Linux笔记---调试工具GDB(gdb)

1. gdb的概念

GDB，全称GNU Debugger，是一个功能强大的开源调试工具，广泛用于Unix和类Unix系统，以及Microsoft Windows和macOS平台。GDB允许开发者在程序执行过程中查看内部运行情况，帮助定位和修复程序中的错误。

gdb的主要功能：

1. 启动和控制程序执行：gdb可以按照自定义要求运行程序，并在指定的断点处暂停执行。
2. 检查程序状态：当程序暂停时，gdb允许开发者检查程序中发生的事情，包括变量的值、函数的调用堆栈等。
3. 修改变量和程序执行流程：gdb允许开发者在调试过程中修改变量的值，甚至改变程序的执行路径，以测试不同的情景。

2. gdb的使用

我们知道，一个程序的代码可以编译出两个版本：release和debug。

在Linux中，我们使用gcc/g++来编译代码Linux笔记---gcc/g++与编译链接-CSDN博客。

当我们使用这两个工具来编译代码时，默认情况下编译出的是release版本，这个版本是无法被调试的。如果想使用gdb来调试我们的代码，需要在编译时带上 [-g] 选项，保留调试信息，生成debug版本的可执行程序。

在命令行输入下面的指令即可开始对可执行程序进行调试：

gdb [可执行程序名] # 注意是对可执行程序进行调试，而不是源代码

在接下来的介绍中，我们以下面这段代码为例：

#include <stdio.h>

int Sum(int s, int e)
{
    int result = 0;
    for(int i = s; i <= e; i++)
    {
        result += i;
    }
    return result;
}

int main()
{
    int start = 1;
    int end = 100;
    printf("I will begin\n");
    int n = Sum(start, end);
    printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);

    return 0;
}

2.1 cgdb

在Linux中，直接使用gdb来调试程序并不方便，无法做到像在vs中一样对代码进行实时的可视化调试，对程序运行的跟踪十分麻烦：

可以看到，在启动gdb对test程序进行调试时，页面中不会有任何的调试信息，要查看代码都只能通过 [l] 命令来一段一段地查看，就更别说指示当前代码执行到哪一行的箭头了。

所以，我们推荐使用基于gdb的调试工具cgdb来进行调试：

cgdb是一个基于文本的调试工具，它是gdb调试器的一个前端界面，旨在提供一个更加用户友好的调试环境。cgdb结合了gdb的强大调试功能和文本界面的简洁性，使得开发者可以在命令行环境中更高效地进行程序调试。

cgdb的使用方式，各种命令与gdb完全一致，但cgdb相比于gdb还具有以下特点和功能：

1. 用户友好的界面：cgdb提供了一个分屏界面，上半部分显示源代码，下半部分显示gdb命令行界面，使得开发者可以同时查看代码和执行调试命令。
2. 语法高亮：cgdb支持源代码的语法高亮，使得代码更易于阅读和理解。
3. 自动完成：cgdb具有自动完成功能，可以帮助开发者更快地输入gdb命令。
4. 历史命令记录：cgdb记录了之前执行过的命令，开发者可以方便地调用和重复执行这些命令。
5. 断点管理：cgdb提供了直观的断点管理界面，使得开发者可以轻松地设置、删除和查看断点。
6. 变量查看：cgdb允许开发者查看和修改变量的值，以及查看函数的调用堆栈。

cgdb的安装方式在不同的平台有所不同，在Ubuntu中可使用下面的命令来安装：

sudo apt-get install cgdb

使用cgdb再次尝试调试程序：

 可以看到，代码动态地展现在屏幕上半，绿色的箭头动态地对代码的执行进行跟踪，极大地方便了我们对代码进行调试。

接下来我们再详细介绍gdb中的各种指令，例如上图中在15行打上断点并让程序运行了起来。

2.2 控制执行的相关指令

命令	作用	示例
[run] / [r]	从头开始连续执行程序，直到遇到断点或程序结束
[next] / [n]	逐过程调试，等价于vs中的F10
[step] / [s]	逐步调试，等价于vs中的F11
[finish]	执行完当前函数
[set var] + [变量名]=[值]	修改某变量的值	set var i=10 --- 将i的值修改为10
[continue] / [c]	从当前位置开始连续执行程序，直到遇到断点或程序结束
[until] + [行号n]	执行到指定行	until 20 --- 执行到第20行
[until] + [文件名]:[行号n]	执行到指定文件的指定行	until test.c:16 --- 执行到test.c的第16行
[quit] / [q]	退出gdb/cgdb

2.3 查看信息的相关指令

命令	作用	示例
[list] / [l] + [行号n]	显示第n行前后的源代码，每次显示10行	l 25 --- 显示25行前后的源代码
[list] / [l] + [函数名]	显示指定函数的源代码	list main --- 显示main函数的源代码
[list] / [l] + [文件名]:[行号n]	显示指定文件的第n行前后的源代码，每次显示10行，这里的文件指编译形成该可执行程序的源代码文件	l test.c:15 --- 显示test.c第15行前后的源代码
[info] / [i] + [breakpoints] / [break] / [b]	查看断点信息列表
[display] + [表达式]	跟踪显示表达式的值(每次停止时显示一次)	display a+b --- 每次停止时显示a+b的值
[undisplay] + [表达式序号]	取消对指定序号表达式的跟踪显示	undisplay 1 --- 取消对1号表达式的追踪显示
[backtrace] / [bt]	查看当前执行栈的各级函数调用及参数
[info] / [i] + [locals]	查看当前栈帧的局部变量
[print] / [p] + [表达式]	打印指定表达式的值	p a+b --- 打印a+b的值

2.4 断点的相关指令

命令	作用	示例
[break] / [b] + [行号n]	在第n行打断点	b 13 --- 在13行打断点
[break] / [b] + [函数名]	在指定函数的第一行打断点	b main --- 在main函数第一行打断点
[break] / [b] + [文件名]:[行号n]	在指定文件的第n行打断点	b test.c:17 --- 在test.c的第17行打断点
[delete] / [d] + [断点序号]	删除指定序号的断点，不指定时默认删除全部断点	d 1 --- 删除序号为1的断点
[delete] / [d] + [breakpoints]	删除全部断点	d breakpoints --- 删除全部断点
[disable] + [断点序号]	禁用指定序号的断点，不指定时默认禁用全部断点	disable 2 --- 禁用序号为2的断点
[enable] + [断点序号]	启用指定序号的断点，不指定时默认启用全部断点	enable 2 --- 启用序号为2的断点
[watch] + [表达式]	监视某表达式，当表达式值发生变化时程序停止并显示变化前后的值(监视也是一种断点，删除方式与断点相同)	watch a+b --- 监视a+b的值

 条件断点

顾名思义，条件断点就是在满足一定条件时断点才生效，断点信息列表中有相应的信息。

命令	作用	示例
[break] / [b] + [行号n] + [条件]	在第n行打条件断点	b 13 if result == 64 --- 在第13行打上条件断点，改断点只有在result == 64时才生效
[break] / [b] + [函数名] + [条件]	在指定函数的第一行打条件断点
[break] / [b] + [文件名]:[行号n] + [条件]	在指定文件的第n行打条件断点
[condition] + [断点序号] + [条件]	给普通断点加上条件	condition 2 result == 54 --- 给2号断点设置条件result == 54，使之成为条件断点

注意：在删除指定断点或取消跟踪时要使用序号，而不能使用行号或表达式。断点的行号可以使用 [info] + [b] 查看，表达式的序号会在显示其值时一并显示出来。 

原文地址：https://blog.csdn.net/2302_80372340/article/details/143833286

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