GDB：从零开始入门GDB

目录

        1.前言

        2.开启项目报错

        3.GDB的进入和退出

        4.GDB调试中查看代码和切换文件

        5.GDB调试中程序的启动和main函数传参

        6.GDB中断点相关的操作

        7.GDB中的调试输出指令

        8.GDB中自动输出值指令

        9.GDB中的调试指令

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前言

        在日常开发中，调试是我们必不可少的技能。在专业的编译器中，如VSCode，VS等编译器中都提供了较为完全的调试功能，如单步调试，异步调试等等。而在Linux中我们可以使用GDB工具来调试自己编写的代码，本篇文章就皆在讲解GDB的使用以及调试方法

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开启项目报错

        在关于《MinGW：从入门到链接库》的文章中，曾对如何开启代码调试，关闭调试进行简单的讲解，在对GDB调试工具讲解之前，先简单回顾以下这些内容

        1.使用-W命令开启编译生成期间的警告

//开启编译生成期间的警告
g++ -o 可执行文件名 -W 源文件.cpp

图1.使用-W命令开启警告

        2.使用-Wall命令开启编译生成期间的所有警告

//开启编译生成期间的所有警告
g++ -o 可执行文件名 -Wall 源文件.cpp

图2.使用-Wall命令开启警告

        3.使用-Wunused-variable命令开启指定的Wunuser-variable警告和默认警告（其他指定的警告也可以通过修改-Wunused-variable的类型来修改）

//开启指定的wunuser-variable警告和默认警告
g++ -o 可执行文件名 -Wunused-variable 源文件.cpp

图3.使用-Wunused-variable命令开启默认警告和指定警告

        4.使用-Wno命令关闭编译期间的指定警告

//关闭指定的return-local-addr警告和默认警告
g++ -o 可执行文件名 -Wno-return-local-addr 源文件.cpp

图4.使用-Wno命令关闭指定的return-local-addr警告

        5.使用Werroe命令将编译生成期间的警告当作错误提示

//使用Werroe命令将编译生成期间的警告当作错误提示
g++ -o 生成的可执行文件名 -Werror 源文件.cpp

图5.使用-Werror命令将编译生成期间的警告当作错误提示

        6.使用-O命令(大写)设置文件优化等级，其中优化等级共分为3个，优先级从1到3

//在编译生成期间对文件进行优化，优化等级为1
g++ -o 可执行文件名 -O1 源文件.cpp//在编译生成期间对文件进行优化，优化等级为2
g++ -o 可执行文件名 -O2 源文件.cpp//在编译生成期间对文件进行优化，优化等级为3
g++ -o 可执行文件名 -O3 源文件.cpp

图6.对编译源文件进行等级为1的优化

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GDB的进入和退出

        在启动GDB调试之前，需要先对项目进行编译生成可执行文件。此时为了能进入GDB调试，在编译器CPP文件时需要加入-g命令，为生成的可执行文件添加调试信息，具体代码如下：

g++ -g -o 可执行文件名 要编译文件示例：g++ -g -o Demo2 txt1.cpp

图7.使用-g命令生成的可执行文件区别

        生成可执行文件后，可以使用gdb命令进入调试界面，如下：

gdb 可执行文件名示例：gdb Demo

图8.使用gdb命令进入GDB调试

        在进入GDB调试后，可以使用quit命令退出GDB调试，如下：

quit

图9.退出GDB调试

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GDB调试中查看代码和切换文件

        在正式启动可执行文件前，我们一般需要先查看程序代码，找到合适的地方打断点，以下是几种查看代码和切换文件的方式：

                1.使用list命令查看当前调试的文件（默认显示前10行）：

list
list 指定的文件名:行号
list 指定的文件名:函数名示例：list main:5  //查看main文件中的第五行(显示上下文代码)
示例：l main:fun   //仓库main文件中的fun函数
PS：也可以使用缩写l

    

图10.使用list命令查看代码

                2.使用set listsize命令设置默认显示的行数：

set listsize示例 set listsize 20
PS：可简写为set list

                3.使用show listsize命令显示当前的显示行数：

show listsizePS：可简写为 show list

图11.显示和设置的显示的行数

                4.使用fram命令查看当前显示代码的位置（可防止频繁调用list查看代码显示范围越界）：

fram

图12.查看当前显示的行数

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GDB调试中程序的启动和main函数传参

        在使用gdb命令进入GDB调试后，可以使用以下两种方式启动程序：

                1.使用run命令启动程序（执行到断点位置，无断点则全部执行）：

run

图13.使用run命令启动程序

                2.使用start命令启动程序（执行到程序的第一行代码）：

stars

图14.使用start命令启动程序

        一般我们在调试可执行文件时，需要传入参数，而且main函数也自带两个参数分别是int型的argc对象和char*型的argv对象，我们可以使用以下命令对其传参和显示当前传入参数：

                1.使用set args命令传入参数：

set args 传入的参数示例：sey args 1 2 3

                2.使用show args命令显示当前传入的参数：

show args

图15.设置参数和显示参数

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GDB中断点相关的操作

        断点的类型分为两种，一个是条件断点，即满足指定条件则在该断点处停止，二是常规断点，程序运行到该位置便停止。在GDB中可以将断点设置到具体的行中，也可以设置到具体的函数中，具体参考如下：

                1.使用break命令设置断点：

break 行数(函数名)示例： break 10
示例： b fun
PS：可使用简写b

图16.设置断点

                2.使用break命令设置条件断点：

break 行数 if 条件示例：break 5 if i == 2

                3.使用break命令设置其他文件的断点：

break 文件名:行数(函数名)示例：break main:5

        设置完断点后，可以取消设置的断点以及查看当前调试的断点信息，具体操作如下：

                1.使用info break命令查看断点信息：

info breakPS：可简写为i b

图17.查看断点信息

                2.使用delete命令删除断点：

delete 断点编号示例：delete 1
PS：可简写为d

                

图18.删除指定断点

                3.使用disable命令设置断点的状态为无效：

disable 断点编号示例：disable 1    //设置编号为1的无效
示例：disable 1-3  //设置编号为1到3的无效
PS：可简写为dis

图19.使用disable命令设置断点状态为无效

                4.使用enable命令设置断点状态为有效：

enable 断点编号示例：enable 1    //设置编号为1的断点生效
示例：enable 1-3  //设置编号为1到3的生效
PS：可简写为ena

图20.使用enable命令设置断点状态为有效

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GDB中的调试输出指令

        在GDB中我们可以使用run和start指令来启动程序，当遇到断点时会停止，继续输入run或者start指令，则会提示我们是否要重新执行该程序。如果要继续执行则要使用continue指令，具体如下：

        1.使用continue指令继续运行程序：

continuePS：可简写为c

图21.使用continue命令继续执行程序

        在调试过程中，我们在代码中也可能会经常使用printf或者cout函数来输出代码中执行的变量信息，这样能实时的观察到变量值的变化，方便我们定位代码的Bug。而在GDB中我们也可以做类似的操作，具体如下：

        1.使用print指令输出指定变量的值：

                在使用print指令输出变量的值的时候，我们可以使用格式化字符限制输出的字符格式，类似于C语言中的scanf函数，具体格式化字符信息如下：

格式化字符	备注
/x	以十六进制的形式打印出整数
/o	以八进制的形式打印出整数
/t	以二进制的形式打印出整数
/f	以浮点数的形式打印变量或表达式的值
/c	以字符形式打印变量或表达式的值
/d	以有符号、十进制的形式打印出整数
/u	以无符号、十进制的形式打印出整数

表1.格式化字符表

        在使用print命令前，需要先给程序打上断点，并且使用run或start指令启动程序，当运行到断点时，即可使用print指令查看对象的值

print 变量名
print 格式化字符 变量名示例：print obj
示例：p /x obj
PS：可简写为p

图22.使用print命令输出指定对象的值

        2.使用ptype命令输出指定的变量的类型：

ptype 变量名示例：ptype obj 

图23.使用ptype命令输出指定对象的类型

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GDB中自动输出值指令

        在GDB调试中，我们会经常遇到循环，为了方便输出循环中的值，我们可以使用print指令输出，但是每一次执行后都执行一遍print指令则会十分麻烦。这时我们可以display指令自动输出指定变量的值，具体如下：

         1.使用display命令自动输出指定变量的值：

                使用display命令输出变量的值，也可以使用格式化字符输出，具体可参考print指令的格式化字符表（表1），具体操作如下：

display 变量名
display 格式化字符示例：display obj

图24.使用display命令自动输出指定对象的值

        2.使用info命令输出自动显示表（使用display指令指定输出过的对象的值）：

info display

图25.使用info命令输出自动显示表

        3.使用undisplay指令删除指定变量的自动输出：

undisplay 变量编号示例：undisplay 1

        4.使用disable指令将自动输出变量的状态设为禁用：

disable 变量编号示例：disble 1

        5.使用enable指令将自动输出变量的状态设为启用：

enable 变量编号示例：enable 1

PS：具体可以参考断点中相关的操作

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GDB中的调试指令

        我们在使用各种编译器进行调试时，会提供一些类似于单步调试等功能，而GDB也同样支持这些功能，具体如下：

        1.使用step命令执行下一行代码（当遇到函数时，将跳转至函数体内）：

stepPS：可简写为s

        2.使用finish命令跳出函数体（使用step命令执行到函数体内部时，使用该指令跳出函数体。PS：保证函数体内不存在断点，若存在断点则还是执行该函数体内的代码）：

finsh

        3.使用next命令执行下一行代码（当遇到函数时，不会跳转至函数体内）：

nextPS：可简写为n

        4.使用unit跳出循环体（当断点在循环内时，可以使用该指令）：

unit