Linux环境下的C/C++基础调试技术1——初步了解（2010.12.5更新）

Author:gnuhpc
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1.调试技术的几个准则

惊喜准则：找到错误是一种惊喜，心理上不要畏惧而是要怀着感恩的心去面对。
从小处开始准则：刚开始测试的使用从小处着手，暂时不涉及边界数据，虽然这样可能会掩盖一些Bug，但是这样或许能查到最主要的Bug，例如你的程序包含了一个巨大的循环体，最容易发现的Bug在第一个循环或第二次循环执行的时候。
自顶向下准则：优先选择step over而不是step into，以节省时间。
Segmentation Fault准则：出现段错误时，第一个想到的不应该是printf而是Debugger，因为在调试器中你能看到你的哪一行代码导致了错误，更重要的是你可以通过backtrace等工具得到更多有用的信息。
折半查找准则：在寻找bug时可以充分利用编辑器等工具来进行折半查找，具体在后边有例子说明。

2.Linux下代码调试工具

主要使用的GDB，以及基于GDB的图形化工具，如DDD或eclipse，选择上看个人习惯了。

命令行式的GDB启动较快，可以在ssh终端下使用，操作简洁，并且在调试GUI程序时不会崩溃，但较之图形化则在单步调试或设置断点时非常不方便。

当然你可以使用Vim等编辑器的插件或者补丁（clewn or vimGDB）来弥补这一缺憾，并且在GDB6.1以上的版本你可以使用GDB -tui这个模式（或者在GDB的命令行模式下按CTRL-x-a）打开一个类似于图形界面的文本界面模式，在这个界面中你可以使用上下键查看源代码（CTRL-P 和 CTRL-N完成输入过的命令的查看）.

或者你还可以使用cGDB这个工具（很庆幸这个项目在停止了三年后又有人开始维护了），这个工具是将GDB用curses包装了一下，提供了一些很好用的feature（Esc和i键在代码和命令框间切换；在代码框中支持vim型的操作；在命令框中支持tab键补全命令；在移动到想加入断点的行（行号为高亮白色）直接用空格键，设定好后行号会变红；）。另外，在调试C-S程序时推荐使用eclipse。

在本文中，重点介绍ddd的操作，因为这个工具即结合了GDB命令行和图形界面的操作。其余请参阅各个工具的手册。

3.GDB命令行最基本操作

设置断点：b LineNumber
运行程序：r args1 args2 ...
彻底终止程序：kill
单步执行：n（TIPs1：可以按回车重复上一次操作，在单步调试时这个feature很有用）。
单步进入：s
继续执行：c
设置临时断点：tb LineNumber 可以理解为一次性断点，与断点不同，临时断点只在第一次执行时起作用。
查看变量：p
设置观察点：
- w Expression，当Expression是一个变量名时，这个变量变化时会停止执行；你也可以使用条件来限定，比如w (z>28)，当z大于28时，程序停止。注意观察点一般使用在更大范围上的变量，而不是本地变量，因为在局部变量上设置的观察点在局部结束时（比如该变量所在的函数执行结束时）就被取消了。
- 当然这并不包含main的情况，因为main函数执行结束后程序就结束了。
查看栈帧：
- 栈帧指的是在一个函数调用时，该函数调用的运行信息（包含本地变量、参数以及函数被调用的位置）存储的地方。每当一个函数被调用时，一个新的帧就被系统压入一个由系统维护的帧，在这个栈的顶端是现在正在运行的函数信息，当该函数调用结束时被弹出并析构。
- 在GDB中，frame 0为当前帧，frame 1为当前帧的父帧，frame 2为父帧的父帧，等等，用down命令则是反向的。这是一个很有用的信息，因为在早期的一些帧中的信息可能会给你一些提示。
- backtrace查看整个帧栈
- 注意：在帧中来回并不影响程序的执行。

实例：插入排序算法调试

用伪代码描述这个过程如下：

拟调试代码如下：

//

// insertion sort, 

//

// usage:  insert_sort num1 num2 num3 ..., where the numi are the numbers to

// be sorted

int x[10],  // input array

    y[10],  // workspace array  

    num_inputs,  // length of input array

    num_y = 0;  // current number of elements in y

void get_args(int ac, char **av)

{  int i;

   num_inputs = ac - 1;

   for (i = 0; i < num_inputs; i++)

      x[i] = atoi(av[i+1]);

}

void scoot_over(int jj)

{  int k;

   for (k = num_y-1; k > jj; k++)

      y[k] = y[k-1];

}

补充：软件开发 , C++ ,