Linux笔记---调试工具GDB(gdb)
1. gdb的概念
GDB，全称GNU Debugger，是一个功能强大的开源调试工具，广泛用于Unix和类Unix系统，以及Microsoft Windows和macOS平台。GDB允许开发者在程序执行过程中查看内部运行情况，帮助定位和修复程序中的错误。
gdb的主要功能：
- 启动和控制程序执行：gdb可以按照自定义要求运行程序，并在指定的断点处暂停执行。
- 检查程序状态：当程序暂停时，gdb允许开发者检查程序中发生的事情，包括变量的值、函数的调用堆栈等。
- 修改变量和程序执行流程：gdb允许开发者在调试过程中修改变量的值，甚至改变程序的执行路径，以测试不同的情景。
2. gdb的使用
我们知道，一个程序的代码可以编译出两个版本：release和debug。
在Linux中，我们使用gcc/g++来编译代码Linux笔记---gcc/g++与编译链接-CSDN博客。
当我们使用这两个工具来编译代码时，默认情况下编译出的是release版本，这个版本是无法被调试的。如果想使用gdb来调试我们的代码，需要在编译时带上 [-g] 选项，保留调试信息，生成debug版本的可执行程序。
在命令行输入下面的指令即可开始对可执行程序进行调试：
gdb [可执行程序名] # 注意是对可执行程序进行调试，而不是源代码在接下来的介绍中，我们以下面这段代码为例：
#include
int Sum(int s, int e)
{
int result = 0;
for(int i = s; i <= e; i++)
{
result += i;
}
return result;
}
int main()
{
int start = 1;
int end = 100;
printf("I will begin
");
int n = Sum(start, end);
printf("running done, result is: [%d-%d]=%d
", start, end, n);
return 0;
} 2.1 cgdb
在Linux中，直接使用gdb来调试程序并不方便，无法做到像在vs中一样对代码进行实时的可视化调试，对程序运行的跟踪十分麻烦：
可以看到，在启动gdb对test程序进行调试时，页面中不会有任何的调试信息，要查看代码都只能通过 [l] 命令来一段一段地查看，就更别说指示当前代码执行到哪一行的箭头了。
所以，我们推荐使用基于gdb的调试工具cgdb来进行调试：
cgdb是一个基于文本的调试工具，它是gdb调试器的一个前端界面，旨在提供一个更加用户友好的调试环境。cgdb结合了gdb的强大调试功能和文本界面的简洁性，使得开发者可以在命令行环境中更高效地进行程序调试。
cgdb的使用方式，各种命令与gdb完全一致，但cgdb相比于gdb还具有以下特点和功能：
- 用户友好的界面：cgdb提供了一个分屏界面，上半部分显示源代码，下半部分显示gdb命令行界面，使得开发者可以同时查看代码和执行调试命令。
- 语法高亮：cgdb支持源代码的语法高亮，使得代码更易于阅读和理解。
- 自动完成：cgdb具有自动完成功能，可以帮助开发者更快地输入gdb命令。
- 历史命令记录：cgdb记录了之前执行过的命令，开发者可以方便地调用和重复执行这些命令。
- 断点管理：cgdb提供了直观的断点管理界面，使得开发者可以轻松地设置、删除和查看断点。
- 变量查看：cgdb允许开发者查看和修改变量的值，以及查看函数的调用堆栈。
cgdb的安装方式在不同的平台有所不同，在Ubuntu中可使用下面的命令来安装：
sudo apt-get install cgdb使用cgdb再次尝试调试程序：
可以看到，代码动态地展现在屏幕上半，绿色的箭头动态地对代码的执行进行跟踪，极大地方便了我们对代码进行调试。
接下来我们再详细介绍gdb中的各种指令，例如上图中在15行打上断点并让程序运行了起来。
2.2 控制执行的相关指令
| 命令 | 作用 | 示例 |
| [run] / [r] | 从头开始连续执行程序，直到遇到断点或程序结束 |
|
| [next] / [n] | 逐过程调试，等价于vs中的F10 | |
| [step] / [s] | 逐步调试，等价于vs中的F11 | |
| [finish] | 执行完当前函数 | |
| [set var] + [变量名]=[值] | 修改某变量的值 | set var i=10 --- 将i的值修改为10 |
| [continue] / [c] | 从当前位置开始连续执行程序，直到遇到断点或程序结束 | |
| [until] + [行号n] | 执行到指定行 | until 20 --- 执行到第20行 |
| [until] + [文件名]:[行号n] | 执行到指定文件的指定行 | until test.c:16 --- 执行到test.c的第16行 |
| [quit] / [q] | 退出gdb/cgdb |
2.3 查看信息的相关指令
| 命令 | 作用 | 示例 |
| [list] / [l] + [行号n] | 显示第n行前后的源代码，每次显示10行 | l 25 --- 显示25行前后的源代码 |
| [list] / [l] + [函数名] | 显示指定函数的源代码 | list main --- 显示main函数的源代码 |
| [list] / [l] + [文件名]:[行号n] | 显示指定文件的第n行前后的源代码，每次显示10行，这里的文件指编译形成该可执行程序的源代码文件 | l test.c:15 --- 显示test.c第15行前后的源代码 |
| [info] / [i] + [breakpoints] / [break] / [b] | 查看断点信息列表 | |
| [display] + [表达式] | 跟踪显示表达式的值(每次停止时显示一次) | display a+b --- 每次停止时显示a+b的值 |
| [undisplay] + [表达式序号] | 取消对指定序号表达式的跟踪显示 | undisplay 1 --- 取消对1号表达式的追踪显示 |
| [backtrace] / [bt] | 查看当前执行栈的各级函数调用及参数 | |
| [info] / [i] + [locals] | 查看当前栈帧的局部变量 | |
| [print] / [p] + [表达式] | 打印指定表达式的值 | p a+b --- 打印a+b的值 |
2.4 断点的相关指令
| 命令 | 作用 | 示例 |
| [break] / [b] + [行号n] | 在第n行打断点 | b 13 --- 在13行打断点 |
| [break] / [b] + [函数名] | 在指定函数的第一行打断点 | b main --- 在main函数第一行打断点 |
| [break] / [b] + [文件名]:[行号n] | 在指定文件的第n行打断点 | b test.c:17 --- 在test.c的第17行打断点 |
| [delete] / [d] + [断点序号] | 删除指定序号的断点，不指定时默认删除全部断点 | d 1 --- 删除序号为1的断点 |
| [delete] / [d] + [breakpoints] | 删除全部断点 | d breakpoints --- 删除全部断点 |
| [disable] + [断点序号] | 禁用指定序号的断点，不指定时默认禁用全部断点 | disable 2 --- 禁用序号为2的断点 |
| [enable] + [断点序号] | 启用指定序号的断点，不指定时默认启用全部断点 | enable 2 --- 启用序号为2的断点 |
| [watch] + [表达式] | 监视某表达式，当表达式值发生变化时程序停止并显示变化前后的值(监视也是一种断点，删除方式与断点相同) | watch a+b --- 监视a+b的值 |
条件断点
顾名思义，条件断点就是在满足一定条件时断点才生效，断点信息列表中有相应的信息。
| 命令 | 作用 | 示例 |
| [break] / [b] + [行号n] + [条件] | 在第n行打条件断点 | b 13 if result == 64 --- 在第13行打上条件断点，改断点只有在result == 64时才生效 |
| [break] / [b] + [函数名] + [条件] | 在指定函数的第一行打条件断点 | |
| [break] / [b] + [文件名]:[行号n] + [条件] | 在指定文件的第n行打条件断点 | |
| [condition] + [断点序号] + [条件] | 给普通断点加上条件 | condition 2 result == 54 --- 给2号断点设置条件result == 54，使之成为条件断点 |
注意：在删除指定断点或取消跟踪时要使用序号，而不能使用行号或表达式。断点的行号可以使用 [info] + [b] 查看，表达式的序号会在显示其值时一并显示出来。
