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调试是程序开发中不可或缺的关键环节,而GDB(GNU Debugger)作为Linux环境下最强大的调试工具之一,能够帮助开发者快速定位内存泄漏、程序崩溃和逻辑错误等问题。本文将全面解析GDB的核心功能,并通过真实案例演示如何高效使用这个调试利器。
一、安装GDB:简单几步,轻松搞定
Ubuntu/Debian:
sudo apt-get update
sudo apt-get install gdb build-essential -y # 安装调试工具链
sudo apt-get install glibc-source libc6-dbg # 安装调试符号库
CentOS/RHEL:
sudo yum install gdb elfutils-libelf-devel
debuginfo-install glibc
Windows WSL:
wsl --install -d Ubuntu
sudo apt-get install gdb
macOS系统:
对于macOS用户,安装GDB也毫不费力。首先,我们需要安装Homebrew,这是macOS上的一个包管理工具。打开终端,输入以下命令来安装Homebrew:
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
安装完成后,就可以用Homebrew来安装GDB了:
brew install gdb
!!!我这里演示的以及之后是Ubuntu里面的安装
安装过程中可能需要一些时间,因为系统会自动处理所有依赖关系,确保GDB能正常运行。
二、调试前的准备:让程序“听懂”GDB
安装好GDB后,我们还需要让我们的程序具备被调试的条件。在编写代码并保存后,编译时要加上“-g”选项,这样编译器会将调试信息包含在可执行文件中。以C语言为例,使用gcc编译器时,命令如下:
gcc -g your_program.c -o your_program
这里的“your_program.c”是我们的源代码文件,“your_program”是生成的可执行文件名。加上“-g”选项后,GDB就能识别出程序中的变量名、函数名等信息,方便我们在调试过程中查看和操作。
三、启动GDB:进入调试世界的大门
有了可执行文件后,我们就可以启动GDB了。在终端中输入以下命令:
gdb your_program
回车后,我们就进入了GDB的交互界面。这个界面就像一个控制台,我们可以在这里输入各种GDB命令来控制程序的运行和调试。
四、常用GDB命令操作演示
1、 查看代码 list l
2、设置断点 b
设置函数名为断点
b 函数名
b 路径\文件名 函数名
设置行号为断点
// 在当前所在文件中用 进入调试的一个文件,是main() 函数所在文件 main.c
b 行号
// 其他文件
b 路径\文件名 行号
3、 开始运行
使用命令
run
r
4、单步运行
使用命令
n
5、打印变量
通过命令
p
print
五、GDB基本命令(用于查询)
1、运行命令
run:简记为 r ,其作用是运行程序,当遇到断点后,程序会在断点处停止运行,等待用户输入下一步的命令。
continue (简写c ):继续执行,到下一个断点处(或运行结束)。
next:(简写 n):单步跟踪程序,当遇到函数调用时,也不进入此函数体;此命令同 step 的主要区别是,step 遇到用户自定义的函数,将步进到函数中去运行,而 next 则直接调用函数,不会进入到函数体内。
step (简写s):单步调试如果有函数调用,则进入函数;与命令n不同,n是不进入调用的函数的。
until:当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时,这个命令可以运行程序直到退出循环体。
until+行号: 运行至某行,不仅仅用来跳出循环。
finish: 运行程序,直到当前函数完成返回,并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息。
call 函数(参数):调用程序中可见的函数,并传递“参数”,如:call gdb_test(55)。
quit:简记为 q ,退出gdb。
2、设置断点
break n (简写b n):在第n行处设置断点。
(可以带上代码路径和代码名称: b OAGUPDATE.cpp:578)。
b fn1 if a>b:条件断点设置。
break func(break缩写为b):在函数func()的入口处设置断点,如:break cb_button。
delete 断点号n:删除第n个断点。
disable 断点号n:暂停第n个断点。
enable 断点号n:开启第n个断点。
clear 行号n:清除第n行的断点。
info b (info breakpoints) :显示当前程序的断点设置情况
delete breakpoints:清除所有断点。
3、查看源码
list :简记为 l ,其作用就是列出程序的源代码,默认每次显示10行。
list 行号:将显示当前文件以“行号”为中心的前后10行代码,如:list 12。
list 函数名:将显示“函数名”所在函数的源代码,如:list main。
list :不带参数,将接着上一次 list 命令的,输出下边的内容。
4、打印表达式
print 表达式:简记为 p ,其中“表达式”可以是任何当前正在被测试程序的有效表达式,比如当前正在调试C语言的程序,那么“表达式”可以是任何C语言的有效表达式,包括数字,变量甚至是函数调用。
print a:将显示整数 a 的值。
print ++a:将把 a 中的值加1,并显示出来。
print name:将显示字符串 name 的值。
print gdb_test(22):将以整数22作为参数调用 gdb_test() 函数。
print gdb_test(a):将以变量 a 作为参数调用 gdb_test() 函数。
display 表达式:在单步运行时将非常有用,使用display命令设置一个表达式后,它将在每次单步进行指令后,紧接着输出被设置的表达式及值。如: display a。
watch 表达式:设置一个监视点,一旦被监视的“表达式”的值改变,gdb将强行终止正在被调试的程序。如: watch a。
whatis :查询变量或函数。
info function: 查询函数。
扩展info locals: 显示当前堆栈页的所有变量。
5、查看运行信息
where/bt :当前运行的堆栈列表。
bt backtrace: 显示当前调用堆栈。
up/down: 改变堆栈显示的深度。
set args: 参数:指定运行时的参数。
show args:查看设置好的参数。
info program: 来查看程序的是否在运行,进程号,被暂停的原因。
6、分割窗口
layout:用于分割窗口,可以一边查看代码,一边测试。
layout src:显示源代码窗口。
layout asm:显示反汇编窗口。
layout regs:显示源代码/反汇编和CPU寄存器窗口。
layout split:显示源代码和反汇编窗口。
Ctrl + L:刷新窗口。
六、在线资源索引
总之,GDB是一个功能强大且易于上手的调试工具。通过简单的安装和基本命令的学习,我们就能在编程的世界里轻松找到并修复问题,让我们的代码更加健壮和高效。