MacOS原生调试工具LLDB的使用

LLDB和GDB

• GDB（GNU Debugger）：

  • GDB 是 GNU 项目的一部分，历史悠久，最早发布于 1986 年。它广泛支持多种操作系统和架构，特别是在 Linux 环境下。
  • GDB 的设计初衷是为了支持 C 和 C++ 语言，但它也支持其他多种语言。
  • GDB 的性能在许多情况下是可靠的，但在处理大型程序或复杂数据结构时，可能会显得稍慢。
  • GDB 提供了丰富的功能，包括远程调试、条件断点、观察点等。

• LLDB：

  • LLDB 是 LLVM 项目的一部分，构建于 Clang 编译器的基础上。它相对较新，首次发布于 2009 年。
  • LLDB 主要针对 macOS 和 iOS 开发，但也支持 Linux 和其他平台。
  • LLDB 的设计目标是提供更高的性能和更好的用户体验，特别是在调试大型程序时。
  • LLDB 通常在性能上表现更好，特别是在调试大型 C++ 程序时。
  • LLDB 支持更现代的 C++ 特性，如模板和 STL（标准模板库）数据结构的调试。
  • LLDB 也支持多线程调试，并且在处理线程时的用户体验更为友好。

LLDB命令

• GDB 和 LLDB 在命令和语法上有一些差异，尽管许多基本命令相似。例如：
  • 设置断点：break main（GDB） vs. break main（LLDB）
  • 继续执行：continue（GDB 和 LLDB 相同）
  • 查看变量：print var（GDB） vs. frame variable var（LLDB，虽然 print var 也可以使用）

命令	缩写	作用
breakpoint	b	在指定位置设置断电
run	r	运行程序到断点为止
step	s	进入下一步的函数内部
backtrace	bt	显示有效函数信息
frame	f	显示堆栈内容
next	t	运行到下一行
continue	c	运行到下一个断点或者结束
print	p	打印变量
qiut	q	退出

示例程序

// sum.cpp
#include <iostream>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int x = 5;
    int y = 10;
    int result = add(x, y);

    // 故意制造一个错误：这里我们将 result 乘以一个错误的值
    // 例如，使用一个未定义的变量 z
    int z; // z 未初始化
    std::cout << "The result is: " << result * z << std::endl; // 这里会导致未定义行为

    return 0;
}

运行调试

编译命令要加上 -g 才能调试

g++ -g sum.cpp -o sum

启动lldb

lldb ./sum

在 main 函数的开始处设置一个断点，以便在程序执行到这里时暂停。

(lldb) breakpoint set --name main

运行到断点处

(lldb) run

如图，可以看到左侧的指针指到了main函数中的第一行，即下一行要执行的代码

(lldb) print x
(int) -268517296

这时候打印x，发现还没有被赋值

使用next 执行到函数入口，step进入

(lldb) step

查看有效函数，backtrace用不了则使用bt

(lldb) bt

接着使用next即可退出这个函数

观察result的状态

执行到错误代码，观察调用堆栈和变量，这里z被设置为1了