【C++】GNU Debugger (GDB) 使用示例

GDB 使用示例

GDB的常用命令

GDB（GNU Debugger）是一种Unix下的程序调试工具，用于调试C、C++等编程语言编写的程序。以下是一些GDB的常用命令：

启动和退出：

• run 或 r：启动程序。
• quit 或 q：退出GDB。

查看源码和程序信息：

• list 或 l：列出当前位置附近的源码。
• info locals：显示当前栈帧的局部变量。
• info args：显示当前函数的参数值。
• info break：显示当前设置的断点信息。
• info files：显示被调试的文件信息。
• info functions：显示所有的函数名称。

设置断点：

• break 或 b：在指定位置设置断点。如 b main 在main函数处设置断点，b filename:linenum 在指定文件的指定行设置断点。
• rbreak：在所有匹配正则表达式的函数上设置断点。
• condition：为断点设置条件。

执行控制：

• continue 或 c：继续执行程序，直到遇到下一个断点。
• next 或 n：执行下一行代码，但不进入函数。
• step 或 s：进入函数。
• finish 或 fi：执行完当前函数，并返回到上一层函数。
• until 或 u：执行程序直到退出当前循环。
• jump 或 j：将程序计数器设置为指定地址，并继续执行。

查看和修改数据：

• print 或 p：打印表达式的值。
• set：修改变量的值。

日志和输出：

• set logging on/off：打开/关闭日志记录。
• set logging file [filename]：设置日志文件的名称。

其他命令：

• start：从main函数开始执行，并停在main函数的第一条语句。
• args：设置运行程序时传递给它的参数。
• show args：显示传递给程序的参数。
• kill：终止被调试的程序。

示例

创建项目目录和文件

首先，我们创建一个目录，并在其中创建必要的文件。

mkdir cmake_gdb_demo
cd cmake_gdb_demo
mkdir src
touch src/main.cpp
touch CMakeLists.txt

编写源代码

在src/main.cpp中，编写一个简单的C++程序，该程序包含一个错误的函数。

// src/main.cpp
#include <iostream>int add(int a, int b) {// 这里故意引入一个错误，将返回a而不是a+breturn a;
}int main() {int sum = add(2, 3);std::cout << "The sum is: " << sum << std::endl;return 0;
}

编写CMakeLists.txt

如果使用CMake编译你的C++项目，并希望包含调试信息以便使用GDB进行调试，你需要在CMakeLists.txt文件中指定构建类型为Debug。这通常通过设置CMAKE_BUILD_TYPE变量来完成。

# CMakeLists.txt
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)project(cmake_gdb_demo)
# 设置构建类型为Debug，这将包含调试信息  
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)  add_executable(cmake_gdb_demo src/main.cpp)

使用CMake构建项目

在项目的根目录下，创建一个构建目录并运行CMake。

mkdir build
cd build
cmake ..
make

使用GDB调试程序

现在，我们已经构建了程序，可以使用GDB进行调试。

gdb ./cmake_gdb_demo

在GDB中，按顺序执行以下命令：

• break main: 在main函数处设置断点。
• run: 运行程序，直到遇到断点。
• list: 显示源代码的当前部分。
• break add: 在add函数处设置断点。
• continue: 继续执行程序，直到遇到下一个断点。
• step: 进入add函数并执行下一条指令。
• finish: 执行add函数的剩余部分并返回到调用者。
• break 10: 在第10行设置断点。
• continue: 继续执行程序，直到遇到下一个断点。
• print sum: 打印sum变量的值（但此时它将是错误的，因为我们还没有修复add函数）。
• quit: 退出GDB。

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x921: file /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp, line 9.
(gdb) run
Starting program: /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/build/cmake_gdb_demo Breakpoint 1, main () at /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp:9
9	    int sum = add(2, 3);
(gdb) list
4	    // 这里故意引入一个错误，将返回a而不是a+b
5	    return a;
6	}
7	
8	int main() {
9	    int sum = add(2, 3);
10	    std::cout << "The sum is: " << sum << std::endl;
11	    return 0;
12	}
(gdb) break add
Breakpoint 2 at 0x555555554914: file /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp, line 5.
(gdb) continue
Continuing.Breakpoint 2, add (a=2, b=3) at /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp:5
5	    return a;
(gdb) step
6	}
(gdb) finish
Run till exit from #0  add (a=2, b=3) at /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp:6
0x0000555555554930 in main () at /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp:9
9	    int sum = add(2, 3);
Value returned is $1 = 2
(gdb) break 10
Breakpoint 3 at 0x555555554933: file /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp, line 10.
(gdb) continue
Continuing.Breakpoint 3, main () at /home/CppProjects/cmake_gdb_demo/src/main.cpp:10
10	    std::cout << "The sum is: " << sum << std::endl;
(gdb) print sum
$2 = 2
(gdb) continue
Continuing.
The sum is: 2
[Inferior 1 (process 23968) exited normally]
(gdb) continue
The program is not being run.
(gdb)quit

后续可以在IDE或文本编辑器中修复add函数中的错误，然后重新构建并再次调试。