【Linux】gdb-调试代码的工具

目录

一、概述

1.1 gdb是什么

1.2 为什么要使用gdb

二、gdb的简单使用

2.1 安装gdb

2.2 软件的debug版本和release版本

2.3 使用gdb

在之前的学习中，我们已经能够用vim编写和gcc/g++编译代码了，下面来学习如何调试代码。

一、概述

1.1 gdb是什么

在Linux系统中，GDB（GNU Debugger）是一个强大的、灵活的、开源的调试工具，用于对程序进行调试。它允许开发人员在程序崩溃或者运行出错时检查程序的内部状态，跟踪代码的执行过程，并尝试找出程序中的错误。

gdb是 GDB 命令行工具的缩写形式，可以在终端中使用该命令启动 GDB 调试器。

1.2 为什么要使用gdb

我们在编写代码时总会有各种各样的错误，这些错误基本可以分为两类：

1. 语法错误：编译器会报错，解决比较方便
2. 逻辑错误：此时就需要调试代码

虽然我们有各种各样的IDE，但是对于从事 Linux C/C++ 开发的程序员来说，大多数都需要熟悉gdb调试工具。尤其当不具备IDE的环境时(嵌入式系统等资源限制的场景)，gdb以其占用资源少、开源免费和方便实用的优势被广泛使用。

二、gdb的简单使用

在Linux下调试代码分为两步：

1. 调试代码的思路。
2. 调试代码的工具。

确定问题、分析缩小范围、找到问题所在、提出解决方案。这种调试代码的思路都是一样的，所以调试代码侧重点在于把调试思路用在gdb这个调试工具上

2.1 安装gdb

1. 打开终端并输入以下命令来安装gdb:

   sudo yum install -y gdb

2. 安装完成后，您可以使用以下命令来验证gdb是否成功安装:

   gdb --version

2.2 软件的debug版本和release版本

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式，debug模式可以被调试，release版本用于测试和发布。
原因：测试人员要测试的代码，必须是用户最终用的，debug版本有很多调试信息，这些信息用户不需要而且也会使软件资源占用较大。release版本的代码都是用户需要的。

使用 gdb <可执行程序名>  即可进入调试模式，

但要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项，否则报错。

Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式。 
证明：1.在debug发布的时候，一定要给可执行程序内部添加debug信息，否则无法调试!
           2.release文件更小

我们在Linux中形成的可执行程序格式：ELF格式  ，包含很多可执行程序的信息，如代码开始和结束的位置，用以下命令读取。

readelf -S <可执行程序名> -g | grep -i debug

-S 读取二进制文件构成， -i 忽略大小写

执行readelf -S <可执行程序名> -r | grep -i debug  不会显示信息，因为没有release版本没有调试信息。

结论：如果你想让你的程序被调试，必须加 -g 以debug方式发布!

2.3 使用gdb

使用 gdb <可执行程序名>  即可进入调试模式，q 退出

 常用的 gdb 命令：

• list(l) 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
• list(l) 函数名：列出某个函数的源代码。
• run(r)：运行程序。
  类似vs的F5，没有断点是直接运行。
• next(n)：单条执行。
  类似Vs的F10
• step(s)：进入函数调用
  类似Vs的F11
• break(b) 行号：在某一行设置断点
  b 18 给当前文件18行打断点
  b mycode.c:20    在mycode.c的第20行打断点
• break(b)  函数名：在某个函数开头设置断点                     
  b main    在main函数的入口处打断点
  b mycode.c:ADD   在mycode.c的ADD函数的入口处打断点
• info(i) break(b) ：查看断点信息。
  
  Enb：使能，即断点有没有开启/生效
• finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
  运行一个函数至函数完成
• print(p)：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
  print(x+1) 将输出 x+1 表达式的计算结果。
• p 变量：打印变量值。
  p x 将输出变量 x 当前的值
• set var：修改变量的值
  不是一直执行到变量为该值，而是直接修改变量，最终结果可能不符合期望，例如累加。
  常用于条件判断
• continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
  从一个断点运行到下一个断点处
• run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
• delete breakpoints：删除所有断点
• delete breakpoints n：删除序号为n的断点
• disable breakpoints：禁用断点
  断点存在，但是不起作用
  
• enable breakpoints：启用断点
  与 disable 相反，该命令将启用当前所有被禁用的断点，使它们重新生效。
• display 变量名(或变量的地址)：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
  长显示一个变量，并带上编号，从下往上递增
  
• undisplay n：取消对先前设置的序号为n的变量的跟踪
  取消长显示，序号递增不会重复
  
• until X行号：跳至X行
  如果目的行不是有效代码( '{' '}' 或空格 )，将会跳到下一个有效代码的位置。
  不用打断点就可以跳到指定行，常用于循环。
• breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
  查看调用堆栈
• info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
• quit：退出gdb

注：

1. list可简写成 l ，break 可简写成 b ，print 可简写成(p)，continue 可简写成 c ，
   run可简写成 r ，info 可简写成 i ，quit 可简写成 q
2. gdb会记录最近执行的命令，按回车键可执行上一次的命令。
   例如输入 l 后，按回车键直接继续向下展开代码，直至结束，不用再输入“l 行号”。
3. gdb文件可以根据文件的行号、文件名打断点，但是删除断点时不能使用行号或函数名，只能根据断点编号删除（使用info b查看）
4. 在一个调试周期中，断点的编号是一直递增的，一个编号只会出现一次，退出gdb模式时，所有的断点信息被清空

以上所讲都是常用命令，希望大家能够熟练使用，也希望大家能在网上搜索和学习gdb的其他使用方法。