gdb调试教程

什么是gdb
实战
- 安装gdb

什么是gdb

GDB（GNU Debugger）是一个功能强大的调试器，用于调试和分析程序的运行。它是自由软件基金会（FSF）的 GNU 项目的一部分，可在多个操作系统上使用，包括 Linux、Unix、Windows 等。

GDB 可以帮助开发人员在程序运行过程中找到和修复错误，以及分析程序的行为和性能。它提供了一系列的命令和功能，用于设置断点、单步执行、查看变量和内存、跟踪函数调用等。通过与编译器和调试信息配合使用，GDB 可以提供丰富的调试信息，帮助开发人员深入了解程序的执行过程。

GDB 支持多种编程语言，包括 C、C++、Objective-C、Fortran、Java 等。它可以与不同的编译器和开发环境集成，例如 GCC、Clang、Visual Studio 等。

使用 GDB，开发人员可以通过在程序执行过程中检查和修改变量的值、跟踪函数调用和返回、查看程序的堆栈和内存状态等来诊断和解决问题。它还支持调试多线程程序和远程调试，使得在复杂的开发场景下进行调试变得更加方便和灵活。

实战

安装gdb

ubuntu安装gdb：sudo apt install gdb
centos安装gdb：sudo yum install gdb

1、准备好调试的代码

创建 main.cpp，文件内容如下：

#include "iostream"
int getAge(){
    int count=0;
    count ++;
    std::cout <<"getAge function" << std::endl;
    return 1;
}
int main() {
    std::cout << "Hello, World! yeindong" << std::endl;
    std::cout << "getAge:"<<getAge() << std::endl;
    return 0;
}

2、编译

输入以下命令进行编译

g++ main.cpp -g -o main_gdb

其中，-g表示编译生成的目标文件中包含了源代码的调试信息，这些信息可以在调试器中使用；
没有报错就表示成功

如果是大项目有多个文件，就得用makefile来编译，以下是一个makefile示例

main=main.o
student=student.o
man_student=main.o student.o
main : $(man_student)
    g++  -g -o main $(man_student)
$(main): main.cpp
    g++ -g -c main.cpp
$(student):  student.cpp student.hpp
    g++ -g -c student.cpp student.hpp
clean :
    rm main $(man_student)

3、启用gdb调试

输入以下命令即可开启gdb调试，main_gdb 是刚刚编译后生成的可执行文件；

gdb main_gdb

4、break 断点相关指令

那上面的代码例子，添加断点有5种方式，
比如我们想要调试getAge函数，那么就输入以下命令即可

break getAge

其他添加断点的方式

# 在程序的第5行添加断点
b 5
break 5
# 在main.cpp的第10行添加断点
b main.cpp:10
break main.cpp:10
# 条件断点，当满足条件时自动断点,当i变量等于10的时候断点
break if i == 10
b if i == 10
# 在指定地址添加断点
break *0x12345678
b *0x12345678

这样一个断点就打好了，还会告诉你断点在main.cpp的第4行

另外，如果我们打了很多断点，可以通过以下指令来查看所有的断点

infp break
i b

可以看到，目前有一个断点，最左边的1是这个断点的编号，

5、run运行程序

在第4步已经打好断点了，然后就可以运行了，输入以下指令后会自动运行到断点的位置后停住

run

运行后我们发现，自动运行到断点的位置了；

未完待续

6、continue 断点处继续执行

刚刚已经执行了run指令运行到断点位置了，通过以下指令可以让它继续执行到下一个断点，如果没有断点就会执行到结束为止；

continue

当看到[Inferior 1 (process 10693) exited normally]字符串的时候就表示已经程序已经执行完毕了；

7、delete / clear 删除断点

删除断点有2种方式，分别为delete 和 clear

1、清除所有断点

delete # 清除前会提示确认，确认候才会删除所有断点

2、delete 删除通过编号单个断点
delete只能通过编号删除断点

delete 断点编号

先通过 info break 查询断点的编号为6，然后通过delete 6 删除断点

3、clear 删除断点
clear可以通过函数名称删除断点

比如现在要删除 getAge 函数的断点

clear getAge

执行后发现，编号为7的getAge函数断点已经没了

8、next 单步执行

在运行过程，可以通过next进行单步或者多步执行

# 单步执行
next 
n
# 一次性执行2步
next 2
n 2

9、step 进入函数内部

在执行断点时可以进入函数内部

step

先在 std::cout << "getAge:"<<getAge() << std::endl; 所在行打上断点，然后输入 step 指令，会发现断点就进入到了getAge函数内部了

10、print 查看变量的值

print 变量名

11、set var xxx = x 设置变量的值

设置变量的值为10

set var count = 10

12、watch 监听变量的值

watch 用于监听变量的值,当变量的值发生改变时会自动暂停，并打印出改动前后的值，注意，必须先run了之后再设置watch指令，也就是说，如果我要监听 count，必须在栈中存在这个变量才能监听，否则是无法监听的

watch xxx

设置后，类型为 hw watchpoint

运行后监听到了count变量的变化，会打印出新值和旧值

12、backtrace查看函数调用栈

在 GDB 中，您可以使用 backtrace 或 bt 命令来查看当前的函数调用堆栈。

以下是使用

backtrace
bt

在 GDB 中启动程序并运行到断点处。
在 GDB 的命令行中输入 backtrace 或 bt 命令。
GDB 将显示当前的函数调用堆栈，包括函数名、源文件和行号。

15、frame 查看某个栈的信息

学过数据结构都知道，栈是遵循先入后出的规则；也就是说，用bt指令查看到最顶部的栈信息就是当前断点所在的地方；

# 查看栈顶信息
frame
f
frame 0
f 0
# 查看第二层栈的信息
frame 1
f 1

接下来我们先用bt查看所有栈信息，然后在用f 0 和 f 1 查看栈顶和第二层栈信息

通过以下指令可以查看更详细的信息

# 查看栈顶的详细信息
info frame
info frame 0
i f
i f 0
# 查看第二层的栈详细信息
info frame 1
i f 1

14、x命令查看内存值内容

可以使用examine命令(简写是x)来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示：

x/<n/f/u> <addr>

其中 n、f、u都是是可选的参数。 addr 是需要查看的内存起始地址

参数 n：查看的内存长度

参数 n 是一个正整数，表示显示内存的长度，也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。

参数 f：显示格式

格式如下

格式	说明
x	按十六进制格式显示变量。
d	按十进制格式显示变量。
u	以无符号十进制格式显示数据。
o	按八进制格式显示变量。
t	按二进制格式显示变量。
a	按地址格式显示变量。
c	按字符格式显示变量。
s	按字符串格式显示变量。
f	按浮点数格式显示变量。

参数 u：显示的字节数量

u 表示从当前地址往后请求的字节数，如果不指定的话，GDB默认是4个bytes，当我们指定了字节长度后，GDB会从指内存定的内存地址开始，读写指定字节，并把其当作一个值取出来。

参数可以用下面的字符来代替

格式	说明
b	表示单字节，
h	表示双字节，
w	表示四字节（默认值）
g	表示八字节。

举个栗子

默认什么参数都不带的情况下，展示长度为1，以10进制的方式展示

(gdb) x 0x602008  # 等价于 x/1db 0x602008
0x602008:    33

以16进制的方式查看 2个8字节长度的值，总共查看了2*8=16个字节的值

(gdb) x/2xg 0x602000
0x602000:    0x0000000000000000    0x0000000000000021

以16进制查看地址后面10长度的值，

(gdb) x/10xb 0x602000
0x602000:    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00    0x00
0x602008:    0x21    0x00

以10进制查看地址后面10长度的值，

(gdb) x/10db 0x602000
0x602000:    0    0    0    0    0    0    0    0
0x602008:    33    0

15、quit 退出gdb

输入以下内容即可退出gdb调试

q
quit