默认情况下,程序不会进入调试模式,代码会瞬间从开头执行到末尾。要想观察程序运行的内部细节(例如某变量值的变化情况),可以借助 GDB 调试器在程序中的某个地方设置断点,这样当程序执行到这个地方时就会停下来。
所谓断点(BreakPoint),读者可以理解为障碍物,人遇到障碍物不能行走,程序遇到断点就暂停执行。
在 GDB 调试器中对 C、C++ 程序打断点,最常用的就是 break 命令,有些场景中还会用到 tbreak 或者 rbreak 命令,本节将对这 3 个命令的功能和用法做详细的讲解。
为了让大家更好地了解给程序打断点的作用,这里以一段完整的 C 语言程序为例:
#include<stdio.h>
int main(int argc,char* argv[])
{
int num = 1;
while(num<100)
{
num *= 2;
}
printf("num=%d",num);
return 0;
}
程序存储在/tmp/demo/main.c文件中,并已经生成了具备调试信息的 main.exe 可执行文件:
break 命令(可以用 b 代替)常用的语法格式有以下 2 种。
1) 第一种格式中,location 用于指定打断点的具体位置,其表示方式有多种,如表 1 所示。
location 的值 | 含 义 |
---|---|
linenum | linenum 是一个整数,表示要打断点处代码的行号。要知道,程序中各行代码都有对应的行号,可通过执行 l(小写的 L)命令看到。 |
filename:linenum | filename 表示源程序文件名;linenum 为整数,表示具体行数。整体的意思是在指令文件 filename 中的第 linenum 行打断点。 |
+ offset - offset |
offset 为整数(假设值为 2),+offset 表示以当前程序暂停位置(例如第 4 行)为准,向后数 offset 行处(第 6 行)打断点;-offset 表示以当前程序暂停位置为准,向前数 offset 行处(第 2 行)打断点。 |
function | function 表示程序中包含的函数的函数名,即 break 命令会在该函数内部的开头位置打断点,程序会执行到该函数第一行代码处暂停。 |
filename:function | filename 表示远程文件名;function 表示程序中函数的函数名。整体的意思是在指定文件 filename 中 function 函数的开头位置打断点。 |
2) 第二种格式中,... 可以是表 1 中所有参数的值,用于指定打断点的具体位置;cond 为某个表达式。整体的含义为:每次程序执行到 ... 位置时都计算 cond 的值,如果为 True,则程序在该位置暂停;反之,程序继续执行。
如下演示了以上 2 种打断点方式的具体用法:
有关 c 和 p 命令,后续章节会做详细讲解,这里会用即可,不必深究。
tbreak 命令可以看到是 break 命令的另一个版本,tbreak 和 break 命令的用法和功能都非常相似,唯一的不同在于,使用 tbreak 命令打的断点仅会作用 1 次,即使程序暂停之后,该断点就会自动消失。
tbreak 命令的使用格式和 break 完全相同,有以下 2 种:
其中,location、... 和 cond 的含义都和 break 命令中的参数含义相同,即表 1 也同样适用于 tbreak 命令。
仍以 main.exe 为例,如下演示了 tbreak 命令的用法:
可以看到,自num=16开始,后续循环过程中 num 的值始终大于 10,则num>10表达式的值永远为 True,理应在第 7 行暂停多次。但由于打断点采用的是 tbreak 命令,因此断点的作用只起 1 次。
和 break 和 tbreak 命令不同,rbreak 命令的作用对象是 C、C++ 程序中的函数,它会在指定函数的开头位置打断点。
tbreak 命令的使用语法格式为:
其中 regex 为一个正则表达式,程序中函数的函数名只要满足 regex 条件,tbreak 命令就会其内部的开头位置打断点。值得一提的是,tbreak 命令打的断点和 break 命令打断点的效果是一样的,会一直存在,不会自动消失。
这里我们对 main.c 源文件的程序做如下修改:
可以看到,通过执行rbreak rb_*指令,找到了程序中所有以 tb_* 开头的函数,并在这些函数内部的开头位置打上了断点(如上所示,分别为第 2 行和第 5 行)。
在 GDB 调试器中,为程序的适当位置打断点,是最常用的调试程序的方法。不过,本节仅介绍了如何使用 break(tbreak、rbreak)在程序中打断点,实际场景中还可以使用 catch 或者 watch 中断程序的运行,有关它们的功能和用法,会在后续章节中给大家做详细讲解。