C プログラムのデバッグ

「プログラミング言語C（第2版）ANSI規格準拠」（共立出版）

test debug.cはtest.cの6行目〜8行目に#ifdef文を使ったプログラムを追加したもの です．”#ifdef (マクロ名)〜#endif”にはさまれた部分は，(マクロ名)が定義されている とコンパイルの対象になります．もし，マクロが定義されていない場合，この部分はコン パイル時に無視されます．つまり，コンパイル時にマクロを定義することで，デバッグ用 のプログラムを生成することができます．

マクロを定義する方法には，#defineをソースファイル中に定義する方法とコンパイル 時にコンパイラのオプションで指定する方法があります．このうち，コンパイル時にマク ロを指定するには，コンパイルオプションに”-D(マクロ名)”と指定します．

¶ 実行例 ³

$ gcc -o test debug test debug.c -DDEBUG

$ ./test debug Hello, C world!

This is debug.

$ gcc -o test debug test debug.c

$ ./test debug Hello, C world!

µ ´

7.3.3 デバッガの利用

printfを使ったデバッグの方法について説明しましたが，この方法では，デバッグした

い箇所に全部のデバッグ情報を書かなければなりません．また，短いプログラムの場合，

ソースコードを見ているだけでも簡単にバグを発見することができますが，ソースプログ ラムが長く，複雑になると，バグを見つけることが難しくなってきます．

そこで，デバッガというデバッグをサポートするツールを使います．一般的なデバッガ では，プログラムを途中で止めて変数の中身を見たり，1行ごとにプログラムを実行した りすることができます．これにより，非常に効率良くデバッグを行うことができます．例 えば，課題のプログラムなどでバグがどこにあるかわからなくなったら，デバッガを使っ てデバッグすることで，バグを見つけることができるかもしれません．

ここでは，次の簡単な剰余計算を行うプログラムをデバッグするとします．デバッガに は，gdb（GNUデバッガ）を使用します．

test gdb.c

¶ ³

1 #include <stdio.h>

2

3 int mymod(int i, int j) { 4 while(i >= j)

5 i -= j;

6 return i;

7 }

8

9 int main() {

10 int x = 20,y = 3;

11 printf("%d (mod %d) = %d\n",x,y,mymod(x,y));

12 return 0;

13 }

µ ´

デバッガを利用するためには，コンパイル時にデバッグに必要な情報をプログラムに埋 め込んでおく必要があります．そのためには，gcc^に”-g”オプションをつけてソースコー ドをコンパイルします．

¶ 実行例 ³

$ gcc -o test gdb test gdb.c -g

µ ´

このようにして実行ファイルを生成するとgdbを利用してデバッグを行うことができ ます．

次に，gdb^{コマンドを使って，}gdbを起動させます．引数には，実行するファイルのファ イル名を指定します．

¶ 実行例 ³

$ gdb test gdb

µ ´

起動すると，以下のように表示されます．ここから，コマンドでデバッガを操作します．

gdbの起動

¶ ³

$ gdb test gdb

GNU gdb 6.3.50-20050815 (Apple version gdb-1346) (Fri Sep 18 20:40:51 UTC 2009)

Copyright 2004 Free Software Foundation, Inc.

(^省略) (gdb)

µ ´

デバッガの使い方はいろいろとあるのですが，ここでは，プログラムを特定の場所で止 めるブレークポイントの機能を使って，途中でプログラムを止めてデバッグする方法を例 にして説明をしていきます．

ブレークポイントを設定するためには，break^{コマンドを使います．}break^{コマンドの} 引数には，関数名や行数を指定します．このとき，複数のファイルで構成されているプロ グラムにブレークポイントを設定するためには，ファイル名を指定する必要があります．

ファイル名を指定するには，”break (ソースファイル名):(関数名or行数)”というように，

引数にファイル名を含めて記述します．

¶ 実行例 ³

(gdb) break mymod

Breakpoint 1 at 0x100000e96: file test_gdb.c, line 4.

µ ´

ブレークポイントを設定したら，runコマンドを使ってプログラムを実行します．この とき，デバッグするプログラムに実行するための引数を付けたい場合は，runコマンドの 引数にその引数を入力します．

¶ 実行例 ³

(gdb) run

Starting program: /home/gikan/tebiki/tebiki01/compiler/test_gdb Breakpoint 1, mymod (i=20, j=3) at test_gdb.c:4

4 while(i >= j)

µ ´

実行したプログラムは，ブレークポイントを設定した場所に到達すると，その場所でプ ログラムが一時停止し，gdbでコマンドを入力できるようになります．

この状態で，変数の中身を見るためには，printコマンドを使用します．例えば，変数i の中身を表示するためには，以下のようにします．

¶ 実行例 ³ (gdb) print i

$1 = 20

µ ´

また，この状態で変数の中身を書き換えることもできます．その場合には，”(変数名)

= (^値)”^{と入力します．}

一時停止している状態で1行処理を進ませたい場合には，nextコマンドを使います．こ れにより，1行ごとに処理を実行させていくことができます．また，nextなど，何度も同 じコマンドを入力しなければならないとき，毎回同じコマンドを入力するのは非常に面倒 です．そのため，gdbには前の操作をもう一度繰り返す機能がついています．これを行う ためには，何も入力されていない状態で^¤_£return^¡_¢を押します．

一時停止している状態では，さらに他の場所にブレークポイントを設定することができ ます．また，設定したブレークポイントを削除するためには，clear^{コマンドを使います．}

clearコマンドの引数には，breakコマンドと同じようにして，削除するブレークポイント

の関数名や行数を指定します．

最後に，プログラムの実行を再開する場合には，continueコマンドを使用します．これ により，プログラムの実行を再開します．また，デバッガを終了するには，quitコマンド を使用します．

これ以外にも，条件付きのブレークポイントの設定やバックトレースの表示など，大変 便利な機能があります．詳細は，man^{コマンドや}gdb^起動中のhelp^{コマンド，インター} ネット上の情報などを参考にしてください．