【Linux】调试器 - gdb 的使用
目录
一、背景知识
二、debug 与 release
1、生成两种版本的可执行程序
2、debug 与 release 的区别
三、gdb 的使用
1、调试指令与指令集
2、源代码显示、运行与退出调试
3、断点操作
4、逐语句与逐过程
5、调试过程中的数据监视
6、调试过程中快速定位问题
一、背景知识
我们在Linux上编写代码后，也希望能够同 vs 上一样可以进行代码调试，这时我们就需要一个调试工具，名为 gdb 。
程序的发布方式有两种， debug模式 和 release模式 ，Linux gcc/g++ 编译出来的二进制程序，默认是 release模式 。要使用 gdb 调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上 -g 选项，使它被编译成 debug模式 。
二、debug 与 release
1、生成两种版本的可执行程序
我们首先编写一个简单的累加程序：
补充知识：因为老版的 c89 或 c90 标准的C语言语法不支持在 for 语句的括号内定义变量，因此我们需要在 Makefile 中的依赖方法里增加一个选项： -std=c99 。
程序编写完成后，我们使用 gcc/g++ 编译出的可执行程序默认是 release 版本的。为了方便区分，我们先把第一次编译出的可执行程序重命名为 mytest-release 。
让 gcc/g++ 以 debug 方式编译程序：
gcc -g 我们修改一下 Makefile：
此时，我们再次编译出的可执行程序就是 debug 版本的了。为了方便区分，我们把第二次编译出的可执行程序重命名为 mytest-debug 。
debug版本和release版本的可执行程序都是能够正常执行的。
2、debug 与 release 的区别
为什么 debug 版本的程序可以调试，而 release 版本的不可以呢？
这是因为以 release 版本发布的软件是给客户使用的，而客户不需要调试信息。如果在程序里增加了大量的调试信息，不仅该程序的体积会变大，而且运行速度也会变慢，给客户的使用体验不好。
而 debug 版本是给程序员使用的，程序员需要通过调试信息来调试程序。所以在程序里增加调试信息是非常有必要的。
读取可执行程序的二进制构成的指令：
readelf -S [可执行程序]搜索调试信息的指令：
readelf -S [可执行程序] | grep debug查看 mytest-debug 的调试信息：
查看 mytest-release 的调试信息：
可以非常直观的看到 debug 版本的可执行程序里包含调试信息，而 release 版本的可执行程序里没有包含。
三、gdb 的使用
1、调试指令与指令集
gdb [debug版本可执行程序]
当出现如上字样时，gdb调试的准备工作就已经完成。
指令集：
- list / l 行号：显示可执行程序源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
- list / l 函数名：列出某个函数的源代码。
- r / run：运行程序。
- n / next：单条执行。
- s / step：进入函数调用
- break(b) 行号：在某一行设置断点
- break 函数名：在某个函数开头设置断点
- info break ：查看断点信息。
- finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
- print(p)：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
- p 变量：打印变量值。
- set var：修改变量的值
- continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
- run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
- delete breakpoints：删除所有断点
- delete breakpoints n：删除序号为n的断点
- disable breakpoints：禁用断点
- enable breakpoints：启用断点
- info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点
- display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
- undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪
- until X行号：跳至X行
- breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数
- info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
- quit：退出gdb
gdb会记住最近一次执行的指令。比如当我们使用指令 l 来查阅下面 10 行代码后，只需要再按 enter 键就可以继续执行 l 指令的功能。
2、源代码显示、运行与退出调试
list / l 行号：显示源代码
r / run：运行程序
因为没有设置断点，所以程序正常执行正常退出。
quit ：退出调试
3、断点操作
break(b) 行号：在某一行设置断点
break(b) 函数名：在某个函数开头设置断点
info b：查看断点
在屏幕上显示断点信息，从左到右依次为：
- Num：断点编号。从 1 开始，依次递增
- Enb：断点使能。y 为打开， n 为关闭
- what：说明这个断点的位置等信息
这时，我们再输入命令 r 运行程序，程序就会在断点处停下：
同时显示断点已经被命中了一次。
disable breakpoint [断点编号]：关闭断点使能
enable breakpoint [断点编号]：打开断点使能
关闭断点使能：在不删除断点的条件下，使断点不生效。
d [断点编号] ：删除指定断点
编号为 1 的断点被删除。
d break ：删除所有断点
4、逐语句与逐过程
n / next ：逐过程。类比到 vs 中的 F10 ，一步可以走过一个函数。
直接执行完 addToTop 函数，并且该函数中的内容也被打印出来。执行完毕后，显示当前行号及当前行内容。
s / step ：逐语句。类比到 vs 中的 F11，逐条语句调试，遇到函数会跳转到函数内。
跳转到 addToTop 函数内的第一行语句，显示当前行号及当前行内容。
因为在一个程序中可能会出现 A 函数调用 B 函数，B 函数调用 C 函数的情况。所以我们有时希望看到当前程序中函数的调用链。
bt ：查看当前的调用链
因为函数调用是一个压栈的过程，所以我们可以看到 addToTop 函数被压栈到了 main 函数之上。
5、调试过程中的数据监视
p [变量名/地址] ：暂时查询变量
可以查看当前时刻变量的内容及地址等信息。在显示时，会给 被显示变量 一个编号，编号以 $ 开头，从 1 开始递增。 p 命令每使用一次，就打印一次变量信息。
display [变量名/地址] ：常显示变量（内置类型， 结构体等自定义类型，stl）
只需要设置一次，接下来每次操作，都会显示 已设置变量 的当前时刻的信息。
undisplay [编号] ：取消常显示
被取消常显示的变量，在接下来执行程序时不再被显示。
6、调试过程中快速定位问题
until [行号] ：在函数内，进行指定行位置跳转，执行完区间代码
直接执行完了程序 12 行之前的所有代码，并且停留在第 12 行。
finish ：进入一个函数，只执行完该函数就停下来
当已经进入一个函数后，该函数中没有任何断点。就跑完当前函数停下来等待命令。
执行完函数后，返回结果。
continue / c ：从一个断点处，直接运行至下一个断点处
直接运行至下一个断点处，并把运行过程打印了出来。
set var n=XXX：设置某一个变量为特定的值
直接把 i 的值设为了 90。
以上就是Linux调试器 gdb 的全部内容，同学们要多上手，边操作边学习。本章的内容就讲到这里，希望同学们多多支持，如果有不对的地方欢迎大佬指正，谢谢！