⌨ 运行 / 调试

r(run) —— F5【无断点直接运行、有断点从第一个断点处开始运行】

• 首先若是将断点删除掉，使用【r】指令运行的话就会直接运行到程序结束

• 再加上断点去运行的话就会在打的断点处停下来

⌨ 逐过程和逐语句

n(next) —— 逐过程【相当于F10，为了查找是哪个函数出错了】

• 可以看到，我从第一个断点处也就是20行的位置开始执行，按下【n】之后因为在其后即22行有一个断点，此时就会直接运行到断点处

s(step) —— 逐语句【相当于F11，一次走一条代码，可进入函数，同样的库函数也会进入】

• 此时我们按下【s】，也就相当于是【step】，让程序一步一步地走，继而进入了AddToTop这个函数，若是你在printf()语句要执行时按下【s】的话gdb就会进入printf()库函数内部去执行，这里就不展示了

• 接下去我们可以就继续【n】，然后进行逐过程调试，来到for循环中，那么逐过程也就是==变量i的累加和计数器count的累加==，所以会反复执行（通过图中最左侧可以看出是第8行和第10行在反复执行）
• 可以看到后面我没有再按【n】了，但是依旧会执行上面的步骤，这点上面也有提到过，因为gdb会自动化记忆你上一次执行过的命令，所以若是不想再敲了，直接Enter就可以了

⌨ 打印 / 追踪变量

p(print) 变量名 —— 打印变量值

• 都执行了那么多次了，不知道【i】和【count】发生了怎样的变化，将它们打印出来看看吧💻

• 通过继续执行【n】，然后再去打印就可以发现i的值和count的值发生了变化

但是你不觉得这样每次去打印会显得很繁琐吗，那一定会的，所以我们有更好的办法💡

display —— 跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值【变量/结构体..】

• 我们也可以去追踪一下这两个变量的地址，不过可以看到对于地址来说是不会发生改变的

undisplay + 变量名编号 —— 取消对先前设置的那些变量的跟踪

• 但是呢，每次都追踪打印这么多内容又太多了，我想把它们取消了可以吗？答：当然是可以的
• 既然有display，那就有undisplay

⌨ 查看函数调用

bt —— 看到底层函数调用的过程【函数压栈】

• 通过仔细观察刚才追踪的4个变量最左侧的编号，就可以看到它们的排列的顺序是倒着的。因为变量i和变量count是我们先追踪的，它们的地址是我们后追踪的，所以可以看出这很像是一个==压栈的过程==

• 其实不仅是对于它们，AddToTop函数和main函数也呈现这样的关系。此时我们就可以通过【bt】这个指令来查看函数压栈的过程，此时便可以看到因为

⌨ 修改变量的值

set var —— 修改变量的值

• 对于这个修改变量的值，很像是在VS里调试之前设置的那种条件断点，可以使调试开始后直接运行到此断点处。不过对于【set var】而言是在调试过程中进行设置

我们也可以到VS中来看一下条件断点是如何设置的

在右击选择【条件】后，就可以输入你本次执行代码想要从哪个条件开始，然后按下Enter，启动调试之后就会从你设置的条件处开始执行

排查问题三剑客🗡

掌握了上面的这些，你就可以在Linux下调一些简单的代码了，不过想做到高效地进行调试，就需要学习一下【三剑客】

⌨ 指定行号跳转

until + 行号 ——  进行指定位置跳转，执行完区间代码

• 可以看到，当前在for循环内容执行累加的逻辑，但若是我们一直这么执行下去，就没有时间排错了，除了上面的哪一种【set var】之外，还有一种方法其实起到直接结束当前循环的作用，那就是进行==指定行号跳转==
• 通过观察下图可以看到，当我们运行了until 13之后，程序直接就给出了我们最终的结果count，而且即将要执行最后的打印语句，说明我们跳转成功了

• 不过呢，在我使用这个【until】的时候，遇到了一个bug，此时我在循环内部，也就是第10行的位置打了一个断点，用过VS调试器的都知道一直按F5就可以立即执行下一次循环。
• 我在上面是没有打上断点的，所以使用【until】的时候也没有出现问题，但是在下面我在循环内部设置了一个断点，此时再去使用【until 13】进行跳转的时候就出现问题了，并没有马上跳转到指定的行号，而是接着执行循环中的内容

⌨ 强制执行函数

finish —— 在一个函数内部，执行到当前函数返回，然后停下来等待命令

• 有时候我们会有这样的需求，在初步排查的时候推断可能是某个函数内部的逻辑出了问题，但是呢又不想一步步地进到函数内部进行调试，==在VS中其实很简单，只需要在函数下方设个断点，然后F5直接运行到断点处即可==
• 但是在Linux下的gdb中，我们可以使用【finsh】指令来直接使一个函数执行完毕。从下图我们可以看到，首先【s】进到函数内部，接下去我直接使用finish，可以看到它直接回到了调用函数的位置，returned了一个返回值

• 然后可以看到，在获取到返回值后，也就直接进行了printf打印

⌨ 跳转到下一断点

c(continue) —— 从一个断点处，直接运行至下一个断点处【VS下不断按F5】

• 这点也是我刚才在上面有提到过的，在VS中，我们要直接跳转到下一个断点处只修要按下F5即可，那在gdb中该如何操作呢，你需要敲个【c】就可以了
• 从下图我们可以看出，对于这个指令的用处可谓是非常大，当我处于第一个断点也就是20行的时候，直接敲下【c】，就可以运行到第二个断点处也就是第10行。之后若反复敲【c】，因为这是一个单语句的循环，所以循环的下一次还是会执行到此处。==上面的这两个功能就和我们在VS中用的F5是一个道理==

四、实战演练：Swap Two Numbers

:book:纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行🔨 ————————————

以下是本次调试所要使用到的代码，相信你一定非常熟悉了，也就是使用指针交换两数，如果想看细节讲解可以看看我的函数章节

  1 #include <stdio.h>
  2 
  3 void swap(int* x, int* y)
  4 {
  5     int t = *x;
  6     *x = *y;
  7     *y = t;                                                                                            
  8 }
  9 int main(void)
 10 {
 11     int a = 10;
 12     int b = 20;
 13 
 14     printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
 15 
 16     swap(&a, &b);
 17 
 18     printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
 19     return 0;
 20 }

• 首先我们在程序第16行设置上一个断点，然后【r】从第15行开始运行

• 然后我们使用【s】进入到swap函数中，因为我首先不想调试，想先立马看看运行结果，但是此时又已经进入调试了，那么我们就可以使用到【finish】来立马执行完这个函数，然后观察一下结果
• 可以看到，最后打印出结果的时候a和b的值确实发生了交换

• 既然清楚了二者会进行一个交换，接下去我们就逐语句【n】进行一个单步追踪吧
• 因为提前看了执行结果，所以我们要重新开始调试，按下【r】即可，它会询问你是否需要重新开始调试，选择y之后就可以重新从16行开始进行调试

• 首先通过【display】记录一下两个变量的值和地址

• 接着按【s】进入到swap函数里，追踪一下指针x和指针y的内容，也就是它们所存放的地址，就可以看到，函数内部已经接受到了这两个变量的地址

• 但是我们后面不想再查看它们了，只需要看值是否被修改，此时就可以取消对它们的跟踪【undisplay】

• 然后对我们要观察的值变化继续做一个追踪
• 并且在执行完第一个语句t = *x时，临时变量t中已经存放了变量a的值，也就是指针所指向的那块空间中的值

• 接下去执行*x = *y，此时*x中的值就发生了变化，因为指针x可以直接找到变量a的地址，所以可以对其中的内容做修改，就变为了20

• 接下去执行*y = t，同理，指针y可以直接找到变量b的地址，所以可以对其中的内容做修改，将原本保存在临时变量t中的10赋值给到*y，也就修改了其中的内容

• 再按【n】的话这个swap函数就执行结束了，回到了main函数，就可以清楚地看到函数内部的修改带动了函数外部值的变化，真正地通过【传址调用】交换了两个数

敲黑板：重点来了

• 但是我不仅想让你看到这些，更加重要的一点不知你有没有发现，刚才我们在main函数中追踪的变量a和变量b的值与地址，到了swap()中就不见了，这是为什么呢？
• 其实就是因为两个函数的函数栈帧不同，变量a和变量b位于main函数的函数栈帧中；而指针变量x和指针变量y位于swap函数的函数栈帧中，是互不相干的，临时变量除了函数栈帧就会被销毁【如果听不懂这些请看反汇编深挖【函数栈帧】的创建和销毁】
• 但是因为在swap()内部接受到了外部两个变量的地址，所以在函数内部就可以通过这两个指针找到这两个变量的地址，从而对这两个空间中的内容做一个修改的操作

通过以上的实验演练，你是否对调试器GDB的使用更上一层楼🐧

五、总结与提炼

最后来总结一下本文所学习的内容:book:

• 在本文的开始，我们在初见GDB的时候发现了【no debugging symbols】的报错信息，于是便谈到了一个可执行程序的【DeBug】版本和【Release】版本，知道了对于前者来说是我们程序员使用的环境，是存在调试信息的；对于后者来说是测试人员所处的环境，是不存在调试信息的。而对于gcc/g++而言默认生成的可执行程序就是【Release】版本的，因此我们要加上一个-g命令选项使其在make之后生成一个【DeBug】版本的可执行程序，这样就可以进行调试了
• 接着我们正式进入到了调试器GDB的使用，介绍了很多相关的指令，这些都是我整理出来的常见指令，其实对于GDB来说还有很多指令，但是真正常用的也就这些，==只要你认真地看下来，将它们都使用熟练了，相信你的调试功底会大幅度提升==，对你在VS中的调试也是有所帮助的
• 最后，在学习了GDB的许多调试指令后，我们便进行了【Swap Two Numbers】的实战演练，不仅巩固了C语言中有关传址调用以及函数栈帧的相关指知识，而且使我们对于调试器GDB的使用更上一层楼↑

以上就是本文要介绍的所有内容，感谢您的阅读:heart: