【C/C++ 调试 GDB指南 】gdb调试基本操作_c++ gdb

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gdb 简介

GDB 全称“GNU symbolic debugger”，从名称上不难看出，它诞生于 GNU 计划（同时诞生的还有 GCC、Emacs 等），是 Linux 下常用的程序调试器。发展至今，GDB 已经迭代了诸多个版本，当下的 GDB 支持调试多种编程语言编写的程序，包括 C、C++、Go、Objective-C、OpenCL、Ada 等。实际场景中，GDB 更常用来调试 C 和 C++ 程序。

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一般来说，GDB主要帮助我们完成以下四个方面的功能：
1. 启动你的程序，可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2. 在某个指定的地方或条件下暂停程序。
3. 当程序被停住时，可以检查此时你的程序中所发生的事。
4. 在程序执行过程中修改程序中的变量或条件，将一个bug产生的影响修正从而测试其他bug。
要使用GDB调试某个程序，该程序编译时必须加上编译选项 -g，否则该程序是不包含调试信息的； GCC编译器支持 -O 和 -g一起参与编译。GCC编译过程对进行优化的程度可分为5个等级.

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重要快捷键:
ctrl+A+X:进入（TextUser Interface），它为GDB调试的文本用户界面，可以方便地显示源代码、汇编和寄存器文本窗口.

GDB调试步骤

• 启动GDB

• 直接调试目标程序：gdb ./hello_server
• 附加进程id：gdb attach pid
• 调试core文件：gdb filename corename

• 退出GDB

使用命令：q（quit的缩写）或者 Ctr + d 退出GDB。
如果GDB attach某个进程，退出GDB之前要用命令 detach 解除附加进程。

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GDB常用命令

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• run命令

​默认情况下，以 gdb ./filename
方式启用GDB调试只是附加了一个调试文件，并没有启动这个程序，需要输入run命令（简写为r）启动这个程序

• continue命令

​ 当GDB触发断点或者使用 Ctrl + C 命令中断下来后，想让程序继续运行，只要输入 continue（简写为c）命令即可。

• break命令

​break命令（简写为b）用于添加断点，可以使用以下几种方式添加断点：
break FunctionName，在函数的入口处添加一个断点；
break LineNo，在当前文件行号为LineNo处添加断点；
break FileName:LineNo，在FileName文件行号为LineNo处添加一个断点；
break FileName:FunctionName，在FileName文件的FunctionName函数的入口处添加断点；
break -/+offset，在当前程序暂停位置的前/后 offset 行处下断点；
break … if cond，下条件断点；

• info break、enable、disable和delete命令

​命令格式及作用：
info break，也可简写为 i b，作用是显示当前所有断点信息；
disable 断点编号，禁用某个断点，使得断点不会被触发；
enable 断点编号，启用某个被禁用的断点；
delete 断点编号，删除某个断点。

• backtrace和frame命令

​命令格式及作用：
backtrace，也可简写为 bt，用于查看当前调用堆栈。
frame 堆栈编号，也可简写为 f 堆栈编号，用于切换到其他堆栈处。

• list命令

​命令格式及作用：
list，输出上一次list命令显示的代码后面的代码，如果是第一次执行list命令，则会显示当前正在执行代码位置附近的代码；
list -，带一个减号，显示上一次list命令显示的代码前面的代码；
list LineNo，显示当前代码文件第 LineNo 行附近的代码；
list FileName:LineNo，显示 FileName 文件第 LineNo 行附近的代码；
list FunctionName，显示当前文件的 FunctionName 函数附近的代码；
list FileName:FunctionName，显示 FileName 文件的 FunctionName 函数附件的代码；
list from,to，其中from和to是具体的代码位置，显示这之间的代码；
list命令默认只会输出 10 行源代码，也可以使用如下命令修改：

show listsize#查看 list 命令显示的代码行数；
set listsize count#设置 list 命令显示的代码行数为 count;
1
2

• print和ptype命令

命令格式及作用：
print param，用于在调试过程中查看变量的值；
print param=value，用于在调试过程中修改变量的值；
print a+b+c，可以进行一定的表达式计算，这里是计算a、b、c三个变量之和；
print func()，输出func函数执行的结果，常见的用途是打印系统函数执行失败原因：print > strerror(errno)；
print *this，在c++对象中，可以输出当前对象的各成员变量的值；

• whatis和ptype命令

命令格式及功能：
whatis val，用于查看变量类型；
ptype val，作用和 whatis 类似，但功能更强大，可以查看复合数据类型，会打印出该类型的成员变量。

• thread命令

命令格式及作用：
info thread，查看当前进程的所有线程运行情况；
thread 线程编号，切换到具体编号的线程上去；

• next、step命令

​next 和 step 都是单步执行，但也有差别：
next 是 单步步过（step over），即遇到函数直接跳过，不进入函数内部。
step 是 单步步入（step into），即遇到函数会进入函数内部。

• return、finish命令

return 和 finish 都是退出函数，但也有差别：
return 命令是立即退出当前函数，剩下的代码不会执行了，return 还可以指定函数的返回值。
finish 命令是会继续执行完该函数剩余代码再正常退出。

• until命令

该命令使得程序执行到指定位置停下来，命令参数和 break 命令一样。

• jump命令

命令格式及作用：
jump LineNo，跳转到代码的 LineNo 行的位置；
jump +10，跳转到距离当前代码下10行的位置；
jump *0x12345678，跳转到 0x12345678 地址的代码处，地址前要加星号；
​jump 命令有两点需要注意的：
中间跳过的代码是不会执行的；
跳到的位置后如果没有断点，那么GDB会自动继续往后执行；

• set args 和 show args命令

​ 很多程序启动需要我们传递参数，set args 就是用来设置程序启动参数的，show args 命令用来查询通过 set args 设置的参数，命令格式：
set args args1，设置单个启动参数 args1；
set args “-p” “password”，如果单个参数之间有空格，可以使用引号将参数包裹起来；
set args args1 args2 args3，设置多个启动参数，参数之间用空格隔开；
set args，不带参数，则清除之前设置的参数；

• tbreak命令

该命令时添加一个临时断点，断点一旦被触发就自动删除，使用方法同 break。

• watch命令

watch 命令用来监视一个变量或者一段内存，当这个变量或者内存的值发生变化时，GDB就会中断下来。被监视的某个变量或内存地址会产生一个 watch point（观察点）。
​ 命令格式：
watch 整型变量；
watch 指针变量，监视的是指针变量本身；
watch *指针变量，监视的是指针所指的内容；
watch 数组变量或内存区间；

• call命令

​ 命令格式及作用：
call func()，执行 func() 函数，同 print func()。

• help命令

通过 help 命令可以查看目标命令的具体用法。

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GDB多线程调试

概述

​ 多线程程序的编写更容易产生异常或 Bug（例如线程之间因竞争同一资源发生了死锁、多个线程同时对同一资源进行读和写等等）。GDB调试器不仅仅支持调试单线程程序，还支持调试多线程程序。本质上讲，使用GDB调试多线程程序的过程和调试单线程程序类似，不同之处在于，调试多线程程序需要监控多个线程的执行过程。
​ 用GDB调试多线程程序时，该程序的编译需要添加 -lpthread 参数。

一些命令

​1. info thread，查看当前调试程序启动了多少个线程，并打印出各个线程信息；
​2. thread 线程编号，将该编号的线程切换为当前线程；
​3. thread apply 线程编号1 线程编号2 … command，将GDB命令作用指定对应编号的线程，可以指定多个线程，若要指定所有线程，用 all 替换线程编号；
​4. break location thread 线程编号，在 location 位置设置普通断点，该断点只作用在特定编号的线程上；

设置线程锁

​ 使用GDB调试多线程程序时，默认的调试模式是：一个线程暂停运行，其他线程也随即暂停；一个线程启动运行，其他线程也随即启动。但在一些场景中，我们希望只让特定线程运行，其他线程都维持在暂停状态，即要防止线程切换，要达到这种效果，需要借助 set scheduler-locking 命令。
​ 命令格式及作用：
set scheduler-locking on，锁定线程，只有当前或指定线程可以运行；
set scheduler-locking off，不锁定线程，会有线程切换；
set scheduler-locking step，当单步执行某一线程时，其他线程不会执行，同时保证在调试过程中当前线程不会发生改变。但如果在该模式下执行 continue、until、finish 命令，则其他线程也会执行；
show scheduler-locking，查看线程锁定状态；

结语

在我们的编程学习之旅中，理解是我们迈向更高层次的重要一步。然而，掌握新技能、新理念，始终需要时间和坚持。从心理学的角度看，学习往往伴随着不断的试错和调整，这就像是我们的大脑在逐渐优化其解决问题的“算法”。

这就是为什么当我们遇到错误，我们应该将其视为学习和进步的机会，而不仅仅是困扰。通过理解和解决这些问题，我们不仅可以修复当前的代码，更可以提升我们的编程能力，防止在未来的项目中犯相同的错误。

我鼓励大家积极参与进来，不断提升自己的编程技术。无论你是初学者还是有经验的开发者，我希望我的博客能对你的学习之路有所帮助。如果你觉得这篇文章有用，不妨点击收藏，或者留下你的评论分享你的见解和经验，也欢迎你对我博客的内容提出建议和问题。每一次的点赞、评论、分享和关注都是对我的最大支持，也是对我持续分享和创作的动力。

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