Linux: Полное руководство

Аллен Питер В.

Или еще один распространенный случай: программист забывает, что нумерация элементов массива начинается с 0, и не инициализирует первый элемент массива:

for (i=1;i<10;i++) a[i] = 0;

Особое место в зоопарке ошибок занимают ошибки, связанные с неправильным использованием указателей. Все эти ошибки можно условно разделить на три группы, которые я сейчас кратко перечислю.

1) Неправильное использование операторов * и &. Это самая распространенная группа ошибок начинающих программистов. Вот характерный пример такой ошибки:

/* неправильно */

char *s;

*s = (char *s)malloc(25);

/* правильно */

char *s;

s = (char *s)malloc(25);

2) Выделение недостаточного

для адресации объекта объема памяти. Например, мы получим такую ошибку, если попытаемся скопировать в строку s (вышеприведенный фрагмент кода) строку, состоящую из 30 символов,

3) Использование неинициализированных указателей. Такие ошибки часто встречаются при работе с динамическими структурами. Например, с линейными списками: вы забыли инициализировать главный элемент (head = NULL) и пытаетесь добавить в список новый элемент.

Использование рекурсивных вызовов может повлечь за собой ошибку переполнения стека, если вы неправильно зададите условие завершения рекурсии. Как правило, рекурсивная функция вызывает саму себя с несколько измененными параметрами. Рано или поздно такая функция должна, в зависимости от переданных параметров, возвратить какое-нибудь значение, а не опять вызвать саму себя.

Для облегчения поиска ошибок были созданы специальные программы — отладчики. Одним из самых удачных отладчиков для Linux является gdb (The GNU Debugger). Этот отладчик входит в состав всех распространенных дистрибутивов (за исключением их «урезанных» версий — для рабочих станций), и для его установки достаточно установить пакет gdb.

С помощью gdb вы сможете:

♦ запустить вашу программу с определенными аргументами;

♦ запустить программу в пошаговом режиме;

♦ установить точки останова (breakpoint);

♦ установить условие останова программы;

♦ узнать, что случилось, если программа неожиданно завершилась.

22.2. Отладчик gdb

Формат вызова отладчика gdb следующий:

gdb [-help] [-nx] [-q] [-batch] [-cd=dir] [-f] [-b bps] [-tty=dev] [-s symfile] [-e prog] [-sе prog] [-c core] [-x cmds] [-d dir] [prog|core|procID]]

Ключи отладчика описаны в таблице 22.1.

Ключи командной строки gdb Таблица 22.1

Ключ	Назначение
– help или -h	Вывод краткого описания всех параметров
– nx или -n	Не обрабатывать команды файла инициализации .gdbinit
– q	Не выводить приветствие и информацию об авторских правах
– batch	Командный режим. Отладчик возвращает 0, если были выполнены все команды, указанные в файле, заданном параметром -x (и файле .gdbinit, если его использование разрешено). Если же хотя бы одна из команд не выполнена, возвращается ненулевое значение
– cd=каталог	Установить рабочий каталог (по умолчанию используется текущий каталог)
– f или -fullname	Данная опция нужна, если вы планируете использовать интерфейс текстового процессора Emacs для отладки ваших программ с помощью gdb. Для более подробного описаний обратитесь к справочной системе
– b bps (bits per second)	Установить скорость обмена информацией по последовательному интерфейсу, если вы отлаживаете вашу программу удаленно
– tty=терминал	Установить терминал в качестве стандартного ввода и вывода для отлаживаемой программы.
– s файл или -symbols=файл	Читает таблицу символов из указанного файла
– write	Разрешить запись в исполняемые и core-файлы
– e программа	Использовать указанную программу в качестве фильтра дампа
– se=файл	Читать таблицу символов из указанного файла и использовать указанный файл в качестве исполнимого
– core=файл или -с файл	Указать файл дампа
– command=файл или -x файл	Выполнить указанные в файле команды (используется в командном режиме)
– d каталог	Добавить каталог к списку поиска исходных текстов
[prog|core|procID]	Последний параметр задает объект, который нужно отлаживать. Вы можете задать программу (prog), или дамп-файл (core), который будет создан в случае ошибки программы (Segmentation fault), или же подсоединиться к уже запущенному процессу (procID)
– p PID	Подключиться к уже запущенному процессу (данная опция стала доступной в версии gdb 5.2)

Чтобы использовать gdb для отладки вашей программы, нужно добавить в исполняемый файл отладочную информацию. Для этого откомпилируете вашу программу с опцией -g:

$ gcc -g -o prog prog.c

Данная опция включает отладочную информацию в родном для операционной системы формате, с которым может работать gdb.

Затем нужно вызвать gdb так:

$ gdb prog

Если после запуска вашей программы произошла ошибка и был создан дамп-файл (core), можно передать отладчику и этот файл:

$ gdb prog core

Можно также подключиться к уже запущенному процессу, для этого нужно передать его PID:

$ gdb 1111

Только убедитесь сначала в том, что у вас нет файла 1111, поскольку gdb сначала ищет исполняемый файл, затем core-файл, а уже затем PID.

После запуска отладчика в интерактивном режиме вы можете использовать команды, самые важные из которых перечислены в таблице 22.2. Об остальных можно узнать в справочной системе: man gdb.

Команды gdb Таблица 22.2

Команда	Назначение
break [файл:]функция	Установить точку останова
run [аргументы]	Запустить программу и передать ей указанные аргументы
bt	Обратная трассировка: отобразить стек программы
print выражение	Вывести значение выражении, операндами могут быть переменные, объявленные в вашей программа
С	Продолжить выполнение программы (после останова)
Next	Выполнить следующую строку. Это так называемый шаг «над» (step over). Если следующая строка — вызов функции, то мы выполним ее за один шаг — «перешагнем» ее
Step	Выполнить следующую строку, Это так называемый шаг «в» (step into). Если следующая строка — вызов функции, то мы будем последовательно выполнять все операторы тела функции
help [имя]	Вывести справку о команде отладчика или вывести общую информацию о нем
Quit	Выход

В данной таблице приведены далеко не все команды. Если вас интересует более полная информация, обратитесь к руководству по gdb.

22.3. Пример отладки программы

Давайте напишем программу, которая обнуляет элементы массива

a[]

. Да, программа ничего полезного не делает, но на ее примере можно продемонстрировать работу с отладчиком gdb.

Вот листинг программы:

Листинг 22.1. Демонстрационная программа, содержащая ошибку

#include <stdio.h>

int main {

 char developer[]="Denis";

 int a[10];

 int i;

 do {

a[i]=0;

i++;

 } while (i<10);

 return 0;

}

Назовем нашу программу test.c и откомпилируем ее:

$ gcc -g -o test test.с

Опция – g добавляет отладочную информацию для отладчика gdb, а опция – o указывает имя результирующего файла.