Linux下的调试器 ： gdb指令详解

server/2024/10/10 11:57:57/
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gdb是什么

        gdn是linux下的一个开源的命令行调试器，它可以帮助程序员在调试程序时跟踪程序运行过程中的错误。它可以用于C、C++、Fortran、汇编语言等多种编程语言。通过GDB，你可以在程序运行时中断程序的执行，查看和修改变量的值，设置断点，单步执行代码，打印函数调用栈等操作。

       基于gdb强大的调试能力，我们可以快速定位程序运行过程中的错误。现在就让我们来学习它的使用吧。

调试信息

       程序的发布方式有两种，debug模式和release模式 ，那么我们之前gcc编译生成的可执行文件是那种类型呢？我们要知道生成的可执行文件是二进制文件，使用了ELF格式，而readelf指令就可以用来查看ELF文件的信息。
我们先创建一个test1.c文件 
#include<stdio.h>
int add(int i)
{int sum=0;for(int j=0;j<=i;j++)sum+=j;return sum;
}
int main()
{int sum=0;for(int i=0;i<=10;i++){sum+=add(i);}printf("%d\n",sum);return 0;
}

现在对他进行gcc，因为我们gcc默认不支持c99的语法，所以要加上-std=c99来让他支持

gcc -o test1.exe test1.c -std=c99

可以看到文件生成了，并且可以正常运行，接下来我们来查看他的调试信息，即debug信息 
readelf -S test1.exe |grep debug

        以上指令，管道左侧用于输出可执行文件内的内容，右侧用于筛选含有debug字段，最后该指令什么也没有输出，说明gcc默认生成的可执行文件不包含debug信息，无法被调试。

  • 得出结论：

       gcc默认发布的是release版本，要想发布debug版本，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项 

gcc -o test1.exe.debug test1.c -std=c99 -g

文件正常生成并且运行正确

输入指令查看调试debug信息 
readelf -S test1.exe.debug |grep debug

成功发现debug信息

  1 #include<stdio.h>2 int add(int i)3 {4     int sum=0;5     for(int j=0;j<=i;j++)6         sum+=j;7         return j;8 }9 int main()10 {11     int sum=0;12     for(int i=0;i<=10;i++)13     {14         sum+=add(i);15     }16     printf("%d\n",sum);17     return 0;                                                                                                                                                                                                18 }

gdb调试过程

进入gdb

输入指令

 gdb test1.exe.debug

出现一堆信息后左下角出现（gdb）说明进入了调试过程
输入：ctrl + d 或 quit 命令即可退出

查看代码信息

  • 指令：l n

以第n行为中心，显示10行代码

  • 指令l
从上次显示的代码结尾开始，显示10行
展示：
输入 l  5，显示周围10行
再输入l，显示接下来10行，但是因为我代码不足10行所以就只显示剩下的部分
l+函数名，以该函数为中心，显示10代码
注意gdb会自动记录你最近一次的指令，如果你直接输入回车，他就会执行上一次的指令

断点：

  • b +行号
在该行设置一个断点 
(gdb) b 12
Breakpoint 1 at 0x40055a: file test1.c, line 12.

gdb提醒我们 把断电设置到了test1.c文件的第12行

  • b +函数
在该函数定义的开头设置一个断点 
(gdb) b add
Breakpoint 2 at 0x400524: file test1.c, line 4.

gdb提醒我们 把断电设置到了test1.c文件的第12行，因为add函数的定义是从第四行开始的

b是break的缩写，我们用break代替b也是可以的

(gdb) break 16
Breakpoint 3 at 0x40057a: file test1.c, line 16.
  • info b

显示断点信息

(gdb) info b
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x000000000040055a in main at test1.c:12
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400524 in add at test1.c:4
3       breakpoint     keep y   0x000000000040057a in main at test1.c:16
  1. Num那一列是断点的编号
  2. type那一列是类型（断点）
  3. Enb表示断点关闭或启动状态
  4. what是断点位置
  • d+断点编号

表示删除该断点，d是delete的缩写，二者可以相互替代

展示：可以发现我们成功删除了第三个断点

(gdb) delete 3
(gdb) info b
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x000000000040055a in main at test1.c:12
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400524 in add at test1.c:4
  • disable+断点编号

关闭该断点，注意是关闭不是删除

展示：可以发现此时2号断点的状态变成了关闭

(gdb) disable 2
(gdb) info b
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x000000000040055a in main at test1.c:12
2       breakpoint     keep n   0x0000000000400524 in add at test1.c:4
  • enable+断点编号

开启断点，与disable相对

可以发现此时2号断点的状态变成了开启

(gdb) enable 2
(gdb) info b
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x000000000040055a in main at test1.c:12
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400524 in add at test1.c:4

运行：

  • r：

run的缩写，使用run也可以

开始运行程序，直到程序结束或遇到断点

我们先把断点关了

输入r指令，发现程序直接运行到结束 
(gdb) r
Starting program: /home/qingguo/project7_gdb/test1.exe.debug 
220

再把断点都打开，发现程序停在了第一个断电处

(gdb) r
Starting program: /home/qingguo/project7_gdb/test1.exe.debug Breakpoint 1, main () at test1.c:12
12	    for(int i=0;i<=10;i++)

我们继续输入r

The program being debugged has been started already.
Start it from the beginning? (y or n)

它说程序已经启动了，是否要重新启动，可以看出r不能帮我们进入后面的程序

  • c

是continue的缩写

继续执行程序直到程序结束，或者遇到下一个断点，

(gdb) continue
Continuing.Breakpoint 2, add (i=0) at test1.c:4
4	    int sum=0;
  • 逐过程-n

我们重新执行r，再输入n

我们在第12行设置了断点，所一程序现在这里停了下来，接着输入n，从第12行进入了第14行，这是因为13行是一个上括号｛，这在gdb看来是不需要进行操作的，所以跳过了

Breakpoint 1, main () at test1.c:12
12	    for(int i=0;i<=10;i++)
(gdb) n
14	        sum+=add(i);
(gdb)

        相信大家都记得逐过程的特点是不会进入函数内部，而会把调用函数所在语句当成一条语句。我们来演示一下

(gdb) n
14	        sum+=add(i);
(gdb) nBreakpoint 2, add (i=0) at test1.c:4
4	    int sum=0;

唉？不是，哥们，怎么进去了，这怎么想都进不去吧

        其实是因为我们最开始在add函数里放了断点，所以输入n后在执行函数内容时程序会被停下来，我们去掉断点就好了

12	    for(int i=0;i<=10;i++)
(gdb) n
14	        sum+=add(i);
(gdb) 
12	    for(int i=0;i<=10;i++)
  • s逐语句调试

会进入函数内部

12	    for(int i=0;i<=10;i++)
(gdb) s
14	        sum+=add(i);
(gdb) s
add (i=3) at test1.c:4
4	    int sum=0;

finish执行到当前函数结束，有返回值还会告诉你返回值

(gdb) finish
Run till exit from #0  add (i=3) at test1.c:4
0x000000000040056d in main () at test1.c:14
14	        sum+=add(i);
Value returned is $1 = 6
  •  until +行数 

输入r后程序开始运行，在输入until+行数可以直接运行到该行

(gdb) until 14
main () at test1.c:14
14	        sum+=add(i);

查看变量：

  • p+变量名

显示该变量的值，

12	    for(int i=0;i<=10;i++)
(gdb) p i
$2 = 3
  • display+变量名

跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值

(gdb) display i
5: i = 5
(gdb) display sum
6: sum = 35
(gdb) n
14	        sum+=add(i);
6: sum = 35
5: i = 6
  • undisplay+编号

取消对先前设置的那些变量的跟踪

可以发现每次显示的i和sun左边都有一个编号，一个是5一个是6，我们输入undisplay 5

(gdb) n
12	    for(int i=0;i<=10;i++)
6: sum = 84
  • set var：
在程序运行时修改变量的值 
(gdb) set var i=8
(gdb) p i
$5 = 8
  • breaktrace(或bt)：
查看各级函数调用及参数 
(gdb) bt
#0  main () at test1.c:14

我们现在再main函数中，下面使用until跳转到add里

(gdb) bt
#0  add (i=0) at test1.c:4
#1  0x000000000040056d in main () at test1.c:14

可以看到#0后面是add函数，而#1后面是main函数，说明main函数里调用了add，并且我们当前处于add中

  • info（i) locals：
查看当前栈帧局部变量的值 
(gdb) info locals
sum = 0
(gdb) i locals
sum = 0

        我们今天学习了gdb调试时会用到的十几条指令，下去记得好好复习，才能在以后调试的时候合理使用。

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