Gdb detailed
翻译：¶
1 节省时间和避免挫败感！¶
调试能力是你编程技能中不可或缺的一部分。本文档旨在帮助你迈向这一目标的第一步。
2 通用调试策略¶
2.1 验证¶
当你的程序中存在错误（bug），显然是因为在某个地方，你认为正确的事情实际上并不正确。换句话说：
找到你的错误是一个验证你认为正确的事情的过程，直到你发现某个不正确的地方。
以下是你可能认为正确的一些例子：
- 你认为在源文件的某个位置，某个变量具有某个特定值。
- 你认为在一个特定的 if-then-else 语句中，执行的是“else”部分。
- 你认为调用某个函数时，该函数正确接收了其参数。
因此，找到错误位置的过程就是验证所有这些假设！如果你认为某个变量在某个时刻应该有某个值，那就检查它！如果你认为上述“else”部分会执行，那就检查它！通常你的假设会被证实，但最终你会发现某个假设不成立——这时你就找到了错误的所在地。
2.2 二分查找¶
在验证过程中，使用“二分查找”策略。为了解释这一点，假设你的程序是一个长达200行的单一文件，没有函数调用（这是一种糟糕的编程风格，但在这里便于解释）。
假设你有一个数组 x，你认为在程序执行的几乎整个过程中，x[4] = 9。为了验证这一点，先检查第100行时 x[4] 的值。假设值为9，这意味着错误的位置被缩小到第101-200行！现在检查第150行，假设发现 x[4] = -127，这是错误的。因此，错误位置进一步缩小到第101-150行，接下来你会检查第125行，依此类推。
当然，这是一个过于简化的例子，因为你的程序通常会包含函数调用，因此不能简单地通过行数除以2来定位错误，但你可以看到，通过以类似“二分查找”的方式谨慎选择检查点，你可以快速定位错误。
2.3 如果程序甚至无法编译？¶
大多数编译错误显而易见且容易修复。但在某些情况下，你可能完全不知道错误在哪里。编译器可能会告诉你错误在函数（或在 C++ 或 Java 中的类）定义的最后一行，例如只有 } 的行。这意味着错误的真实位置可能在函数的任何地方。
为了解决这个问题，再次使用二分查找！首先，暂时删除函数的后半部分（或者，如果方便的话，将其注释掉）。在执行此操作时要小心，否则可能会引入更多错误。如果错误信息消失，那么你知道问题出在被删除的那一半；恢复删除的行，然后再删除那一半的后半部分，依此类推，直到你定位到错误。
3 使用调试工具和优秀的文本编辑器！¶
3.1 不要将 printf()/cout 作为主要调试工具¶
如上所述，验证过程通常涉及在代码的不同位置和时间点检查变量的值。过去，你可能通过在 C 或 C++ 源文件中添加临时的 printf 或 cout 语句来实现这一点。这非常不便：你需要在添加这些语句后重新编译程序，而且如果想在多个位置检查某个变量的值，可能需要添加大量这样的语句。重新编译并运行程序后，你可能发现需要更多 printf/cout 语句，于是又得再次编译！修复了错误后，你还得删除所有这些 printf/cout 语句，然后再为下一个错误添加新的。这不仅烦人，还会分散注意力，让你难以专注于寻找错误，容易失去思路。
调试工具让你更方便地打印变量值：无需重新编译，你可以让调试工具自动监控你想观察的任何变量。这里的“便利性”非常重要。减少在重新编译等方面的时间，你就有更多时间和精力专注于追踪错误。
更重要的是，调试工具会告诉你程序中发生严重错误（例如“段错误”）的具体位置。此外，它还能告诉你导致段错误的函数是从哪里调用的。这非常有用。
在某些情况下，printf/cout 结合调试工具可能有用，但如果你将调试工具（而非 printf/cout）作为主要调试手段，你会受益匪浅。
3.2 调试工具推荐¶
3.2.1 无处不在的 gdb（在 Unix 上）¶
大多数计算机系统都提供了一种或多种调试工具。这些工具可以在调试过程中为你节省大量时间和挫败感。几乎所有 Unix 系统上都有的工具是 gdb。
一旦你熟练使用一种调试工具，学习其他工具会非常简单。因此，尽管我们这里以 gdb 为例，但其原理适用于任何调试工具。（我并不是说 gdb 是最好的调试器，但因为它非常常见，所以我用它作为例子。）
3.2.2 ddd：gdb 的更好界面¶
gdb 是一个基于文本的工具，为它开发了许多图形用户界面（GUI）前端，比如 ddd。我强烈推荐使用像 ddd 这样的基于 GUI 的 gdb 界面；请查看我的调试主页以获取和使用这些工具的方法：http://heather.cs.ucdavis.edu/~matloff/debug.html
通过 ddd 界面使用 gdb 更加简单和愉快。例如，设置断点只需点击鼠标，就会出现一个小的停止标志，表明程序会在那里暂停。
不过，我建议先学习基于文本的版本。
3.2.3 优秀的文本编辑器大有帮助¶
在长时间的调试会话中，你会花很多时间在输入上。这不仅浪费宝贵时间，更重要的是，它非常分散注意力；在频繁地在文件不同部分或文件之间跳转时，很容易失去思路。
我编写了一些专门为程序员设计的文本编辑技巧，地址是：http://heather.cs.ucdavis.edu/~matloff/progedit.html。例如，它提到你应该充分利用撤销/重做操作。以上述二分查找的例子为例，我们试图找到一个难以捉摸的编译错误。建议是删除函数的一半行，然后再恢复它们。如果你的文本编辑器支持撤销功能，恢复这些删除的行将非常简单。
使用支持子窗口的编辑器非常重要。这让你可以在一个窗口中查看函数定义，同时在另一个窗口中查看对该函数的调用。
通常还会结合其他工具与调试器一起使用。例如，vim 编辑器（vi 的增强版）可以与 gdb 接口；请查看我的 vim 网页：http://heather.cs.ucdavis.edu/~matloff/vim.html。你可以在 vim 中发起编译，如果有编译错误，vim 会带你到发生错误的行。
3.3 集成开发环境¶
此外，调试器有时是集成开发环境（IDE）的一部分。Unix 上可用的众多 IDE 之一是 Code Crusader：http://heather.cs.ucdavis.edu/~matloff/codecrusader.html
它曾经是公共领域的，但遗憾的是，Code Crusader 即将成为商业产品。
对许多人来说，IDE 的一个主要缺点是无法使用自己喜欢的文本编辑器。很多人希望用同一个编辑器进行编程、写邮件、文字处理等。这既方便，又能让他们开发个人别名/宏库以节省工作。
Code Crusader 的一个显著优势是它允许你使用自己的文本编辑器。据我所知，它与 emacs 的兼容性最好。
3.4 我用什么？¶
我主要使用通过 ddd 访问的 gdb，并用 vim 作为编辑器。我偶尔也会使用 Code Crusader。
4 如何使用 gdb¶
4.1 易于学习¶
在我的调试中，我通常只使用几个 gdb 命令，总共大约四五个。因此，你可以很快学会 gdb。之后，如果你愿意，可以学习一些高级命令。
4.2 基本策略¶
使用 gdb 的典型流程如下：在启动 gdb 后，我们设置断点，即希望程序暂停执行的位置。每次 gdb 遇到断点时，它会在该点暂停程序执行，让我们有机会检查各个变量的值。
在某些情况下，到达断点后，我们会从该点开始单步执行，这意味着 gdb 会在每一行源代码后暂停。这可能很重要，要么是为了进一步确定某个变量值变化的位置，要么是为了观察执行流程，例如查看 if-then-else 结构中哪些部分被执行。
如前所述，整体策略的另一个组成部分涉及段错误。如果我们在运行程序（不在 gdb 下）时收到“段错误”消息，我们可以在 gdb 下运行程序（可能不设置任何断点）。当段错误发生时，gdb 会告诉我们具体发生的位置，从而精确定位错误。（在某些情况下，段错误可能发生在系统调用中，而非我们编写的函数中，此时可以用 gdb 的 bt 命令确定我们的代码中调用系统调用的位置。）在该点，你应该检查错误发生行中引用的所有数组索引和指针的值。通常你会发现要么数组索引值远远超出范围，要么指针为 0（因此无法引用）。另一个常见错误是函数调用中忘记使用 &，例如 scanf()。还有一种常见错误是你进行了系统调用但失败了，却没有检查其返回值是否有错误代码。
4.3 主要 gdb 命令¶
4.3.1 启动/退出 gdb¶
在开始之前，确保编译调试程序时使用了 -g 选项，例如：
bash
如果没有 -g 选项，gdb 将基本无用，因为它无法获取变量名、函数名和行号等信息。
启动 gdb，输入：
bash
其中 filename 是可执行文件，例如你的程序的 a.out。
退出 gdb，输入 q。
4.3.2 r（运行）命令¶
此命令开始执行你的程序。确保包含任何命令行参数；例如，如果在普通（非调试）运行中你会输入：
bash
那么在 gdb 中你 会输入：
bash
如果在同一调试会话中多次使用 r 命令，第一次之后无需再次输入命令行参数；旧的参数会默认重复。
4.3.3 l（列出）命令¶
你可以用此命令列出源文件的一部分。例如，输入：
bash
将显示第52行及其后续几行（要查看更多行，再次按回车）。
如果有多个源文件，在行号前加上文件名和冒号，例如：
bash
你也可以在这里指定函数名，此时列表将从函数的第一行开始。
l 命令有助于找到你想设置断点的位置（见下文）。
4.3.4 b（断点）和 c（继续）命令¶
此命令指定程序在特定行暂停执行。例如：
bash
表示你希望程序每次到达第30行时停止。
如果有多个源文件，同样在行号前加上文件名和冒号。
暂停在指定行后，想继续执行程序，可以输入 c（继续命令）。
你也可以使用函数名指定断点，表示函数中第一个可执行行。例如：
bash
表示在主程序的第一行停止，这通常是调试的第一步。
你可以通过 disable 命令取消断点。
你还可以设置条件断点。例如：
bash
告诉 gdb 仅当 Z 超过 92 时在断点 3（之前设置的）停止。
4.3.5 d（显示）和 p（打印）命令¶
此命令在程序暂停时（例如在断点或执行 n 和 s 命令后）打印指定变量或表达式的值。例如，输入：
bash
表示每次程序暂停时，变量 NC 的当前值会自动打印到屏幕上。
如果让 gdb 打印结构体变量，会打印出结构体的各个字段。如果指定数组名，会打印整个数组。
一段时间后，你可能发现显示某个变量或表达式的价值不如之前。如果是这样，可以使用 undisplay 命令取消 disp 命令。
相关命令是 p；它仅打印变量或表达式的值一次。
在这两种情况下，注意全局变量和局部变量的区别。例如，如果你在函数 F 中有局部变量 L，那么当你不在 F 中时，输入：
bash
会收到错误消息，如“当前上下文中没有变量 L”。
gdb 还允许你以非默认格式打印变量。例如，假设你声明了变量 G：
c
那么：
bash
将以整数格式打印变量，如：
c
但你可能想以十六进制格式打印，例如：
c
gdb 允许你通过输入以下命令实现：
bash
4.3.6 printf 命令¶
这个命令更好，因为它的工作方式类似于 C 的同名函数。例如，假设你有两个整数变量 X 和 Y，想打印它们的值，可以给 gdb 输入：
bash
4.3.7 n（下一步）和 s（步进）命令¶
这些命令告诉 gdb 执行程序的下一行，然后再次暂停。如果该行是函数调用，n 和 s 会产生不同的结果：
如果你使用 s，下一次暂停将在函数的第一行；如果你使用 n，下一次暂停将在函数调用后的下一行（函数会单步执行，但不会在其中暂停）。这非常重要，可以节省很多时间：如果你认为错误不在函数内部，就使用 n，这样你不会浪费时间在函数内单步执行。
当你在函数调用处使用 s 时，gdb 还会告诉你参数的值，这对验证非常有用，如本文档开头所述。
4.3.8 bt（回溯）命令¶
如果你的程序出现“总线错误”或“段错误”这样的神秘错误消息，bt 命令至少会告诉你错误发生在程序的哪个位置，如果在函数中，还会告诉你该函数是从哪里调用的。这非常有价值。
4.3.9 set 命令¶
有时使用 gdb 更改程序变量的值非常有用，此命令可以实现。例如，如果有一个 int 变量 x，gdb 命令：
bash
会将 x 的值更改为 12。
4.4 call 命令¶
你可以使用此命令在程序执行期间调用你的程序中的函数。通常，你会为调试目的调用自己编写的函数，例如打印链表。
示例：
bash
确保记得输入括号，即使没有参数。
4.4.1 define 命令¶
此命令可以节省你的输入。你可以将一个或多个命令组合成一个宏。例如，回顾我们之前的例子：
bash
如果你想在调试会话中频繁使用此命令，可以这样做：
bash
(gdb) define pxy
Type commands for definition of "pxy".
End with a line saying just "end".
>printf "X = %d, Y = %d\n", X, Y
>end
然后你只需输入“pxy”即可调用它。
4.5 在不退出 gdb 的情况下重新编译源代码的效果¶
如你所知，调试会话包括编译、调试、编辑、重新编译、调试、编辑、重新编译……
关键一点是，在重新编译之前不要退出 gdb。重新编译后，当你发出 r 命令重新运行程序时，gdb 会注意到源文件比它使用的二进制可执行文件更新，因此会自动加载新的二进制文件。由于从头启动 gdb 需要时间，因此在编译之间留在 gdb 中比退出后再重新启动要方便得多。
4.6 gdb 示例¶
在本节中，我们将通过展示在实际程序上使用 gdb 的脚本文件记录来介绍 gdb。为了区分脚本文件中的行号和 C 源文件中的行号，我在脚本文件的每行行号前加了一个“g”。例如，行 g56 表示脚本文件中的第56行，而不是 C 源文件中的第56行。
首先，使用 cat 显示程序源文件：
bash
g2 mole.matloff% cat Main.c
g3
g4
g5 /* 寻找素数的程序
g6
g7 将（在修复错误后）报告所有小于或等于用户提供的上限的素数列表
g8
g9 充满错误！ */
g10
g11
g12
g13
g14 #include "Defs.h"
g15
g16
g17 int Prime[MaxPrimes], /* 如果 I 是素数，Prime[I] 将为 1，否则为 0 */
g18 UpperBound; /* 我们将检查所有小于或等于此数的数字是否为素数 */
g19
g20
g21
g22 main()
g23
g24 { int N;
g25
g26 printf("请输入上限\n");
g27 scanf("%d", UpperBound);
g28
g29 Prime[2] = 1;
g30
g31 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2)
g32 CheckPrime();
g33 if (Prime[N]) printf("%d 是素数\n", N);
g34 }
g35
g36 mole.matloff%
g37 mole.matloff%
g38 mole.matloff%
g39 mole.matloff% cat CheckPrimes.c
g40 cat: CheckPrimes.c: No such file or directory
g41 mole.matloff% cat CheckPrime.c
g42
g43
g44 #include "Defs.h"
g45 #include "Externs.h"
g46
g47
g48 CheckPrime(K)
g49 int K;
g50
g51 { int J;
g52
g53 /* 计划：检查 J 是否能整除 K，对于所有满足以下条件的 J 值：
g54
g55 (a) 自身是素数（如果 J 不是素数，无需尝试），并且
g56 (b) 小于或等于 sqrt(K)（如果 K 有一个大于此平方根的除数，
g57 它必然也有一个较小的除数，因此无需检查较大的除数） */
g58
g59 J = 2;
g60 while (1) {
g61 if (Prime[J] == 1)
g62 if (K % J == 0) {
g63 Prime[K] = 0;
g64 return;
g65 }
g66 J++;
g67 }
g68
g69 /* 如果到达这里，说明 K 没有除数，因此它是素数 */
g70 Prime[K] = 1;
g71 }
g72
g73 mole.matloff%
g74 mole.matloff%
g75 mole.matloff%
g76 mole.matloff% cat Defs.h
g77
g78 #define MaxPrimes 50
g79 mole.matloff% cat Externs.h
g80
g81
g82 #include "Defs.h"
g83
g84
g85 extern int Prime[MaxPrimes];
行 g5-g10 的注释说明了程序的目标，即寻找素数。
好了，让我们开始。首先编译程序：
bash
g92 mole.matloff% make
g93 cc -g -c Main.c
g94 cc -g -c CheckPrime.c
g95 "CheckPrime.c", line 31: warning: statement not reached
g96 cc -g -o FindPrimes Main.o CheckPrime.o
关于 CheckPrime.c 第31行的警告听起来不妙（确实如此），但我们先忽略它，看看会发生什么。运行程序：
bash
这听起来很可怕，但实际上这种错误通常是最容易修复的。第一步是确定错误发生的位置；gdb 可以为我们做到这一点：我们进入 gdb，然后重新运行程序以重现错误：
bash
g104 mole.matloff% gdb FindPrimes
g105 GDB 是免费软件，你可以在特定条件下分发其副本；
g106 输入“show copying”查看条件。
g107 GDB 没有任何担保；输入“show warranty”查看详情
g108 GDB 4.7，版权 1992 自由软件基金会...
(gdb)
我现在使用 gdb 的 r 命令运行程序（如果程序有命令行参数，我会在 r 后输入它们）：
bash
g109 (gdb) r
g110 启动程序：/tmp_mnt/lion/d/guest/matloff/tmp/FindPrimes
g111 请输入上限
g112 20
g113
g114 程序收到信号 11，段错误
g115 0xf773cb88 in _doscan ()
错误发生在 _doscan() 函数中。这不是我的函数，因此它一定是被我使用的 C 库函数之一调用的，即 printf() 或 scanf()。根据名称 _doscan，看起来像是后者，但无论如何，要找出答案，我们可以使用 gdb 的 bt（“回溯”）命令，查看 _doscan() 是从哪里调用的：
bash
g116 (gdb) bt
g117 #0 0xf773cb88 in _doscan ()
g118 #1 0xf773c2e8 in _doscan ()
g119 #2 0xf773b9dc in scanf ()
g120 #3 0x22dc in main () at Main.c:25
果然！它确实是从 scanf() 调用的，而 scanf() 又是在 Main.c 第25行从 main() 调用的。
由于 scanf() 是一个 C 库函数，假设它已经经过充分调试，因此错误可能不在 scanf() 中。错误一定出在我们对 Main.c 第25行 scanf() 的调用中。
让我们看看那个调用。使用 gdb 的 l（“列出”）命令，列出 Main.c 中导致错误的行及其周围的行：
bash
g121 (gdb) l Main.c:25
g122 20 main()
g123 21
g124 22 { int N;
g125 23
g126 24 printf("请输入上限\n");
g127 25 scanf("%d", UpperBound);
g128 26
g129 27 Prime[2] = 1;
g130 28
g131 29 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2)
是的，一个著名的“C 初学者错误”——我们在 UpperBound 前忘记了 &！Main.c 的第25行应该是：
c
因此，在另一个窗口（希望是 X11 窗口，但如果你只使用基于文本的终端，可以使用 GNU screen 程序获得窗口），我们将修复 Main.c 的第25行并重新编译。注意，在此过程中我们不退出 gdb，因为 gdb 加载需要时间。为了做到这一点，我们必须先告诉 gdb 释放我们的可执行文件：
bash
（否则，当我们尝试重新编译程序时，链接器 ld 会告诉我们可执行文件“忙碌”，无法替换。）
修复并重新编译 Main.c 后，下次我们给 gdb 输入 run 命令：
bash
gdb 将自动加载新编译的可执行文件（它会注意到我们重新编译了，因为它会看到我们的 .c 源文件比可执行文件新）。注意，我们无需再次声明命令行参数（如果有），因为 gdb 会记住它们。它还会记住我们的断点，因此无需再次设置。（gdb 会自动更新这些断点的行号，以适应我们修改源文件时发生的行号变化。）
Main.c 现在如下：
bash
g137 mole.matloff% cat Main.c
g138
g139
g140 /* 寻找素数的程序
g141
g142 将（在修复错误后）报告所有小于或等于用户提供的上限的素数列表
g143
g144 充满错误！ */
g145
g146
g147
g148 #include "Defs.h"
g149
g150
g151 int Prime[MaxPrimes], /* 如果 I 是素数，Prime[I] 将为 1，否则为 0 */
g152 UpperBound; /* 我们将检查所有小于或等于此数的数字是否为素数 */
g153
g154
g155 main()
g156
g157 { int N;
g158
g159 printf("请输入上限\n");
g160 scanf("%d", &UpperBound);
g161
g162 Prime[2] = 1;
g163
g164 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2)
g165 CheckPrime();
g166 if (Prime[N]) printf("%d 是素数\n", N);
g167 }
现在再次运行程序（不在 gdb 中，尽管我们在另一个窗口中仍保持 gdb 打开）：
bash
别灰心！让我们看看这个新的段错误发生在哪儿。
bash
g188 (gdb) r
g189 启动程序：/tmp_mnt/lion/d/guest/matloff/tmp/FindPrimes
g190 请输入上限
g191 20
g192
g193 程序收到信号 11，段错误
g194 0x2388 in CheckPrime (K=1) at CheckPrime.c:21
g195 21 if (Prime[J] == 1)
记住，如前所述，段错误最常见的原因之一是数组索引严重错误。因此，我们应该高度怀疑这里的 J，并使用 gdb 的 p（“打印”）命令检查其值：
bash
哇！记住，我只设置了 Prime 数组包含 50 个整数，而我们却试图访问 Prime[4024]！2
因此，gdb 精确地指出了我们错误的确切来源——这一行 J 的值太大了。现在我们需要确定为什么 J 这么大。让我们使用 gdb 的 l 命令查看整个函数：
bash
g196 (gdb) l CheckPrime.c:12
g53 /* 计划：检查 J 是否能整除 K，对于所有满足以下条件的 J 值：
g54
g55 (a) 自身是素数（如果 J 不是素数，无需尝试），并且
g56 (b) 小于或等于 sqrt(K)（如果 K 有一个大于此平方根的除数，
g57 它必然也有一个较小的除数，因此无需检查较大的除数） */
g58
g200 19 J = 2;
g201 20 while (1) {
g202 21 if (Prime[J] == 1)
g203 22 if (K % J == 0) {
g204 23 Prime[K] = 0;
g205 24 return;
g206 25 }
看看 g56-g58 行的注释。我们应该在 J 达到 sqrt(K) 后停止搜索。然而，从 g201-g206 行可以看出，我们从未进行此检查，因此 J 不断增大，最终达到 4024，触发了段错误。
修复这个问题后，新的 CheckPrime.c 如下：
bash
g214 mole.matloff% cat CheckPrime.c
g215
g216
g217 #include "Defs.h"
g218 #include "Externs.h"
g219
g220
g221 CheckPrime(K)
g222 int K;
g223
g224 { int J;
g225
g226 /* 计划：检查 J 是否能整除 K，对于所有满足以下条件的 J 值：
g227
g228 (a) 自身是素数（如果 J 不是素数，无需尝试），并且
g229 (b) 小于或等于 sqrt(K)（如果 K 有一个大于此平方根的除数，
g230 它必然也有一个较小的除数，因此无需检查较大的除数） */
g231
g232 for (J = 2; J*J <= K; J++)
g233 if (Prime[J] == 1)
g234 if (K % J == 0) {
g235 Prime[K] = 0;
g236 return;
g237 }
g238
g239 /* 如果到达这里，说明 K 没有除数，因此它是素数 */
g240 Prime[K] = 1;
g241 }
好了，再试一次：
bash
什么？到 20 没有报告任何素数？这不对。让我们使用 gdb 逐步执行程序。我们将在 main() 的开头暂停并查看情况。为此，我们设置一个“断点”，即 gdb 将暂停程序执行的地方，以便我们在继续执行前评估情况：
bash
因此，gdb 将在我们每次到达 Main.c 第24行时暂停程序执行。这是断点 1；我们可能（也将会）设置其他断点，因此需要编号来区分它们，例如指定要取消哪个断点。
现在使用 r 命令运行程序：
bash
g286 (gdb) r
g287 启动程序：/tmp_mnt/lion/d/guest/matloff/tmp/FindPrimes
g288
g289 断点 1，main () at Main.c:24
g290 24 printf("请输入上限\n");
如计划，gdb 在 main() 的第一行（第24行）停止。现在我们将逐行执行程序，使用 gdb 的 n（“下一步”）命令：
bash
发生的情况是，gdb 如请求执行了 Main.c 的第24行——printf() 调用的消息出现在 g292 行——现在再次暂停，在 Main.c 的第25行，显示该行（脚本文件的 g293 行）。
好的，再次输入 n 执行第25行：
bash
由于第25行是 scanf() 调用，在脚本文件的 g295 行，gdb 等待我们的输入，我们输入了 20。然后 gdb 执行了 scanf() 调用，并再次暂停，现在在 Main.c 的第27行（脚本文件的 g296 行）。
现在让我们检查 UpperBound 是否被正确读取。我们认为它是正确的，但记住，调试的基本原则是无论如何都要检查。为此，我们将使用 gdb 的 p（“打印”）命令：
bash
好的，没问题。所以，继续逐行执行程序，使用 n：
bash
此外，让我们使用 gdb 的 disp（“显示”）命令跟踪 N 的值。disp 类似于 p，但 disp 会在每次程序暂停时打印变量值，而 p 只打印一次。
bash
g301 (gdb) disp N
g302 1: N = 0
g303 (gdb) n
g304 30 CheckPrime();
g305 1: N = 3
g306 (gdb) n
g307 29 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2)
g308 1: N = 3
嘿，这是怎么回事？执行第30行后，程序又回到了第29行——跳过了第31行。以下是循环的样子：
c
哎呀！我们忘记了大括号。因此，只有第30行（而不是第30和31行）构成了循环体。难怪第31行没有被执行。
修复后，Main.c 如下：
bash
g314 mole.matloff% cat Main.c
g315
g316
g317 /* 寻找素数的程序
g318
g319 将（在修复错误后）报告所有小于或等于用户提供的上限的素数列表
g320
g321 充满错误！ */
g322
g323
g324
g325 #include "Defs.h"
g326
g327
g328 int Prime[MaxPrimes], /* 如果 I 是素数，Prime[I] 将为 1，否则为 0 */
g329 UpperBound; /* 我们将检查所有小于或等于此数的数字是否为素数 */
g330
g331
g332 main()
g333
g334 { int N;
g335
g336 printf("请输入上限\n");
g337 scanf("%d", &UpperBound);
g338
g339 Prime[2] = 1;
g340
g341 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2) {
g342 CheckPrime();
g343 if (Prime[N]) printf("%d 是素数\n", N);
g344 }
g345 }
好的，再试一次：
bash
仍然没有输出！好吧，我们现在需要更详细地逐行执行程序。上次我们没有逐行执行 CheckPrime() 函数，所以现在需要这样做：
bash
g586 (gdb) l Main.c:1
g587 1
g588 2
g589 3 /* 寻找素数的程序
g590 4
g591 5 将（在修复错误后）报告所有小于或等于用户提供的上限的素数列表
g592 (gdb)
g593 6 */
g594 7
g595 8 充满错误！ */
g596 9
g597 10
g598 11
g599 12 #include "Defs.h"
g600 13
g601 14
g602 15 int Prime[MaxPrimes], /* 如果 I 是素数，Prime[I] 将为 1，否则为 0 */
g603 (gdb)
g604 16 UpperBound; /* 我们将检查所有小于或等于此数的数字是否为素数 */
g605 17
g606 18
g607 19
g608 20 main()
g609 21
g610 22 { int N;
g611 23
g612 24 printf("请输入上限\n");
g613 25 scanf("%d", &UpperBound);
g614 (gdb)
g615 26
g616 27 Prime[2] = 1;
g617 28
g618 29 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2) {
g619 30 CheckPrime();
g620 31 if (Prime[N]) printf("%d 是素数\n", N);
g621 32 }
g622 33 }
g623 34
g624 (gdb) b 30
g625 断点 1 在 0x2308：文件 Main.c，第30行。
我们在这里为 CheckPrime 调用设置了一个断点。
现在运行程序：
bash
g626 (gdb) r
g627 启动程序：/tmp_mnt/lion/d/guest/matloff/tmp/FindPrimes
g628 请输入上限
g629 20
g630
g631 断点 1，main () at Main.c:30
g632 30 CheckPrime();
gdb 按请求在第30行停止。现在，我们将使用 s（“步进”）而不是 n 命令。s 与 n 相同，只是它会进入函数，而不是像 n 那样跳过函数：
bash
果然，s 让我们进入了 CheckPrime() 的第一行。
gdb 提供的另一个服务是告诉我们函数参数的值，在这里是 K = 1。但这不对——我们不应该检查 1 是否为素数。因此，gdb 为我们发现了另一个错误。
事实上，我们的计划是检查从 3 到 UpperBound 的数字是否为素数：main() 中的 for 循环如下：
c
那么 CheckPrime() 的调用呢？以下是 main() 中的整个循环：
c
29 for (N = 3; N <= UpperBound; N += 2) {
30 CheckPrime();
31 if (Prime[N]) printf("%d 是素数\n", N);
32 }
看第30行——我们忘记了参数！这一行应该是：
c
修复后，再次运行程序：
bash
g699 mole.matloff% !F
g700 FindPrimes
g701 请输入上限
g702 20
g703 3 是素数
g704 5 是素数
g705 7 是素数
g706 11 是素数
g707 13 是素数
g708 17 是素数
g709 19 是素数
好的，程序现在似乎正常工作了。
4.7 gdb 文档¶
你可以购买一本印刷的手册，但可能不值得，因为所有文档都可以在网上获取。首先，你可以通过输入 h（“帮助”）获得命令类别的概览，然后通过输入 h name 获取任何类别或单个命令的信息，其中 name 是类别或单个命令的名称。例如，要获取有关使用断点的信息，输入：
bash
脚注：
- 这意味着你应该确保使用一个支持这些操作的优秀编辑器。
- 请非常非常小心地注意：大多数 C 编译器——包括我们在这里使用的 Unix 编译器——不会生成对数组越界的检查。事实上，一个“适度”的越界，例如尝试访问 Prime[57]，不会产生段错误。我们尝试访问 Prime[4024] 导致段错误的原因是，这导致我们试图访问不属于我们的内存，即属于机器上其他用户的内存。机器的虚拟内存硬件检测到了这一点。
顺便说一句，这里的 $1 只是表示我们以后可以用这个名称引用 4024。
- 我们可以简单地输入 b CheckPrime，这会在 CheckPrime() 的第一行设置断点，但这样做让我们有机会看到 s 命令的工作方式。顺便说一句，注意 g592、g603 和 g614 行；在这里我们只是按了回车，这导致 gdb 为我们列出更多行。