1 调试初步

—–《软件调试的艺术》

1. gcc -glevel sourcefile …
   一般，为方便调试器对程序的调试，在用gcc编译程序时可添加-glevel选项：
   -g
   该选项可以利用操作系统的“原生格式（native format）”生成调试信息。GDB 可以直接利用这个信息，其它调试器也可以使用这个调试信息；
   -g2
   这是默认的级别，此时产生的调试信息包括扩展的符号表、行号、局部或外部变量信息 ;
   -g3
   包含级别2中的所有调试信息，以及源代码中定义的宏;
   -g1
   级别1（-g1）不包含局部变量和与行号有关的调试信息，因此只能够用于回溯跟踪和堆栈转储之用。回溯跟踪指的是监视程序在运行过程中的函数调用历史，堆栈转储则是一种以原始的十六进制格式保存程序执行环境的方法，两者都是经常用到的调试手段。

2. 编译完成后即可启动GDB对程序进行调试，进入GDB调试会话：
   　　　　　　gdb executablefile -tui
   -tui可使调试是源程序可视化（快捷键Ctrl+A+X）；退出GDB调试会话命令：quit.
   在GDB调试会话中，获取帮助说明：
   (gdb)help gdbcommand (help list)
   

3. 开始调试（start args， run args）
   进入gdb会话后，通过run，start启动调试程序：run [args], start [args];
   start [args],相当于先执行:
   (gdb) tbreak main
   (gdb) run args

4. 暂停机制
   有3种方式可以通知GDB暂停程序的执行。
   断点：通知GDB在程序的特定位置执行；break
   监视点：通知GDB当特定内存位置的值（或涉及一个或多个位置的表达式）发生变化时暂停执行；watch
   捕获点：通知GDB当特定事件发生时执。catch
   （*GDB使用机器语言指令工作）
   （*GDB使用多个断点(如中断条件不同)中断一行代码时，它每次只会中断一次，即从断点恢复时会忽略其他同行断点）
   （*？退出调试器时，可以将断点放在源代码所在目录的.gdbinit启动文件中，以保存断点）
   （*gdb不会在不具有调试信息的代码内停止，比如常用库函数printf）

   (1)设置断点：break, tbreak，rbreak
   (gdb) help break
   
   设置断点后，程序将执行到断点所在行的开始，下一步执行断点所在行。
   (gdb)info breakpoints (i b) 　//查询已设置的断点
   (gdb) break 25 　//linenum
   (gdb) break main　//function
   (gdb) break sourcebed.c:35 //function：linenum
   (gdb) break *address //address
   　　　//在虚拟内存地址处设置断点，对于程序没有调试信息的部分非常有用（比如源代码不可用时，或对于共享库）
   tbreak: 仅在断点处停止一次，首次到达后删除，伺候查询不到对应断点。
   rbreak:采用grep风格的正则表达式工作，并在匹配该正则表达式的任何函
   　　　　数入口处设置断点

   (2)删除断点：clear， delete
   不带参数时，二者均删除全部断点；
   删除具体断点时，可先通过(gdb)i b 查看断点信息；
   clear的用法可break用法对应，通过行号，函数名，地址等确定目标；
   delete则通过断点序号删除断点，如(gdb)delete 1 //删除断点1除断

   (3)禁用，启用断点：disable breakpoint-list, enable breakpoint-list

   (4)条件断点： break break-args if (confition)
   (gdb)break main if argc>1
   (gdb)break test.c:34 if (x&y)==1
   break-args用以指定断点位置；
   conditon定义布尔表达式，圆括号可选；
   告诉调试器只有当符合某种条件时才在断点处停止；
   　　condition中使用的表达式除常用的逻辑算数表达式，还可包括
   自己编写的函数，只要它们被链接到程序中，如：
   (gdb) break test.c:myfunc if ! check_variable_sanity(i)
   库函数，只要该库被链接到代码中，如：
   (gdb) break 44 if strlen(mystring)==0
   　　也可以对正常断点设置条件以将它们转变为条件断点：condition(cond)
   (gdb) cond 3 i==3
   如果以后要删除条件，但保留该断点，只要键入：
   (gdb) cond 3 　
   　　如果在GDB中使用库函数，而该库不是用调试符号编译的，那么唯一能在断点条件中使用的返回值类型为int。换言之，如果没有调试信息，GDB会假设函数的返回值为int类型。

   有一种方式可以在GDB中使用不反回int型的函数，技巧在于使用指向函数的恰当的数据类型定义GDB方便变量：
   (gdb) set $p=(double(*)(double))cos
   (gdb) ptype $p
   type = double (*)()
   (gdb) p cos(3.14159265)
   $2=14368
   (gdb) p $p(3.14159265)
   $4=-1

   (5)断点命令列表
   让GDB每次到达断点时，自动执行一组命令：command
   

   使用GDB的define命令创建宏：

   (gdb) define print_and_go
   > printf $arg0, $arg1
   > continue
   > end
   (gdb)command 1
   > silent
   > print_and_go “fibonacci() was passed %d\n” n
   > end

   (6)监视点：watch
   监视点没有“住在某一行代码中”，而是指示GDB当某个表达式改变了值就暂停执行的指令。

   (gdb) watch i
   (gdb) watch (i | j>12) && i>24&&strlen(name)>6
   　 　断点与监视点的一个重要区别是：断点与源代码中的一个位置相关联，只要代码没有改变，就不存在某行代码“超出作用域”的风险；
   　　因为C语言有严格的作用域规则，左移只能监视存在且在作用域中的变量，一旦不存在于调用栈的任何帧中，GDB会自动删除监视点；
   　　GDB只能监视单个线程中的变量。

5. 恢复执行：continue, next, step，finish, until
   (1)next, step ,可采用一个可选的数值参数，如(gdb) step 2，表执行step两次，或执行step一次，然后按下Enter键一次；
   (2)continue,可执行到下一个断点，若没有则执行完，
   continue num, GDB恢复执行并忽略接下来的num个断点；
   (3)finish,恢复执行，直到恰好在当前帧完成之后，即执行完当前函数，step over;
   在递归函数中，finish只会使程序进入到递归的上一层，如果要在递归层次较高时完全退出递归函数，使用tbreak &continue更合适；
   
   (4) until, 让GDB在循环（for,while）后面的第一行代码处暂停；等价于在循环后的第一行代码处设置临时断点tbreak，然后运行continue跳出循环；until与finish执行前应注意禁用内部断点。