Linux программирование в примерах

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] .

162

Мы говорим об оригинальном BSD dbx. В течение десяти лет мы использовали исключительно GDB — Примеч. автора.

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.)

163

ddd поставляется со многими системами GNU/Linux. Исходный код доступен на FTP-сайте проекта GNU ddd (ftp://ftp.gnu.org/gnu/ddd/) — Примеч. автора.

164

http.//sources.redhat.com/insight/ — Примеч. автора.

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.

165

ftp://ftp.gnu.org/gnu/gdb/ — Примеч. автора.

166

http://www.gnu.org — Примеч. автора.

15.3.1. Запуск GDB

Основное использование следующее:

 gdb [опции][исполняемый файл [имя файла дампа]]

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.pid [167] , где pid является ID процесса запущенной программы, которая была завершена. Расширение pid означает, что в одном каталоге могут находиться несколько дампов ядра, что бывает полезно, но также занимает дисковое пространство!

167

Если вы хотите изменить такое поведение, см. sysctl(8) — Примеч. автора.

Если вы забыли указать в командной строке имена файлов, для сообщения GDB имени исполняемого файла можно использовать 'file исполняемый-файл', а для имени файла дампа — 'core-file имя-файла-дампа'.

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)
 {
  recurse;
 }

Вот небольшой сеанс GDB с этой программой:

 $ gcc -g ch15-abort.c -o ch15-abort /* Компилировать без -O */
 $ ch15-abort /* Запустить программу */
 Aborted (core dumped) /* Она печально завершается */
 $ gdb ch15-abort core.4124 /* Запустить для нее GDB */
 GNU gdb 5.3
 Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
 GDB is free software, covered by the GNU
 General Public License, and you are
 welcome to change it and/or distribute copies of it
 under certain conditions.
 Type "show copying" to see the conditions.
 There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
 This GDB was configured as "i686-pc-linux-gnu"...
 Core was generated by 'ch15-abort'.
 Program terminated with signal 6, Aborted.
 Reading symbols from /lib/i686/libc.so.6...done.
 Loaded symbols for /lib/i686/libc.so.6
 Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
 Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
 #0 0x42028ccl in kill from /lib/i686/libc.so.6