【Linux】调试工具GDB的使用及案例讲解

Linux系列

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本篇主要针对小白讲解，可以很多地方比较咯嗦

前言

GDB是Linux下一款强大的调试工具。GDB可以调试C、C++、Java等语言，对于在Linux下工作的程序员来说，GDB是必不可少的调试工具。

本篇我将以c程序，进行调试和讲解

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一、gdb的使用背景

相较于Windows下的VS编译器中的点击调试，gdb调试器因不具备图形化界面，故而只能采用纯命令行的形式进行调试，这样也就意味着学习难度要高于VS.

在学习gdb的使用之前，我们首先要知道，只有【debug】环境下编译的可执行程序才可以被调试，而在Linux中gcc编译器默认编译环境为【release】，要编译生成【debug】版的可执行程序，我们可以使用gcc编译器配合‘-g’选项，生成【debug】文件。

二、gdb的使用

下面为test.c文件中的代码，我接下来使用它讲解，在有不同场景需求时，会进行更换，大家仔细看一下调用逻辑

1 #include<stdio.h>2 void func2()3 {4   printf("Hello Linux\n");5 }6 void func1()7 {8   int i,sum=0;9   for(i=0;i<10;i++)10   {11     sum+=i;12   }13   func2();14   printf("这是func1\n");15 }16 int func(int x)17 {18   func1();                                                                                                                        19   return x+100;20 }21 int main()22 {23   int a=0;24   printf("%d\n",a);25   int b =func(a);26   printf("%d\n",b);

下面为Makefile文件中的指令

  1 test:test.c2     gcc -o $@ $^ -g3 .PHONY:clear4 clear:5     rm -rf test   

生成【debug】文件开始调试。
进入调试阶段
语法：gdb 可执行程序

显示代码信息
语法l(list缩写) 行号/函数名-----每次显示十行


从上面两次执行结果可以看出，这个指令并不是从我们给的行号开始显示，而是在给的行号的上下一共显示十行。

指定函数显示。
若想从代码开始行显示，我们只需要‘l 0’即可：

我们可以看到当第一次执行，第二次再执行就可以不输入指令，直接回车即可，这是因为gdb自动记录最近一条指令.
启动程序
语法：r(run)

图中为程序执行结果，因为没有设置断点，所以程序执行到结束。
设置断点
语法：b(breakpoint) 行号/函数名----指定在某一行打断点

这里我在代码的23、25、26行设置了断点。
查看断点
语法：info b

上面为我们设置的断点信息。

删除指点断点
语法：d 要删除断点编号

删除全部断点
语法：d breakpoints

启用/禁用断点
语法：disable 编号-----禁用断点

这里可以看到，我重新设置的断点编号是从4开始，而不是从1，这是因为我们没有重新启动gdb，所以编号会从上次的编号继续向下。

对比指令执行前可以发现，【Enb】从y状态变为n状态。
这里依然可以配合breakpoints使用，大家可以自己尝试
语法：enable 编号----启用断点

调试
语法：n------逐过程调试（不会进入函数体内部）
为了更好的体现这个效果我，我将编号7的断点删除了

r执行到达第一个断点处。

此时可以看到程序执行到断点处，并没有进入func函数内部，而是直接向下执行。
语法：s----逐语句调试，会进入调用函数内部

当使用s执行调试时，程序会进入调用函数内部。
显示/追踪变量信息
语法：p 变量名-----将变量信息显示在显示器上

也可以配合取地址符，显示变量地址。

语法：display 变量名 ----追踪显示变量（执行任何一条指令后，都将指定的变量显示出来）

语法：undisplay 编号------取消常显示

刚刚取消了忘截图，又重新设置的，所以编号变为了2
此时再执行其他指令，i就不会常显示了。
查看函数调用
语法：bt----可以看到函数逐级调用的过程

将上图和我们调试的代码结合起来可以看出，bt命令显示出的编号，和我们代码逻辑中函数调用顺序是相反的，而这种情况就是一个压栈的过程。你可以自己尝试，整个函数调用链都是遵循这个逻辑的，所以我们就可以使用这个命令来查看栈帧的创建情况。
修改变量值
语法：set var 变量名=指定值
例如：当我们在一个循环中，想查看当i=1000时的情况，而让程序一点一点跑就太麻烦了，这是我们就可以使用这个命令，进行指定设置。

for(i=0;i<10;i++){sum+=i;}

可以看到我们通过指令，直接将i的值设置为了5.
指定行调转
语法：until 行号-----------这里的行号指的是，代码所处行

当前调试程序执行至第九行。

1	#include<stdio.h>
2	void func2()
3	{
4	  printf("Hello Linux\n");
5	}
6	void func1()
7	{
8	  int i,sum=0;
9	  for(i=0;i<10;i++)
10	  { 
11	    sum+=i;
12	  }
13	  func2();
14	  printf("这是func1\n");
15	}
16	int func(int x)
17	{
18	  func1();
19	  return x+100;
20	}
21	int main()
22	{
23	  int a=0;
24	  printf("%d\n",a);
25	  int b =func(a);
26	  printf("%d\n",b);
27	  return 0;
28	}

我们直接程序跳转的13行处，执行func2函数：

强制执行函数
语法：finish--------强制执行所处函数，并返回到调用该函数的位置
为了演示，我们重新开始调试。

此时函数执行至func1函数，我们使用命令将该函数强制执行完。

可以看到此时，程序将func1函数强制执行完毕，并返回至调用处等待指令。
跳过结点
语法：c--------当我们在调试时，想要从一个断点直接跳转到下一个断点想对断，可以使用这个命令

大家结合上面代码的调用逻辑分析

这是当前所设置的断点，我期望从23行代码，直接运行至8行，中间的程序不让他显示的执行。（这是使用n或s命令无法办到的）

总结

当大家对指令比较熟悉时，gdb的使用还是比较简单的，以上是我个人，经常使用的命令，是对标VS下编译的调试功能来介绍的，如果这不能满足你的要求，可以搜一些更高级的用法。