如何進(jìn)行C程序調(diào)試與GDB入門

本篇文章為大家展示了如何進(jìn)行C程序調(diào)試與GDB入門，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

1、Assert

引用自<assert.h>的函數(shù)assert(int expression)，當(dāng)表達(dá)式的值為0則返回failed。

2、GDB

gdb是GUN的提供在unix上的調(diào)試工具。

安裝：sudo apt install gdb

如果是windows，則尋找對應(yīng)的exe安裝即可，同時需要配置環(huán)境變量

2.1 使用流程

# 編譯,得到executable程序
# -g指令會列出行號、注釋信息
gcc -g -o executable one.c two.c other.c 

# gdb調(diào)試
gdb executable

# 指定某行打斷點(diǎn),或者指定某個函數(shù)為斷點(diǎn)
break one:17
break main

#運(yùn)行
run [args]

# 顯示待驗(yàn)證的變量值，此后每次停下來都會顯示這些變量值
display var1
display var2

# 快進(jìn)到下一個斷點(diǎn)/或者運(yùn)行到結(jié)尾
continue

# 退出
quit

2.2 斷點(diǎn)和條件中斷

著重說一下斷點(diǎn)的標(biāo)識和查詢。

怎么打斷點(diǎn)

# 直接在函數(shù)上打斷點(diǎn)
break <function_name>

# 作用在指定行上，如果是多文件，可以使用filename指定特定的源文件
break <filename>:line_num

斷點(diǎn)信息查詢以及斷點(diǎn)的刪除、禁用等

# 查詢?nèi)康臄帱c(diǎn)，顯示信息的第一列是每一個斷點(diǎn)id
info breakpoints

#刪除斷點(diǎn)
delete break_id

# 禁用斷點(diǎn)
disable break_id

#重啟被禁用的斷點(diǎn)
enable break_id

#忽略斷點(diǎn)times次
#也就意味著，在運(yùn)行到斷點(diǎn)times次以后，斷點(diǎn)會再次生效
ignore break_id times

條件中斷

條件中斷，即滿足指定條件才會觸發(fā)中斷的斷點(diǎn)，某些時候這非常有用，譬如某些信號量達(dá)到預(yù)定值才會觸發(fā)中斷，如果Java中的異常中斷一樣。

# 設(shè)置條件斷點(diǎn) 
break line_num if [expression]

譬如，break swap if m > 100，需要注意只有在斷點(diǎn)處m變量生效，該條件才會生效。

對于已經(jīng)設(shè)置的斷點(diǎn)可以使用condition指定：

# 給break_id斷點(diǎn)設(shè)置中斷條件
condition break_id [expresion]

# 取消中斷條件，只要后面什么條件也不跟即可
condition break_id

2.3 常用的指令

help-幫助指令

run-運(yùn)行

quit-退出

break-打斷點(diǎn)，可以斷某個行或者某個函數(shù)如`break main`

next-下一行，簡寫`n`

step-也是下一行，不同于next的是，如果某個行本身引用了函數(shù)，則會step into到該函數(shù)內(nèi)部去,簡寫`s`

finish-跳出當(dāng)前函數(shù)/或者打到下一個斷點(diǎn)

continue，下一個斷點(diǎn)或者運(yùn)行到結(jié)尾，簡寫`c`

display-跟蹤打印某個變量的值

print-一次打印當(dāng)前狀態(tài)下所指定變量的值

detele-刪除全部斷點(diǎn)

info breakpoint-全部斷點(diǎn)信息

clear-清楚斷點(diǎn)，clear function,清楚函數(shù)斷點(diǎn)

until-類似于next，但是在循環(huán)中時，它可以一步到位直接到循環(huán)結(jié)束，而不像next一樣執(zhí)行每一次迭代

list-列出當(dāng)前行上下的代碼，list function列出函數(shù)的代碼

2.4 一些補(bǔ)充——棧幀觀察、監(jiān)測點(diǎn)

補(bǔ)充兩點(diǎn)內(nèi)容。

我們知道系統(tǒng)會使用棧（Stack）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲調(diào)用函數(shù)，運(yùn)行中的函數(shù)入棧，運(yùn)行完畢則出棧。棧元素主要被包含函數(shù)地址、局部變量、參數(shù)名等。當(dāng)我們需要了解程序的調(diào)用路徑的時候，可以使用info stack等語句追蹤函數(shù)運(yùn)行軌跡。

第二點(diǎn)涉及到觀測點(diǎn)（watchpoint）或者說監(jiān)測點(diǎn)。觀測點(diǎn)設(shè)置后會被當(dāng)作斷點(diǎn)一樣對待。與普通斷點(diǎn)(breakpoint)不同的是，觀測點(diǎn)主要關(guān)注一個或者多個被聲明的變量，當(dāng)這些變量變動或者這些變量被調(diào)用時，則觸發(fā)【觀測點(diǎn)】。

1 調(diào)用棧查詢

當(dāng)?shù)竭_(dá)一個斷點(diǎn)的時候，想查看此時的調(diào)用棧？

# backtrace顯示當(dāng)前程序的調(diào)用棧，或者使用bt指令
backtrace

# 顯示一個棧幀詳情,frame_id就是bt查詢結(jié)果的第一列數(shù)值
frame [farme_id]

當(dāng)程序運(yùn)行到某個函數(shù)時，該函數(shù)位于棧結(jié)構(gòu)的頂部——即當(dāng)前棧，可以使用info指令查詢當(dāng)前棧的詳情：

# 當(dāng)前棧頂詳情
# 其中會有eip和ebp兩個數(shù)值，eip表示下一個指令地址；ebp表示當(dāng)前棧幀地址
info frame

# 查詢當(dāng)前棧幀的局部變量
info locals

# 查詢當(dāng)前棧幀的入?yún)?
info args

2 觀測點(diǎn)

首先需要注意的是，只有相應(yīng)的變量對當(dāng)前棧幀可見，才可以在這個時候定義該變量的觀測點(diǎn)。

有三種創(chuàng)建觀測點(diǎn)的方法，側(cè)重點(diǎn)各不相同，指令格式為watch [expresion]。

# 表達(dá)式內(nèi)的變量都會被監(jiān)測到
#所以a、b的值有變動，就會觸發(fā)觀測點(diǎn)，此時暫時程序下來，如同斷點(diǎn)觸發(fā)一樣
watch a+b

# b被讀取即觸發(fā)斷點(diǎn)
rwatch b

# a或者b被讀取、修改、參與計(jì)算都會觸發(fā)斷點(diǎn)
awatch a+b

一般情況下，使用watch指令足夠了。

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