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Theodor Otto
vor 8 Jahren
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1 gdb: debugging code In der Vorlesung hatte ich Teile von und ein eigenes Beispiel diskutiert. Ein Debugger soll helfen Fehler im Programm, die sich problemlos compilieren liesen, aufzuspüren. Das Programm wird quasi auf einen Seziertisch gelegt. Insbesondere erlaubt der Debugger Programme an bestimmten Stellen anzuhalten sich die Werte von Variablen an bestimmten Stellen der Programmablaufs anzuschauen

Ein Debugger soll helfen Fehler im Programm, die sich problemlos compilieren liesen, aufzuspüren.

2 Murks: #include <stdio.h> main() { int i; double a[100],b[100]; for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.;} printf("%lf %lf \n", a[9],b[9]); } Compilieren: ficus6:/users/com/hasenbus/cpiii/debug>gcc mytest.c -o myte und laufen lassen ficus6:/users/com/hasenbus/cpiii/debug>mytest

$;} printf("%lf %lf \n", a[9],b[9]); } Compilieren:$

3 Murks: leicht abgeändert #include <stdio.h> double a[100],b[100]; /* nun als globale variablen */ main() { int i; for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.;} printf("%lf %lf \n", a[9],b[9]); } Compiliert auch ohne problem und laufen lassen ficus6:/users/com/hasenbus/cpiii/debug>mytest Segmentation fault

$;} printf("%lf %lf \n", a[9],b[9]); } Compiliert auch ohne problem und$

4 Murks: nochmal anders #include <stdio.h> main() { double a[100],b[100]; /* wieder local in main */ int i; for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.;} printf("%lf %lf \n", a[102],b[104]); /* gibt es das? */ } Compiliert auch ohne problem und laufen lassen ficus6:/users/com/hasenbus/cpiii/debug>mytest

$;} printf("%lf %lf \n", a[102],b[104]); /* gibt es das?$

5 Fehlersuche mit gdb. (Programmversion mit global def. arrays) Compilieren mit Option -g >gcc -g mytest.c -o mytest Start des Programms mit gdb: >gdb mytest GNU gdb (GDB) debian Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc. License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later < This is free software: you are free to change and redistrib There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law. Type and "show warranty" for details. This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu". For bug reporting instructions, please see: < Reading symbols from /users/com/hasenbus/cpiii/debug/mytest (gdb)

License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.

6 Das Programm in gdb ausführen: (gdb) run Starting program: /users/com/hasenbus/cpiii/debug/mytest Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault. 0x d in main () at mytest.c:6 6 for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.;} (gdb) Den Debugger verlassen: (gdb) quit A debugging session is active. Inferior 1 [process 1148] will be killed. Quit anyway? (y or n) y

0x000000000040052d in main () at mytest.c:6 6 for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.

7 Reading symbols from /users/com/hasenbus/cpiii/debug/mytest (gdb) break 6 Breakpoint 1 at 0x400514: file mytest.c, line 6. (gdb) run Starting program: /users/com/hasenbus/cpiii/debug/mytest Breakpoint 1, main () at mytest.c:6 6 for(i=0; i < 1000; i++) {a[i]=13.;} (gdb) print a[10] $1 = 0 (gdb) print a[1000] Cannot access memory at address 0x602be0 (gdb) print a[100] $2 = 0 (gdb) print a[103] $3 = 0 (gdb) print a[500] Cannot access memory at address 0x601c40 (gdb) print a[150]

8 Here are some of the most frequently needed GDB commands: break [file:]function Set a breakpoint at function (in file). run [arglist] Start your program (with arglist, if specified). bt Backtrace: display the program stack. print expr Display the value of an expression. c next Continue running your program (after stopping, e.g. Execute next program line (after stopping); step ove line. edit [file:]function look at the program line where it is presently stopped list [file:]function type the text of the program in the vicinity of where step help [name] Execute next program line (after stopping); step int line.

c next Continue running your program (after stopping, e.g. Execute next program line (after stopping); step ove line.

9 #include <stdio.h> int fakultaet(int n) { /* berechnet die Fakultaet von n */ if(n == 1) return 1; return (n * fakultaet(n-1)); } main() { /* Ein Beispielprogramm, um einen Segmentation fault auszu und viele Funktionsaufrufe zu benutzen :) */ int i; for(i=0; i < 10; i++) { printf("fakultaet von %d = %d\n", i, fakultaet(i)); } }

10 Für den gdb gibt es eine Reihe von mehr oder weniger guten grafischen Oberflächen. Beispiel DDD - Data Display Debugger - GNU Project - Free... Seite bersetzen A graphical X Window front-end for command-line debuggers s Ladebug, JDB, XDB, the Perl debugger, or the Python debugge Zum Starten im Terminal ddd eintippen

org/software/ddd/diese Seite bersetzen A graphical X Window front-end for command-line

11 Bei der Programmentwicklung von CPU-Zeit kritischen Programmen ist es wichtig zu wissen wo im Programm die Zeit verbraucht wird, um Verbesserung zielgerichtet anzugehen. Eine per Hand Methode ist es, so wie wir es bei dem stream benchmark programmiert hatten, selbst Zeitmessungen in das Programm einzubauen. Bei umfangreichen Programmpaketen ist das aber kaum machbar. Hier bieten sich profiling Programme an. Im Rahmen des GNU Projects gibt es das Programm gprof Bei der Diskussion folge ich Um das gprof zu verwenden müssen wir beim gcc mit der Option -pg compilieren: > gcc -Wall -pg test_gprof.c test_gprof_new.c -o test_gprof Als nächstes führen wir das so compilierte Programm aus: >./test_gprof

Bei umfangreichen Programmpaketen ist das aber kaum machbar. Hier bieten sich profiling Programme an.

12 Nach Beendigung des Programms finden wir die Datei gmon.out > ls gmon.out test_gprof test_gprof.c test_gprof_new.c Nun kommt gprof zum Einsatz: > gprof test_gprof gmon.out > analysis.txt Schauen wir nach was in analysis.txt nun steht:

c Nun kommt gprof zum Einsatz: > gprof test_gprof gmon.

13 Flat profile: Each sample counts as 0.01 seconds. % cumulative self self total time seconds seconds calls s/call s/call name func func new_f main...

s/call name 34.27 8.01 8.01 1 8.01 15.80 func1 33.36 15.80 7.

14 ... index % time self children called name [1] main [1] /1 func1 [2] /1 func2 [3] /1 main [1] [2] func1 [2] /1 new_func /1 main [1] [3] func2 [3] /1 func1 [2] [4] new_func1 [4]

00 1/1 new_func1 ----------------------------------------------- 7.79 0.

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