3. GDB调试工具怎么用？

GDB (GNU Debugger) 是一个功能强大的调试工具，用于在 Linux 和其他类 Unix 操作系统中调试 C、C++、Fortran 等编程语言编写的程序。GDB 允许你在程序执行时监控和修改程序的状态，查找并修复程序中的错误。

1. GDB 的主要功能

• 设置断点：在代码的某一行或函数处暂停程序执行，以便检查程序的状态。
• 逐步执行：逐行或逐函数执行代码，以观察程序的运行过程。
• 查看变量：检查当前作用域中变量的值，包括局部变量和全局变量。
• 检查内存：查看和修改内存地址中的内容。
• 回溯调用栈：在程序崩溃时，查看函数调用的堆栈，以确定错误的发生位置。
• 修改代码执行路径：在调试过程中更改变量值或跳转到其他代码行以测试不同情况。

2. 如何使用 GDB

使用 GDB 调试程序通常分为以下几个步骤：

2.1 编译带调试信息的程序

要使用 GDB 调试程序，首先需要将程序编译为带有调试信息的可执行文件。使用 -g 选项来编译程序，这样 GDB 就能够识别代码中的变量名、函数名和源代码行号。

gcc  myprogram.c -g -o myprogram

2.2 启动 GDB

要启动 GDB，可以在终端中运行以下命令：

gdb ./myprogram

这样会启动 GDB 并加载 myprogram 可执行文件。

2.3 设置断点

断点用于暂停程序的执行，以便检查当前的程序状态。可以在某一行代码或函数入口处设置断点。

(gdb) break main          # 在 main 函数入口处设置断点
(gdb) break 25            # 在第 25 行代码处设置断点
(gdb) break myfunction    # 在 myfunction 函数入口处设置断点

2.4 运行程序

在设置了断点之后，你可以通过 run 命令来启动程序。程序会在遇到第一个断点时暂停。

(gdb) run

如果程序需要传递命令行参数，可以在 run 后面指定参数：

(gdb) run arg1 arg2

2.5 逐步执行代码

在程序暂停后，你可以通过以下命令逐步执行代码：

• step (或 s)：逐行执行代码，进入函数调用内部。
• next (或 n)：逐行执行代码，但不会进入函数调用内部。
• continue (或 c)：继续执行程序，直到下一个断点或程序结束。
• finish：执行当前函数直到返回。

2.6 查看变量和值

在调试过程中，可以查看当前作用域中变量的值：

(gdb) print variable_name       # 打印变量的值
(gdb) print *pointer_name       # 打印指针指向的内容
(gdb) display variable_name     # 每次暂停时自动显示该变量的值
(gdb) info locals               # 显示当前函数中的所有局部变量

2.7 查看调用栈

当程序暂停时，可以使用 backtrace (或 bt) 命令查看调用栈，显示当前函数的调用路径。

(gdb) backtrace    # 显示当前的调用栈
(gdb) frame 2      # 切换到调用栈中的第 2 帧（函数调用）

2.8 修改变量值

在调试过程中，你可以修改变量的值，以测试不同的执行路径：

(gdb) set variable_name = new_value   # 修改变量的值

2.9. 检查和修改内存

你还可以检查和修改内存地址中的值：

(gdb) x/x address    # 查看指定内存地址处的内容（十六进制）
(gdb) x/d address    # 查看指定内存地址处的内容（十进制）
(gdb) set *address = new_value    # 修改指定内存地址处的内容

2.10 调试时的一些有用命令

• list：显示源代码。
• info breakpoints：列出所有断点。
• delete：删除断点。
• quit：退出 GDB。

3. GDB 调试示例

以下是一个简单的 GDB 调试示例：

假设我们有以下 C 代码（example.c）：

#include <stdio.h>int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {int x = 10;int y = 20;int result = add(x, y);printf("Result: %d\\\\n", result);return 0;
}

步骤：

3.1 编译代码：

gcc -g -o example example.c

3.2 启动 GDB：

gdb ./example

3.3 设置断点：

(gdb) break main   # 在 main 函数入口处设置断点

3.4 运行程序：

(gdb) run

程序将在 main 函数的第一行暂停。

3.5 逐步执行代码：

(gdb) next    # 逐行执行，跳过函数调用
(gdb) step    # 进入 add 函数内部

3.6 查看变量：

(gdb) print x       # 打印 x 的值
(gdb) print result  # 打印 result 的值

3.7 继续运行直到结束：

(gdb) continue

3.8 退出 GDB：

(gdb) quit

4. 总结

GDB 是一个功能强大的调试工具，帮助开发者定位和解决程序中的错误。通过设置断点、逐步执行代码、查看和修改变量，开发者可以深入理解程序的执行过程，快速定位问题。在实际开发中，掌握 GDB 是提升代码质量和调试能力的重要技能。