用GDB偵錯工具（五）

 

查看運行時資料
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    在你偵錯工具時，當程式被停住時，你可以使用print命令（簡寫命令為p），或是同義命令inspect來查看當前程式的運行資料。print命令的格式是：
   
    print <expr>
    print /<f> <expr>
        <expr>是運算式，是你所調試的程式的語言的運算式（GDB可以調試多種程式設計語言），<f>是輸出的格式，比如，如果要把運算式按16進位的格式輸出，那麼就是/x。
       
   
一、運算式

    print和許多GDB的命令一樣，可以接受一個運算式，GDB會根據當前的程式啟動並執行資料來計算這個運算式，既然是運算式，那麼就可以是當前程式運行中的const常量、變數、函數等內容。可惜的是GDB不能使用你在程式中所定義的宏。
   
    運算式的文法應該是當前所調試的語言的文法，由於C/C++是一種福士型的語言，所以，本文中的例子都是關於C/C++的。（而關於用GDB調試其它語言的章節，我將在後面介紹）
   
    在運算式中，有幾種GDB所支援的操作符，它們可以用在任何一種語言中。
   
    @
        是一個和數組有關的操作符，在後面會有更詳細的說明。
       
    ::
        指定一個在檔案或是一個函數中的變數。
       
    {<type>} <addr>
        表示一個指向記憶體位址<addr>的類型為type的一個對象。
       
       
二、程式變數

    在GDB中，你可以隨時查看以下三種變數的值：
        1、全域變數（所有檔案可見的）
        2、靜態全域變數（當前檔案可見的）
        3、局部變數（當前Scope可見的）
       
    如果你的局部變數和全域變數發生衝突（也就是重名），一般情況下是局部變數會隱藏全域變數，也就是說，如果一個全域變數和一個函數中的局部變數同名時，如果當前停止點在函數中，用print顯示出的變數的值會是函數中的局部變數的值。如果此時你想查看全域變數的值時，你可以使用“::”操作符：
   
        file::variable
    function::variable
    可以通過這種形式指定你所想查看的變數，是哪個檔案中的或是哪個函數中的。例如，查看檔案f2.c中的全域變數x的值：
   
    gdb) p 'f2.c'::x
   
    當然，“::”操作符會和C++中的發生衝突，GDB能自動識別“::” 是否C++的操作符，所以你不必擔心在調試C++程式時會出現異常。
   
    另外，需要注意的是，如果你的程式編譯時間開啟了最佳化選項，那麼在用GDB調試被最佳化過的程式時，可能會發生某些變數不能訪問，或是取值錯誤碼的情況。這個是很正常的，因為最佳化程式會刪改你的程式，整理你程式的語句順序，剔除一些無意義的變數等，所以在GDB調試這種程式時，運行時的指令和你所編寫指令就有不一樣，也就會出現你所想象不到的結果。對付這種情況時，需要在編譯器時關閉編譯最佳化。一般來說，幾乎所有的編譯器都支援編譯最佳化的開關，例如，GNU的C/C++編譯器GCC，你可以使用“-gstabs”選項來解決這個問題。關於編譯器的參數，還請查看編譯器的使用說明文檔。
   

三、數組

    有時候，你需要查看一段連續的記憶體空間的值。比如數組的一段，或是動態分配的資料的大小。你可以使用GDB的“@”操作符，“@”的左邊是第一個記憶體的地址的值，“@”的右邊則你你想查看記憶體的長度。例如，你的程式中有這樣的語句：
    
        int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));
       
    於是，在GDB調試過程中，你可以以如下命令顯示出這個動態數組的取值：

        p *array@len

    @的左邊是數組的首地址的值，也就是變數array所指向的內容，右邊則是資料的長度，其儲存在變數len中，其輸出結果，大約是下面這個樣子的：
   
        (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}

    如果是靜態數組的話，可以直接用print數組名，就可以顯示數組中所有資料的內容了。

   
四、輸出格式

    一般來說，GDB會根據變數的類型輸出變數的值。但你也可以自訂GDB的輸出的格式。例如，你想輸出一個整數的十六進位，或是二進位來查看這個整型變數的中的位的情況。要做到這樣，你可以使用GDB的資料顯示格式：
   
    x  按十六進位格式顯示變數。
    d  按十進位格式顯示變數。
    u  按十六進位格式顯示無符號整型。
    o  按八進位格式顯示變數。
    t  按二進位格式顯示變數。
    a  按十六進位格式顯示變數。
    c  按字元格式設定顯示變數。
    f  按浮點數格式顯示變數。

        (gdb) p i
        $21 = 101   
       
        (gdb) p/a i
        $22 = 0x65
       
        (gdb) p/c i
        $23 = 101 'e'
       
        (gdb) p/f i
        $24 = 1.41531145e-43
       
        (gdb) p/x i
        $25 = 0x65
       
        (gdb) p/t i
        $26 = 1100101

五、查看記憶體

    你可以使用examine命令（簡寫是x）來查看記憶體位址中的值。x命令的文法如下所示：
   
    x/<n/f/u> <addr>
   
    n、f、u是可選的參數。
   
    n 是一個正整數，表示顯示記憶體的長度，也就是說從當前地址向後顯示幾個地址的內容。
    f 表示顯示的格式，參見上面。如果地址所指的是字串，那麼格式可以是s，如果地十是指令地址，那麼格式可以是i。
    u 表示從當前地址往後請求的位元組數，如果不指定的話，GDB預設是4個bytes。u參數可以用下面的字元來代替，b表示單位元組，h表示雙位元組，w表示四位元組，g表示八位元組。當我們指定了位元組長度後，GDB會從指記憶體定的記憶體位址開始，讀寫指定位元組，並把其當作一個值取出來。
   
    <addr>表示一個記憶體位址。

    n/f/u三個參數可以一起使用。例如：
   
    命令：x/3uh 0x54320 表示，從記憶體位址0x54320讀取內容，h表示以雙位元組為一個單位，3表示三個單位，u表示按十六進位顯示。
   
   
六、自動顯示

    你可以設定一些自動顯示的變數，當程式停住時，或是在你單步跟蹤時，這些變數會自動顯示。相關的GDB命令是display。
   
    display <expr>
    display/<fmt> <expr>
    display/<fmt> <addr>
   
    expr是一個運算式，fmt表示顯示的格式，addr表示記憶體位址，當你用display設定好了一個或多個運算式後，只要你的程式被停下來，GDB會自動顯示你所設定的這些運算式的值。
   
    格式i和s同樣被display支援，一個非常有用的命令是：
   
        display/i $pc
   
    $pc是GDB的環境變數，表示著指令的地址，/i則表示輸出格式為機器指令碼，也就是彙編。於是當程式停下後，就會出現原始碼和機器指令碼相對應的情形，這是一個很有意思的功能。
   
    下面是一些和display相關的GDB命令：
   
    undisplay <dnums...>
    delete display <dnums...>
    刪除自動顯示，dnums意為所設定好了的自動顯式的編號。如果要同時刪除幾個，編號可以用空格分隔，如果要刪除一個範圍內的編號，可以用減號表示（如：2-5）
   
    disable display <dnums...>
    enable display <dnums...>
    disable和enalbe不刪除自動顯示的設定，而只是讓其失效和恢複。
   
    info display
    查看display設定的自動顯示的資訊。GDB會打出一張表格，向你報告當然調試中設定了多少個自動顯示設定，其中包括，設定的編號，運算式，是否enable。
   

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