Linux：调试器 - gdb

gbd基本概念

GDB (GNU Debugger) 是一个强大的命令行调试工具,用于调试各种编程语言(如C、C++、Java、Python等)编写的程序。使用 gdb可以帮助开发人员更快地定位和修复程序中的缺陷,提高代码质量和开发效率。它是 Linux/Unix 系统上最常用的调试工具之一。

先在Linux主机上安装gdb：

yum install -y gdb

该指令需要root权限，要么sudo进行提权，要么以root身份执行。

如果一个可执行程序想要被gdb调试，那么该可执行程序必须带有调试信息，也就是以debug形式发布。我们现在有一个test.c源文件：

如果直接使用gcc那么其编译出来就是release版本：

gcc -o test-r test.c

带上-g选项后，gcc会以debug形式编译：

gcc -g -o test-d test.c

可以看到的是，debug版本的可执行程序test-d明显比release版本的大。我们可以通过readelf指令来查看可执行文件中有没有调试信息，可执行文件也是有固定格式的，这个格式叫做ELF，而readelf指令就是用于查看可执行文件内部内容的。

先查看release版本的文件：

readelf -S test-r | grep debug

以上指令，管道左侧用于输出可执行文件内的内容，右侧用于筛选含debug的字段，最后该指令什么也没有输出，说明release版本内部不存在debug信息，也就是调试信息。

再查看debug版本的文件：

readelf -S test-d | grep debug

输出结果如下：

可见该文件内部确实有debug调试信息。

随后我们就可以直接用gdb来调试可执行程序了：

gdb test-d

当看到以下页面，说明成功开始调试了：

如果想退出，输入q或者ctrl + d。

gbd调试

我以以下代码为例，来进行调试示范：

#include <stdio.h>

int getNum(int n)
{
    int sum = 0;

    int j;
    for(j = 1; j <= n; j++)
    {
        sum += j;
    }

    return sum;
}

int main()
{
    int i, num = 0;

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

    printf("%d\n", num);

    return 0;                                                                                           
}

浏览

l #：列出以#行为中心的10行代码

l：从上一次的最后一行开始，列出往后的10行代码

此处的l也可以改为list。

第一次执行l 1，就会列出从第1行开始的代码：

再次输入l，则会从上一次的后一行代码开始，也就是第11行开始：

输入l 16：

其不是从第16行开始，而是把第16行放在最中间，之前l 1从第一行开始，是因为第一行上面没有代码了。

l 函数名：列出某个函数的源代码

比如l main，就是列出main函数的代码：

不过其不是把main放在第一行，而是把main放在中心。

断点

b #：在行号为#处设置一个断点、

b 函数名：在函数的开头设置一个断点

b是break的简写，此处的b改为break也可以。

现在我们要在第22行设置断点，输入b 22：

其显示我们把断点设置在了第22行，断点序号为1。

再给getNum函数设置一个断点，b getNum：

其显示我们把断点设置在了第5行，断点序号为2。

如果想查看我们设置过的断点：

info b：查看断点信息

此时就列出了目前所有的断点信息，Num表示断点编号；Enb表示当前断点是否生效；What描述了该断点的信息。

d #：删除编号为#的断点

此处d为delete的缩写，把d换为delete也可以。

使用d 2，把编号为2的断点删掉：

此时再info b，就只剩下编号为1的断点了。

disable #：禁用编号为#的断点

使用disable 1，把1号断点禁止：

再次info b，可以看到一号断点的Enb属性变为n了，表示该断点失效了。

enable #：启用编号为#的断点

使用enable 1，把1号断点启用：

再次info b，可以看到一号断点的Enb属性变为y了，表示该断点启用了。

总结一下断点相关命令：

运行

r：运行程序

此处r是run的简写，使用run也可以

对当前程序使用r后，直接执行到了结尾，并输出结果165，exit normally表示程序正常退出。

现在我们使用b getNum在getNum函数上打一个断点，再次执行r指令：

可以看到，此时没有直接执行完程序，而是执行到断点处就停止了。我们再执行一次r：

其发出询问："是否要从头开始执行"，也就是说第一次使用r指令，会执行到下一个断点，如果没有断点就执行到程序结束，但是每次使用r都必须是从头开始执行的。因此r指令一般用于进入程序，后续的调试一般不用r。

c：执行到下一个断点

此处的c是continue的缩写，使用continue也可以。

对刚刚的程序执行c：

第一次执行r指令，到达第一个断点，也就是第一次调用getNum的时候，此时参数n = 0。第二次执行c指令，到达下一个断点，第二次调用getNum此时参数n = 1。因此c用于断点之间的跳转。

n：逐过程调试

现在我们删除原先的getNum断点，把断点打在第22行：

也就是语句num += getNum(i);处。

对该程序多次使用n：

第一次执行n，停在了for循环的语句；第二次执行n，停在了num += getNum(i);；第三次执行n，停在了for循环的语句。

逐过程调试的特点在于不会进入函数内部，把函数当成一个语句执行。

s：逐语句调试

示例：

一开始我们处于num += getNum(i);中，此时执行s指令，其直接跳转到了getNum函数的内部，到达其第一条语句int sum = 0;。

逐语句调试的特点在于会进入函数内部，详细展示函数内部的执行细节。

finish：执行到当前函数返回

示例：

一开始我们处于getNum函数的第一条语句int sum = 0;处，此时直接执行finish指令，跳转到了函数结束，并告知本次调用函数返回值为6。

总结：

变量

我们也可以在gdb中随时查看变量的值。

p #：输出变量值

示例：

现在处于某一次调用getNum的过程中，使用p sum得到当前sum = 15；p j得到当前j = 5；p n得到当前n = 8。

display #：跟踪名为#的变量，每次调试都会输出该变量的值

示例：

先跟踪n，sum，j三个变量：

支持c进行调试：

可以看到，其附带输出了n，sum，j的值。

每个变量前面都要一个数字，这是每个变量的编号。

undisplay #：取消对编号为#的变量的跟踪

示例：

一开始跟踪了n，sum，j三个变量，此时执行指令undisplay 2，就取消跟踪了sum变量。再次调试时，就没有sum变量了。

总结：