使用gdb调试C/C++程序

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前言

调试, 是编写程序过程中确保程序正确性的重要环节, 现在使用的IDE大多都集成了调试器, 但linux最著名的调试器是命令行形式的C/C++调试器GDB。以下将介绍GDB的基本使用方法。

安装GDB

大多数的发行版Linux系统中都有GDB

Debian 或 Ubuntu

$ sudo apt-get install gdb

Arch Linux

$ sudo pacman -S gdb

Fedora, CentOS 或 RHEL

$ sudo yum install gdb

也可以从官网中下载。

示例代码

学习任何一项技能, 动手试验才是关键。以下是本文演示GDB的代码, 多文件调试, 它可以很好的体现GDB的特性。将它拷贝下来并且进行实验——这是最好的方法。

**a.c**
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#include <stdio.h>
#include "b.h"
#include "c.h"
int main(int argc,char**argv){
	long d,result=1,i=0,dresult,sum;
	printf("please input your student number:\n");
	scanf("%ld",&d);dresult=d%100;
	while(d>0) { result+=(d%100)&1; d=d/100; }
	while(i++<150){
		sum=sqrt(dresult);
		dresult=sum+1;
	}
	
	mytool1_print(":");
	mytool2_print(":");
	printf("your numbers are %ld,%ld\n",cresult,sum);
}
**b.h**
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#ifndef _MYTOOL_1_H
#define _MYTOOL_1_H
void mytool1_print(char*print_str);
#endif
**b.c**
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#include<stdio.h>
#include "b.h"
#include "c.h"
void mytool1_print(char*print_str)
{
	printf("1 %s\n",print_str);
	mytool2_print("2");
}
**c.h**
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#ifndef _MYTOOL_2_H
#define _MYTOOL_2_H
void mytool2_print(char* print_str);
long sqrt(long d);
extern long cresult;
#endif
**c.c**
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#include "c.h"
#include <stdio.h>
long cresult=0;
long d1result=0;
long sqrt(long re)
{
	if(cresult==0)cresult=re%100/10+(re%10)*(re%10);
	if(d1result>=140)return cresult*cresult+1;
	if(++d1result>=128)return cresult+10;
	return re*re*re%1000;
}
void mytool2_print(char* print_str)
{
	printf("2: %s\n",print_str);
}

GDB的使用

编译Debug程序

首先最重要的, 你需要使用编译器的"-g"选项来编译程序, 这样可执行程序才能通过GDB来运行。

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$ gcc a.c b.c c.c -g -o mydebug

开始调试

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$ gdb -tui [可执行程序名]

使用'-tui'选项可以将代码显示在一个漂亮的交互式窗口内(所以被称为文本用户界面TUI), 在这个窗口内可以滚动鼠标滑轮, 同时在下面的GDB shell中输入命令。

查看代码 list

我们可以使用list命令来显示代码, 使用方法有

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list [file:]start[,end]
list [file:]function

1. 查看c.c的第1行

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list c.c:1

or 简写

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l c.c:1

2. 查看b.c的3到8行

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list b.c:3,8

or 简写

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l b.c:3,8

3. 查看c.c的mytool2_print函数

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list c.c:mytool2_print

or 简写

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l c.c:mytool2_print

运行程序 run

gdb 输入run即可运行程序

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run

设置断点 break

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break  [file:]行号        
break  [file:]行号  if  条件  
break  [file:]函数        
break  *address

1. 在a.c第10行设置断点

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list a.c:1
break 10

or

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break a.c:10

从图可见, 文本用户界面TUI下, 设置断点会标志在文本的左侧

2. 在a.c main函数开始处设置断点

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list a.c:1
break main

or

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break a.c:main

3. 在a.c的第10行设置条件断点

条件断点的意思是, 当条件满足时, 断点会被执行; 条件不满足, 断点不会被执行

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break a.c:10 if i == 150

设置了当i等于150时, 执行断点, 方便在调试循环的时候, 想调试第几次循环的结果

设置观察点 watch

设置一个'观察断点', 当这个被观察的变量发生变化时, 程序会被停止。

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watch 变量  (发生变化时暂停运行)            
rwatch 变量 (被访问时暂停运行)       
awatch 变量 (发生被访问或改变时暂停运行)

1. 给a.c中的sum变量设置观察点

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list a.c:1
break main
run
watch sum

观察点要在程序运行的时候才能设置

继续运行continue

遇到断点时, 要继续向下运行到下一个断点或者运行到结束程序, 使用continue命令

跳出循环until

在执行完循环体内的最后一条语句之后执行 until, 就会执行完循环体到后面的一个语句停下。
PS: 就是循环体要执行一遍, 回到循环判断条件, 再执行until命令就会跳出循环

查看变量值 print

print用来查看变量的值

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print 变量
p 变量

ptype用来查看变量的类型

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ptype 变量

修改变量的值 set

这样会覆盖变量的值。不过需要注意, 你不能创建一个新的变量或改变变量的类型。

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set var [变量] = [新的值]

单步调试

step 运行到下一条语句, 有可能进入到一个函数里面

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step

next 直接运行下一条语句, 而不进入子函数内部

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next

删除断点

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delete 断点号
clear 断点所在行

退出程序 quit

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quit

查看gdb内部命令 help

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help 命令名


complete 列出命令

列出所有以字符串str开头的命令

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complete str

其他命令

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info breakpoints        (显示断点信息)
info watchpoints	    (显示观察点信息)

// 捕捉点
catch event    (event发生时, 程序暂停运行)
tcatch event            (设置只停一次的catchpoint, 第一次生效后, 该捕捉点被自动删除)
event可以如下:
    exec: exec被调用
    fork: fork被调用
    load: 加载动态库
    load libname: 加载名为libname的动态库
    unload: 卸载动态库
    unload libname: 卸载名为libname的动态库
    syscall [args]: 调用系统调用, args可以指定系统调用号, 或者系统名称

// 关于断点的
disable(dis <-命令简写) n   使断点n暂时失效
enable(en <-命令简写)  n     恢复断点n功能

// 函数调用
call  func
return  [expr] 函数后续语句不再执行直接返回, expr可设置返回值
finish 函数后续语句执行完返回

// 搜索当前文件, 模式搜索
forward-search  regexp    (行首开始)   
search  regexp  	        (当前行开始)
reverse-search  regexp    (行尾开始)

// 查看运行数据
print命令   
    print  [/fmt]  exp
当被调试的程序停止时, 可以用print命令（简写为p）或同义命令inspect来查看当前程序中运行的数据。 

gdb所支持的表达式中的运算符
    用&运算符取出变量在内存中的地址。print  &array[i] 
    { type }adrexp 表示一个数据类型为type、存放地址为adrexp的数据。{}
    @  它是一个与数组有关的双目运算符 print a[2]@3 
    file::var  或者  function::var  表示文件file（或函数function）中变量var的值。
    如'f1.c'::p

whatis命令显示出变量的数据类型 

x命令可以查看内存地址中数据的值。其使用格式是: 
    x  [/nfu]  address

display命令可以预先设置一些要显示的表达式, 当程序停住时, 或是在你单步跟踪时, 变量会自动显示, 其一般格式为: 
    display  [/fmt]  exp 
取消对先前设置的某些表达式的自动显示功能, 可使用以下命令: 
    undisplay  [disnum]
    delete display [disnum]

// 堆栈跟踪
backtrace (bt)
    打印当前的函数调用栈的所有信息

frame(f) n
    切换当前堆栈, n是一个从0开始的整数, 是栈中的层编号。比如：frame 0, 表示栈顶, frame 1, 表示栈的第二层。

info  frame(f)
    显示出当前栈帧的所有信息, 如函数地址, 调用函数的地址, 被调用函数的地址, 目前函数的程序语言、函数参数地址及值、局部变量的地址等。
-------本 文 结 束 感 谢 您 的 阅 读-------
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