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用GDB调试程序(五)

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查看运行时数据

    在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用print命令(简写命令为p),或是同义命令inspect来查看当前程序的运行数据。print命令的格式是:

    print
    print /
        是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式(GDB可以调试多种编程语言),是输出的格式,比如,如果要把表达式按16进制的格式输出,那么就是/x。
            
一、表达式

    print和许多GDB的命令一样,可以接受一个表达式,GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。

    表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于C/C++是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于C/C++的。(而关于用GDB调试其它语言的章节,我将在后面介绍)

    在表达式中,有几种GDB所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。

    @
        是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。

    ::
        指定一个在文件或是一个函数中的变量。

    {}
        表示一个指向内存地址的类型为type的一个对象。        

二、程序变量

    在GDB中,你可以随时查看以下三种变量的值:
        1、全局变量(所有文件可见的)
        2、静态全局变量(当前文件可见的)
        3、局部变量(当前Scope可见的)

    如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用print显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用“::”操作符:

        file::variable
    function::variable
    可以通过这种形式指定你所想查看的变量,是哪个文件中的或是哪个函数中的。例如,查看文件f2.c中的全局变量x的值:

    gdb) p 'f2.c'::x

    当然,“::”操作符会和C++中的发生冲突,GDB能自动识别“::” 是否C++的操作符,所以你不必担心在调试C++程序时会出现异常。

    另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用GDB调试被优化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变量等,所以在GDB调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如,GNU的C/C++编译器GCC,你可以使用“-gstabs”选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器的使用说明文档。

三、数组

    有时候,你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段,或是动态分配的数据的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”的左边是第一个内存的地址的值,“@”的右边则你你想查看内存的长度。例如,你的程序中有这样的语句:

        int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));

    于是,在GDB调试过程中,你可以以如下命令显示出这个动态数组的取值:
        p
*array@len
    @的左边是数组的首地址的值,也就是变量array所指向的内容,右边则是数据的长度,其保存在变量len中,其输出结果,大约是下面这个样子的:

        (gdb) p
*array@len
        $1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}
    如果是静态数组的话,可以直接用print数组名,就可以显示数组中所有数据的内容了。

四、输出格式

    一般来说,GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式。例如,你想输出一个整数的十六进制,或是二进制来查看这个整型变量的中的位的情况。要做到这样,你可以使用GDB的数据显示格式:

    x  按十六进制格式显示变量。
    d  按十进制格式显示变量。
    u  按十六进制格式显示无符号整型。
    o  按八进制格式显示变量。
    t  按二进制格式显示变量。
    a  按十六进制格式显示变量。
    c  按字符格式显示变量。
    f  按浮点数格式显示变量。      
  1. (gdb) p i
  2.         $21 = 101   
  3.         
  4.         (gdb) p/a i
  5.         $22 = 0x65
  6.         
  7.         (gdb) p/c i
  8.         $23 = 101 'e'
  9.         
  10.         (gdb) p/f i
  11.         $24 = 1.41531145e-43
  12.         
  13.         (gdb) p/x i
  14.         $25 = 0x65
  15.         
  16.         (gdb) p/t i
  17.         $26 = 1100101
复制代码

五、查看内存

    你可以使用examine命令(简写是x)来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示:

    x/  

    n、f、u是可选的参数。

    n 是一个正整数,表示显示内存的长度,也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。
    f 表示显示的格式,参见上面。如果地址所指的是字符串,那么格式可以是s,如果地十是指令地址,那么格式可以是i。
    u 表示从当前地址往后请求的字节数,如果不指定的话,GDB默认是4个bytes。u参数可以用下面的字符来代替,b表示单字节,h表示双字节,w表示四字节,g表示八字节。当我们指定了字节长度后,GDB会从指内存定的内存地址开始,读写指定字节,并把其当作一个值取出来。

    表示一个内存地址。
    n/f/u三个参数可以一起使用。例如:

    命令:x/3uh 0x54320 表示,从内存地址0x54320读取内容,h表示以双字节为一个单位,3表示三个单位,u表示按十六进制显示。

六、自动显示

    你可以设置一些自动显示的变量,当程序停住时,或是在你单步跟踪时,这些变量会自动显示。相关的GDB命令是display。

    display  
    display/  
    display/

    expr是一个表达式,fmt表示显示的格式,addr表示内存地址,当你用display设定好了一个或多个表达式后,只要你的程序被停下来,GDB会自动显示你所设置的这些表达式的值。

    格式i和s同样被display支持,一个非常有用的命令是:

        display/i $pc

    $pc是GDB的环境变量,表示着指令的地址,/i则表示输出格式为机器指令码,也就是汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很有意思的功能。

    下面是一些和display相关的GDB命令:

    undisplay
    delete display
    删除自动显示,dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个,编号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如:2-5)

    disable display
    enable display
    disable和enalbe不删除自动显示的设置,而只是让其失效和恢复。

    info display
    查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格,向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置,其中包括,设置的编号,表达式,是否enable。


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