Linux之gdb调试器——“撕破现象看本质”

一，gdb简介

gdb可以对源文件“预处理、编译、汇编、链接”后生成的可执行文件进行调试。以以下程序（test.c）为例:

#include<stdio.h>

int get_sum(int n)
{
  int sum=0,i;
  for(i=0;i<n;++i)
    sum+=i;
  return sum;
}
int main()
{
  int i=100,result;
  result=get_sum(i);
  printf("1+2+……+%d=%d\n",i,result);
  return 0;
}

在vim中，切换到末行模式，输入set nu或set number即可显示代码行号。

二，启动和退出gdb

使用gcc编译器编译test.c,需要使用-g选项以产生gdb调试所需的符号信息。

[shell]$gcc -g test.c -o test//生成可执行文件

根据我们的数学知识，1+2+……+100=5500，也就是说，这个结果不是我们想要的。那到底是什么原因呢？在我们编译的时候，编译器并没有报错，也没有给出任何的警告信息，这表明我们的代码并没有语法错误，那么，我们的程序肯定出现了逻辑上的错误。

那么，现在就到了gdb大显身手的时候了！！！

我们将可执行文件test载入gdb调试器中：

[shell]$gdb test//载入test

启动gdb时，同时会出现一段版权说明，然后是gdb的提示符（gdb）。使用-q选项可以关闭版权说明。

当然，也可以直接进入gdb,再使用file命令载入文件：

使用quit命令即可退出gdb。

若程序正在调试过程中退出，则会出现提示：

输入“y”即可。

三，显示、查找源程序代码

list命令用于列出程序的源代码,

（gdb）list //从行1开始，执行命令每次显示10行代码
（gdb）list 5,10 //显示行5到行10的代码

（gdb）list get_sum //列出函数get_sum周围的代码

（gdb）list test.c:5,10
//在调试多个文件时，显示某个文件某些行的代码

在调试时，仍然可以使用shell命令：
[shell]$shell ls

search和forward都可以用来从当前行向后查找第一个匹配的字符串。
reverse-search用来从当前行向前查找第一个匹配的字符。

四，执行程序和获得帮助

在载入可执行文件test后，使用run命令可以执行该程序：

使用help可以查看帮助文档：

（gdb）help list //查看list的帮助信息
（gdb）help all //查看gdb所以命令的帮助信息

五，设置和管理断点

在调试程序时，我们很希望能在程序运行的过程中实时的“监视”各个变量的值。但程序执行的过程是“一步”就完成的或时间相当快，因此，我们就需要在任何我们想要的“监视”的地方设置断点。以此，程序在运行时就会停在这些断点处，我们可以”监视“各个变量、函数、表达式的值。

在gdb调试器中，设置断点的命令为break：

1，以行号设置断点

（gdb）break 8

Breakpoint 1 //断点编号：断点1
0x400544 //断点所在内存地址
file test.c line 8 //表示断点所处的位置（哪个文件哪一行）

执行run命令，程序会停止在第8行，也就是我们设置的Breakpoint 1处。

2，以函数名设置断点

同样是使用break命令，我们可以在某个函数处设置断点：

（gdb）break get_sum //在函数get_sum处设置断点

执行run命令：

正如我们所料，程序停在了函数get_sum处。

3,以条件、表达式设置断点

• 以“条件”设置断点

（gdb）break 行号或函数名  if  条件

（gdb）break 8 if i==99

由图，程序停在了行8 sum+=i处。使用print i用来查看此时i的值，结果显示i=99。

还有break还可以在某个表达式设置断点。

watch 条件表达式

（gdb）watch i==99

反馈信息提示我们”此时尚未定义变量i”,所以创建失败。为了解决这个问题，我们需要在i被定义后设置一个断点，当程序停留在此段点时，就可以以表达式i==99设置断点了。

首先，我们使用（gdb）break 6
在行6处设置一个断点，因为此时i已被定义。
之后，运行命令（gdb）run，
程序暂停在行6。这是我们设置断点的好时候！（gdb）watch i==99
,在表达式i==99处成功设置了断点。（gdb）continue

程序执行直到i==99为止。使用print i监视I的值，显然，i=99。print sum监视sum的值sum的值为4851

这时，让继续运行sum+=i,之后sum的值变为4950，再继续下去，程序执行结束。此时，程序的逻辑性错误已经很明显——100没有被加上。