GDB调试(一)

厌外发表于 2025-6-4 16:58:14

GDB调试

GDB简介

GDB的功能

GDB（GNU Debugger）是用于调试 C、C++ 等语言的强大工具。它允许开发者执行以下操作：

[*]启动程序并按照预期条件暂停（如断点处）。
[*]检查程序中的变量和内存状态。
[*]单步执行代码，观察每一步的变化。
[*]修改运行中的变量值以测试不同的假设。
[*]调试程序崩溃、段错误等问题。
GDB的优缺点

虽然现在大多数 IDE 都集成了强大的调试器，但 GDB 依然是开发者的首选工具之一，特别是在特定场景下。GDB 的优点包括：

[*]轻量级：作为命令行工具，GDB 占用资源少，适合在远程服务器或嵌入式系统上使用。
功能强大：支持断点、单步执行、变量查看、调用栈查看、远程调试等功能，适合调试复杂的程序。
[*]远程调试：GDB 可以在本地调试远程运行的程序，非常适合服务器端应用或嵌入式开发。
但是，GDB 也有一些缺点：

[*]命令行操作有学习成本：相比 IDE 的图形化界面，GDB 的命令行操作对新手不太友好。
[*]缺乏图形界面：没有图形化界面，查看变量和执行流程不如 IDE 那样直观。
GDB使用

GDB编译

在使用 GDB 调试时，确保编译程序时使用 -g 选项生成调试信息。这些信息会帮助 GDB 识别源代码中的变量名、函数、行号等：
gcc -g -o test1 test1.c如果没有加 -g，GDB 只能调试汇编层面的代码，无法看到源码中的具体行号和变量名称。
启动GDB

可以通过gdb+可执行文件来调试程序
gdb test1
测试程序

以下程序用于文件拷贝，可以将a.txt种的内容拷贝到b.txt
//此程序演示文本文件拷贝 test1.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "test_show.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
   printf("这是一个文件复制程序\n");
   return -1;
}

FILE *srcfp, *dstfp;
srcfp = dstfp = 0;

//以下定义静态数组和动态数据单纯用于gdb学习测试
int a = {1,2,3,4,5,6};
a++;
test2 *new_test = NULL;
new_test = malloc(sizeof(test2));
if(NULL == new_test)
{
printf("new_test is NULL\n");
return -1;
}
for(int i = 0; i < TEST_ARRAY; i++)
{
new_test->fff.aaa = i;
new_test->fff.bbb = i+1;
new_test->fff.ccc = 'a'+i;
new_test->fff.ddd = 'a' + i + 1;
}
show_array_result(new_test);

//以只读的方式打开源文件，方式是rb
if((srcfp = fopen(argv, "r+")) == 0)
{
   printf("fopen %s failed\n", argv);
   return -1;
}

//以只写的方式打开源文件，方式是wb
if((dstfp = fopen(argv, "w+")) == 0)
{
   printf("fopen %s failed\n", argv);
   return -1;
}

int nread = 0; //每次读取到内容的字节数
char strbuf;//这里特意让数组大小小一点，方便后续多打印一些nloop
int nloop = 0;//记录while循环的次数

while(1)
{
   //从源文件中读取数据，并写入到目标文件
   memset(strbuf,0,sizeof(strbuf));
   if((nread = fread(strbuf,sizeof(char),sizeof(strbuf),srcfp)) == 0)
   {
         break;
   }
   nloop++;
   showresult(nloop);
   fwrite(strbuf,1,nread,dstfp);
}
fclose(srcfp);
fclose(dstfp);
free(new_test);
printf("文件打印成功\n");

return 0;
}#include "test_show.h"
void showresult(int nloop)
{
int a = 0;
printf("nloop:%d\n", nloop);
a++;
}

void show_array_result(test2* new_test)
{
if(NULL == new_test)
{
printf("new_test is null\n");
return;
}
for(int i = 0; i < TEST_ARRAY; i++)
{
printf("aaa:%d, bbb:%d, ccc:%c, ddd:%c\n", new_test->fff.aaa, new_test->fff.bbb, new_test->fff.ccc, new_test->fff.ddd);
}
}
//test_show.c#include <stdio.h>

#define TEST_ARRAY (4)
typedef struct
{
int aaa;
int bbb;
char ccc;
char ddd;
}test1;

typedef struct
{
test1 eee;
test1 fff;
}test2;

void showresult(int nloop);
void show_array_result(test2* new_test);
//test_show.hcc -g -o test1 test1.c test_show.c test_show.h
./test1 a.txt b.txt

//运行结果
aaa:0, bbb:1, ccc:a, ddd:b
aaa:1, bbb:2, ccc:b, ddd:c
aaa:2, bbb:3, ccc:c, ddd:d
aaa:3, bbb:4, ccc:d, ddd:e
nloop:1
nloop:2
nloop:3
nloop:4
nloop:5
nloop:6
nloop:7
nloop:8
文件打印成功GDB常用命令

1.查看源代码

命令解析list查看源代码，默认显示10行list number指定查看行的代码，比如list 10，未指定行数则默认查看最近十行源码list fun查看fun函数源代码list file:fun/number查看file文件fun函数/第number行的源代码set listsize设置一次显示源代码的行数show listsize查看当前listsize的设置
2.程序运行参数

命令解析set args设置运行参数show args命令可以查看设置好的运行参数
3.断点的添加

使用break或者b命令添加断点
命令解析break function在进入指定函数时停住break n在指定行号停住，如(gdb) break 46break +offset/-offset在当前行号的前面或后面的offset行停住。offiset为自然数。break filename:linenum在源文件filename的linenum行处停住。break filename:function在源文件filename的function函数的入口处停住。break *address在程序运行的内存地址处停住，如如：(gdb) b *0x804835c。break条件判断比如break showresult if nloop==5watch 变量相当于给变量设置断点，每当变量发生变化就断在那里4.断点的删除

命令解析delete n删除n号断点delete删除所有断点clear n清除行n上所有断点disable/enable n临时关闭或者启用n号断点

5.程序运行进度调试

命令解析run|r从头开始执行程序，直到遇到断点continue|c继续执行程序(此时已经run过了)，直到下个断点next|n执行下一行语句step|s单步进入finish跳出当前函数jump location跳转指令
6.打印程序相关信息

命令解析print file::variable打印文件中的变量print function::variable打印函数中的变量display 变量名实时跟踪并输出该变量的变化信息。和 print 命令一样，display 命令也用于调试阶段查看某个变量或表达式的值，它们的区别是，使用 display 命令查看变量或表达式的值，每当程序暂停执行（例如单步执行）时，GDB 调试器都会自动帮我们打印出来，而 print 命令则不会。undisplay取消display的设置

7.修改程序相关信息

命令解析set该命令用来改变运行过程中的变量值
8.函数调用查看

命令解析backtrack命令产生一张列表，包含着从最近的过程开始的所有有效过程和调用这些过程的参数。info frame显示栈帧信息info frame命令会依次打印出当前栈帧的如下信息：
1、当前栈帧的编号，以及栈帧的地址；
2、当前栈帧对应函数的存储地址，以及该函数被调用时的代码存储的地址
3、当前函数的调用者，对应的栈帧的地址；
4、编写此栈帧所用的编程语言；
5、函数参数的存储地址以及值；
6、函数中局部变量的存储地址；
7、栈帧中存储的寄存器变量，例如指令寄存器（64位环境中用 rip 表示，32为环境中用eip 表示）、
堆栈基指针寄存器（64位环境用 rbp表示，32位环境用 ebp表示）等。

9.多线程/进程下调试GDB

命令解析-p 进程名对相关进程进行调试attach 进程名切换到相关进程info thread列出线程thread 线程名切换至线程info register列出寄存器info frame列出栈帧info files列出当前文件info share列出当前共享库引用

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