elf32-i386

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off Algn
0 .group        00000008 00000000 00000000 00000034 2**2
                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD
1 .group        00000008 00000000 00000000 0000003c 2**2
                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD
2 .group        00000008 00000000 00000000 00000044 2**2
                  CONTENTS, READONLY, EXCLUDE, GROUP, LINK_ONCE_DISCARD
3 .text         00000952 00000000 00000000 0000004c 2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, CODE
4 .data         00000000 00000000 00000000 000009a0 2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
5 .bss          00000000 00000000 00000000 000009a0 2**2
                  ALLOC
6 .debug_abbrev 000001d0 00000000 00000000 000009a0 2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
7 .debug_info   000006fd 00000000 00000000 00000b70 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
8 .debug_line   00000258 00000000 00000000 0000126d 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
9 .text._ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_minimumEPS_ 00000022 00000000 00000000 000014c5 2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
10 .text._ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_maximumEPS_ 00000022 00000000 00000000 000014e7 2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
11 .text._ZSt4swapISt14_Rb_tree_colorEvRT_S2_ 00000022 00000000 00000000 00001509 2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
12 .debug_loc    00000210 00000000 00000000 0000152b 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
13 .debug_pubnames 0000019d 00000000 00000000 0000173b 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
14 .debug_aranges 00000038 00000000 00000000 000018d8 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
15 .debug_ranges 00000070 00000000 00000000 00001910 2**0
                  CONTENTS, RELOC, READONLY, DEBUGGING
16 .debug_str    00000533 00000000 00000000 00001980 2**0
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
17 .comment      00000024 00000000 00000000 00001eb3 2**0
                  CONTENTS, READONLY
18 .note.GNU-stack 00000000 00000000 00000000 00001ed7 2**0
                  CONTENTS, READONLY
19 .eh_frame     0000016c 00000000 00000000 00001ed8 2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, RELOC, READONLY, DATA

以下是nm命令的结果。

-l, --line-numbers Use debugging information to find a filename and

line number for each symbol

# cd /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src
# nm -l tree.o
00000000 W _ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_maximumEPS_
00000000 W _ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_minimumEPS_
0000011a T _ZSt18_Rb_tree_decrementPKSt18_Rb_tree_node_base
00000088 T _ZSt18_Rb_tree_decrementPSt18_Rb_tree_node_base
00000075 T _ZSt18_Rb_tree_incrementPKSt18_Rb_tree_node_base
00000000 T _ZSt18_Rb_tree_incrementPSt18_Rb_tree_node_base
00000910 T _ZSt20_Rb_tree_black_countPKSt18_Rb_tree_node_baseS1_
0000012d T _ZSt20_Rb_tree_rotate_leftPSt18_Rb_tree_node_baseRS0_
000001ba T _ZSt21_Rb_tree_rotate_rightPSt18_Rb_tree_node_baseRS0_
0000046f T _ZSt28_Rb_tree_rebalance_for_erasePSt18_Rb_tree_node_baseRS_
00000247 T _ZSt29_Rb_tree_insert_and_rebalancebPSt18_Rb_tree_node_baseS0_RS_
00000000 W _ZSt4swapISt14_Rb_tree_colorEvRT_S2_
U __gxx_personality_v0

# cd /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src
# nm -l tree.d.o //tree.d.o有debugging information
00000000 W _ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_maximumEPS_    /usr/include/c++/4.4/bits/stl_tree.h:112
00000000 W _ZNSt18_Rb_tree_node_base10_S_minimumEPS_    /usr/include/c++/4.4/bits/stl_tree.h:98
0000011a T _ZSt18_Rb_tree_decrementPKSt18_Rb_tree_node_base     /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:119
00000088 T _ZSt18_Rb_tree_decrementPSt18_Rb_tree_node_base      /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:93
00000075 T _ZSt18_Rb_tree_incrementPKSt18_Rb_tree_node_base     /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:87
00000000 T _ZSt18_Rb_tree_incrementPSt18_Rb_tree_node_base      /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:64
00000910 T _ZSt20_Rb_tree_black_countPKSt18_Rb_tree_node_baseS1_        /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:416
0000012d T _ZSt20_Rb_tree_rotate_leftPSt18_Rb_tree_node_baseRS0_        /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:126
000001ba T _ZSt21_Rb_tree_rotate_rightPSt18_Rb_tree_node_baseRS0_       /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:147
0000046f T _ZSt28_Rb_tree_rebalance_for_erasePSt18_Rb_tree_node_baseRS_ /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:259
00000247 T _ZSt29_Rb_tree_insert_and_rebalancebPSt18_Rb_tree_node_baseS0_RS_    /mnt/hgfs/edisk/opensource/gcc-4.1.2/libstdc++-v3/src/tree.cc:170
00000000 W _ZSt4swapISt14_Rb_tree_colorEvRT_S2_ /usr/include/c++/4.4/bits/move.h:76

# c++filt _ZSt29_Rb_tree_insert_and_rebalancebPSt18_Rb_tree_node_baseS0_RS_
std::_Rb_tree_insert_and_rebalance(bool, std::_Rb_tree_node_base*, std::_Rb_tree_node_base*, std::_Rb_tree_node_base&)

从以上结果可以看出，在tree.d.o中，每个函数都有对应的调试信息，例如在源文件(tree.cc)中的行号。

4. 如何单步调试没有debugging information的函数？

由第2个问题，可知，可以通过stepi命令直接调试汇编代码。如使用GDB调试RB-tree的几个问题一文2.(4)所示。

stepi

stepi arg

Execute one machine instruction, then stop and return to the debugger.

It is often useful to do `display/i $pc' when stepping by machine instructions. This makes GDB automatically display the next instruction to be executed, each time your program stops. See section Automatic display.

An argument is a repeat count, as in step. (http://www.delorie.com/gnu/docs/gdb/gdb_38.html)

Reference

http://www.delorie.com/gnu/docs/gdb/gdb_38.html

objdump的manual页

nm的manual页

Technorati 标签: STL, RB-tree, 红黑树, GDB