SCOUNIX开发系统程序调试举例

sdccf

来看看在哪些情况下需要对程序进行调试。
第一种情况（这是大多数用户都会碰到的），程序在运行过程中忽然跳了出来，屏幕上显示一个xxxx－core dumped消息，
然后Shell提示符就又显示出来了，其中xxxx表示出错原因。这种情况的出现一般是系统核心认为进程的执行出现了异常，
如进程试图去访问一块不允许它访问的存储区域（Memory Fault,Segmentation Fault);或者扫描某个无终止符的字符串
（Bus Error)；或者浮点运算溢出或被0除（Arithmetic Exception),等等。此时操作系统会把进程当时的内存映象写到
当前目录下的一个名叫core的文件中。这种情况下我们可以使用sdb来检查此core文件，以决定出错的地点以及程序执行
的状态，如函数间的调用关系、变量的值，等等。
第二种情况，程序可能并没有什么异常行为，但就是怎么也得不到正确的输出结果。这时需要在该进程运行过程中对之进
行调试。这种情况下我们可以使用sdb逐条语句地跟踪程序的执行过程，并在执行过程中检查有关变量的值的变化情况。
上述两种情况并不是绝然分开的。实际上它们可以结合在一起使用。例如，当我们利用core文件对某个已终止的进程进行
调试时，可以在sdb中重新启动相应程序的运行，然后对语句的执行进行一些控制。这样我们就能够知道在出现异常之前哪
个程序到底是如何动作的。
为了使sdb能够很好地对程序进行调试，在编译程序时应指示编译程序和链接程序在目标代码中加入调试用的各种信息，如
程序中的变量名、函数名及其在源程序中的行号等。我们知道，使用-g选项可以完成这一点。如我们可以用如下命令编译
前一章给出的有毛病的程序代码：
$ cc -o myprog myprog.c myfunc.c
myprog.c:
myfunc.c:
$ ls -l myprog
-rwx-xr-x 1 yxz users 4224 Sep 1 10:17 myprog
$ cc -g -o myprog myprog.c myfunc.c
myprog.c
myfunc.c
$ ls -l myprog
total 26
-rwxr-xr-x 1 yxz users 5404 Sep 1 10:21 myprog
$
这时我们会发现，新生成的myprog比不带-g 选项生成的myprog要大的多。故在程序调试完成之后应将可执行程序中的调试
用信息去掉。最简单的方法当然是使用不带-g 选项的cc命令重新编译一遍。另外UNIX系统提供了另外一个名为strip的工具，
使用此命令也可以将程序中的调试信息去掉。
现在我们可以试着运行一下那个有问题的程序myprog。在shell提示符下输入：
$ myprog 1 111
Arithmetic Exception -core dumped
$
我们看到，程序由于异常而推出了，并且在当前目录下将生成一个名为core 的文件。这个文件有时非常庞大。在文件系统
的维护中，有一条就是要定期找出各目录下的core 文件并将其删除掉。
发生此种情况时可以使用sdb来对之进行调试。输入：
$ sdb myprog
即可进入sdb调试程序。
sdb将接受三个参数：
待调试的可执行文件名；
待调试的core文件名，一般缺省是core；
由冒号分隔的一个目录表，sdb将在这些目录表中去查找有关的源文件。此目录表的缺省设置是当前目录
有时当前目录下的core文件可能并不是待调试的程序的core 文件，此时用这个core 文件进行调试就是不合适的了。为防止
这一点，可在命令行中指定第二个参数为减号（－）,如下所示：
$ sdb myprog -
这里的"-"告诉sdb忽略当前目录下的core文件。
第三种情况，我们试用对活动过程（正在运行的进程）进行调试的情况。例如，假定某个程序正在后台运行，但我们注意到
该程序的某些部分执行起来非常慢，这时我们可以在不杀死这个进程的情况下对之进行调试：
$ sdb /proc/1111
这里1111为待调试进程的进程号，用户可以用PS命令得到。系统在/proc目录下用文件的形式保存了每一个活动进程的信息，
而文件名正好就是相应的进程号。
指定的进程将在执行时遇到第一个系统调用或调用sdb后收到某个软中断信号时暂停其运行，我们就可以在sdb中检查变量的值、
设置断点、恢复执行，等等。在退出sdb时，控制又返回程序，执行进程又从其原停止的地方继续执行。
第四种情况，一般情况下当被调试的活动进程在收到某个软中断信号时sdb会停止该进程。为了防止这一点，可以使用-s 选项。
例如：
$ sdb -s 14 myprog
将告诉sdb不要因为软中断信号14（闹钟报警信号）而使进程的执行停止。此时该信号被传给相应进程。在程序接收并处理多个
软中断信号的情况下，可以使用多个-s选项。
在sdb命令行中还有其他一些选项，对此我们不再一一列举，读者可以参考命令帮助。
在使用上述方法之一进入sdb之后，便可以进行在前一节中提到的各种操作，如显示或设置变量值、函数调用关系、控制语句的
执行等。下一节我们将详细讨论完成这些操作的方法。
sdb命令的使用
同我们前面介绍过的mail,ftp一类工具类似，sdb也是一个命令解释程序。也就是说，用户在sdb提示符（一个星号*)下输入sdb
能够识别的命令，sdb将根据被调试的程序的具体情况给出响应。
例如，在运行myprog出错，生成core文件之后进入sdb时，sdb将给出如下的响应：
$ sdb myprog
12: return ((100/atoi(valueInput))? TESTOK:! TESTOK);
*
sdb给出来的实际上是程序出错所在的函数，在源程序文件中的行号以及出错那一行的语句。
在sdb的使用中要注意三个“当前”概念：
（1）当前文件 即当前将要被执行的语句所在的那个源程序文件
（2）当前函数 即当前将要被执行的语句所在的那个函数
（3）当前行 这个概念只有在编译时加入-g选项才会有，它指的是将要被执行的那条语句。与当前行相应，有一个行号的概念。
它指的是每条语句在程序中位于第几行。注意行号是从文件头开始计算的，第一行的行号为1，空白行和注释也包括在内。
在用core文件进行调试时，当前行和当前函数分别被设成是程序出错时所执行的那条语句所在地行和函数（如同上面显示出来
的那样）。但如果在编译时未加-g选项，显示出来的将只有函数名和函数的地址了。
在对活动进程进行排错时，sdb将把当前函数和当前行分别设成是main()函数和main()函数的第一个可执行的语句行。
不论是哪种情况，sdb都将显示出*提示符。在此提示符之下我们可以输入各种sdb命令，以控制程序的执行或观察变量的变化
情况，等等。在下面的几个小节中我们将分别详细讨论这些问题。
源程序的显示和搜索
程序出错一般来说不只是出错的那条语句本身造成的。事实上出现错误经常是前面或相关的代码执行了不正确的操作或少了某
些必要的处理。因此调试过程中经常要观察一下源程序中的语句，或者在程序中搜索某个符号出现在什么地方。其中字符串的
搜索功能同vi基本上是相同的，而文件的显示则同另外一个我们没有具体讨论的编辑器ed类似。下面我们将具体介绍这些命令。
1.源程序的显示
在用core进入sdb之后，在*提示符后输入w命令，该命令指示sdb显示源程序中的当前行为中心的前后10行的内容并保持当前行
不变：
* w
7：int
8: TestInput(char * valueInput)
9: {while ( * valueInput)
10: if (! isdigit( * valueInput)) return (! TESTOK);
11: else 　　　　valueInput++;
12: return ((100/atoi(valueInput))? TESTOK:! TESTOK);
13: }
*
我们看到，在进入sdb时，当前行是第12行，以该行为中心的10行内容正好就是上面所显示出来的。其他可以显示源程序语
句的sdb命令如下：
P 显示当前行
l 显示对应于当前指令的那条语句
Z 显示当前行开始的下面10条语句
Ctrl+D 显示当前行之后（不包括当前行）的第10条语句
n 显示第n条语句，这里n是一个数
注意这些命令显示出的是源程序语句还是汇编语句（后面我们将要介绍)取决于最近一次显示出的是什么。
2.改变当前行
在用户显示语句时，当前行也会相应地发生变化。例如，Z命令将使当前行向程序尾移动9行，而Ctrl+D则使当前行向后移
动10行。
在使用数字来显示某行语句时将使该行语句成为当前行。而在*提示符之后按一下回车，当前行将下移一行。例如，接着上面
的例子，输入：
* 8p
8: TEstInput(char * valueInput)
* 回车
9： { while ( * valueInput)}
*
这里8p实际上是两条命令的组合。它使当前行移至源文件的第八行，然后再显示出新的当前行。按回车键将使当前行后移一行。
3.改变当前源文件
在vi中我们可以用e命令对另外某个文件进行编辑。sdb也提供了e命令，可以用此命令来改变当前文件，如：
* e myprog.c
current file is now myprog.c
* 8p
8: main(int argc,char * argv[])
*
我们看到，当前文件改变之后，sdb将第一行设为是当前行。如果此文件的第一行是个函数，那么该函数便成为当前函数。
否则将临时出现没有当前函数的情况。
在上一节中，我们介绍过在命令行中可以指定源文件搜索目录名列表（缺省情况为当前目录）。如果某个文件不在此搜索
目录中，则可以用e命令将其加入：
* e Another SourceDir
这里Another SourceDir是一个目录名。如果要显示该目录下的某个文件，只需要输入：
* e FileName.c
当然直接使用：
* e Another SourceDir/FileName.c
也能达到同样的效果。
使用：
* e FunctionName
将使包含函数FunctionName的文件名成为当前文件，而当前函数不言而喻将成为FunctionName。当前行则理所当然的是该
函数的第一行。同一程序中函数名在各模块中的唯一性保证了这一点是能够成功的，但如果包含指定函数的文件不在当前
搜索目录列表中，则必须用e命令将其加入。
4.字符串的搜索
在vi中，我们可以在命令方式下使用“/“或者“？”命令，从当前位置向后或者向前搜索某个字符串，在sdb中也同样可
以完成这一点。使用这两个命令我们可以查找源程序中某个或某类符号的出现。之所以说某类，是因为我们可以用正规表
达式来指定待搜索的串（也即在搜索串中可以使用*,?,[,],-,^这类特殊字符）。
例如，为了查找myprog.c中argv出现在那些行上，可输入：
* /argv/
8: main(ini argc,char * argv[])
sdb将从当前行开始向文件尾搜索，到达文件尾之后又从文件头开始直至搜索到某个匹配的串或到达当前行为止。
与/相反，？命令将从当前行向文件头方向搜索，因此如果我们将上述/argv/换成：
* ? argv?
14: printf("The %dth value' %s'\tis BAD! \n",i,argv);
*
所得的结果一般是不同的。
/或?命令之后的/或?并不是必须的。另外如果要在同一方向上继续搜索上次搜索过的串，只需要直接输入/或者?即可。



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