C++网络编程入门学习（四）-- GDB 调试 学习 笔记

GDB 调试 学习 笔记

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调试准备

项目程序如果是为了进行调试而编译时， 必须要打开调试选项-g。另外还有一些可选项，比如: 在尽量不影响程序行为的情况下关掉编译器的优化选项-O0，-Wall选项打开所有 warning，也可以发现许多问题，避免一些不必要的 bug。

-g选项的作用是在可执行文件中加入源代码的信息，比如可执行文件中第几条机器指令对应源代码的第几行，但并不是把整个源文件嵌入到可执行文件中，所以在调试时必须保证gdb能找到源文件。

假设有一个文件 args.c, 要对其进行gdb调试，编译的时候必须要添加参数 -g，加入了源代码信息的可执行文件比不加之前要大一些。

# -g 将调试信息写入到可执行程序中
$ gcc -g args.c -o app# 编译不添加 -g 参数
$ gcc args.c -o app1  # 查看生成的两个可执行程序的大小
$ ll-rwxrwxr-x  1 robin robin 17328  5月 19 19:10 app* # 可以用于gdb调试
-rwxrwxr-x  1 robin robin 15960  5月 19 19:10 app1* # 不能用于gdb调试

启动和退出gdb

1. 启动gdb

   gdb是一个用于应用程序调试的进程, 需要先将其打开, 一定要注意 gdb进程启动之后, 需要的被调试的应用程序是没有执行的。打开Linux终端，切换到要调试的可执行程序所在路径，执行如下命令就可以启动 gdb了。

   # gdb程序启动了, 但是可执行程序并没有执行
   $ gdb 可执行程序的名字# 使用举例：
   $ gdb app
   (gdb) 		# gdb等待输入调试的相关命令
   

2. 命令行传参

   有些程序在启动的时候需要传递命令行参数，如果要调试这类程序，这些命令行参数必须要在应用程序启动之前通过调试程序的gdb进程传递进去。下面是一段带命令行参数的程序：

   // args.c
   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <unistd.h>
   #include <string.h>#define NUM 10// argc, argv 是命令行参数
   // 启动应用程序的时候
   int main(int argc, char* argv[])
   {printf("参数个数: %d\n", argc);for(int i=0; i<argc; ++i){printf("%d\n", NUM);printf("参数 %d: %s\n", i, argv[i]);}return 0;
   }
   

   第一步: 编译出带条信息的可执行程序

   $ gcc args.c -o app -g
   

   第二步: 启动gdb进程, 指定需要gdb调试的应用程序名称

   $ gdb app
   (gdb) 
   

   第三步: 在启动应用程序 app之前设置命令行参数。gdb中设置参数的命令叫做set args …，查看设置的命令行参数命令是 show args。 语法格式如下：

   # 设置的时机: 启动gdb之后, 在应用程序启动之前
   (gdb) set args <参数列表>
   # 查看设置的命令行参数
   (gdb) show args
   

   

gdb中启动程序

在gdb中启动要调试的应用程序有两种方式, 一种是使用run命令, 另一种是使用start命令启动。在整个 gdb 调试过程中, 启动应用程序的命令只能使用一次。

run可以缩写为r，如果程序中设置了断点会停在第一个断点的位置, 如果没有设置断点, 程序会一直执行直到结束

start最终会阻塞在main函数的第一行，等待输入后续其他gdb指令

   # 两种方式# 方式1: run == r (gdb) run  # 方式2: start(gdb) start

如果想让程序start之后继续运行, 或者在断点处继续运行，可以使用 continue命令, 可以简写为 c

退出gdb

退出gdb调试, 就是终止 gdb 进程, 需要使用 quit命令, 可以缩写为 q

查看代码

因为gdb调试没有IDE那样的完善的可视化窗口界面，给调试的程序打断点又是调试之前必须做的一项工作。因此gdb提供了查看代码的命令，这样就可以轻松定位要调试的代码行的位置了。

查看代码的命令叫做list可以缩写为 l, 通过这个命令我们可以查看项目中任意一个文件中的内容，并且还可以通过文件行号，函数名等方式查看。

一个项目中一般是有很多源文件的, 默认情况下通过list查看到代码信息位于程序入口函数main对应的的那个文件中。因此如果不进行文件切换main函数所在的文件就是当前文件, 如果进行了文件切换, 切换到哪个文件哪个文件就是当前文件。查看文件内容的方式如下：

# 从第一行开始显示
(gdb) list # 列值这行号对应的上下文代码, 默认情况下只显示10行内容
(gdb) list 行号# 显示这个函数的上下文内容, 默认显示10行
(gdb) list 函数名

通过list去查看文件代码, 默认只显示10行, 如果还想继续查看后边的内容, 可以继续执行list命令, 也可以直接回车（再次执行上一次执行的那个gdb命令）。

# 切换到指定的文件，并列出这行号对应的上下文代码, 默认情况下只显示10行内容
(gdb) l 文件名:行号# 切换到指定的文件，并显示这个函数的上下文内容, 默认显示10行
(gdb) l 文件名:函数名

默认通过list只能一次查看10行代码, 如果想显示更多, 可以通过set listsize设置, 同样如果想查看当前显示的行数可以通过 show listsize查看, 注意这里的listsize可以简写为 list。具体语法格式如下:

# 以下两个命令中的 listsize 都可以写成 list
(gdb) set listsize 行数# 查看当前list一次显示的行数
(gdb) show listsize

断点

在 GDB 调试中，打断点是定位程序问题的核心操作之一。通过设置断点，可以让程序在特定位置暂停执行，方便你检查变量状态、分析程序逻辑。以下是 GDB 中打断点的常见方法及示例：

1. 设置普通断点到当前文件

   # break == b
   (gdb) b 行号
   (gdb) b 函数名		# 停止在函数的第一行
   

2. 设置普通断点到某个非当前文件上

   (gdb) break <文件名>:<行号>
   

   例如：

   (gdb) break main.cpp:15           # 当前目录文件
   (gdb) break utils/math.cpp:27     # 指定相对路径
   (gdb) break "src/core/network.cpp":100  # 绝对路径或复杂路径用引号
   

3. 设置条件断点

   (gdb) break <行号或函数> if <条件表达式>
   

进一步地，我们可以通过info来查看断点信息，可以简写为i，例如：

(gdb) i b   #info break

在显示的断点信息中有一些属性需要在其他操作中被使用, 下面介绍一下:

• Num: 断点的编号, 删除断点或者设置断点状态的时候都需要使用
• Enb: 当前断点的状态, y表示断点可用, n表示断点不可用
• What: 描述断点被设置在了哪个文件的哪一行或者哪个函数上

当某些断点不需要的情况下，我们可以使用 delete 命令删除指定编号的断点。

语法：

delete <断点编号>

(gdb) info breakpoints  # 查看所有断点（显示编号）
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000555555555123 in main at main.cpp:5
2       breakpoint     keep y   0x0000555555555154 in process_data at utils.cpp:10(gdb) delete 2  # 删除编号为2的断点
(gdb) info breakpoints  # 确认断点已删除
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000555555555123 in main at main.cpp:5

在 delete 后指定多个断点编号，用空格分隔。可以删除多个断点：

(gdb) delete 1 3 5  # 同时删除断点1、3、5

若不指定编号，delete 会删除所有断点。

(gdb) delete  # 警告：删除所有断点！
(gdb) info breakpoints  # 输出：No breakpoints or watchpoints.

如果某个断点只是临时不需要了，我们可以将其设置为不可用状态, 设置命令为disable 断点编号，当需要的时候再将其设置回可用状态，设置命令为 enable 断点编号。

# 让断点失效之后, gdb调试过程中程序是不会停在这个位置的
# disable == dis
# 设置某一个或者某几个断点无效
(gdb) dis 断点1的编号 [断点2的编号 ...]# 设置某个区间断点无效
(gdb) dis 断点1编号-断点n编号

# enable == ena
# 设置某一个或者某几个断点有效
(gdb) ena 断点1的编号 [断点2的编号 ...]# 设置某个区间断点有效
(gdb) ena 断点1编号-断点n编号

调试命令

继续运行gdb

如果调试的程序被断点阻塞了又想让程序继续执行，这时候就可以使用continue命令。程序会继续运行, 直到遇到下一个有效的断点。continue可以缩写为 c。

手动打印信息

在 GDB 调试中，手动打印变量、表达式或内存信息是定位问题的核心操作。使用 print 命令（简写为 p）打印变量、表达式或内存内容。

print <变量名或表达式>

如果打印的变量是整数还可以指定输出的整数的格式, 格式化输出的整数对应的字符表如下：

格式化字符(/fmt)	说明
/x	以十六进制的形式打印出整数。
/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。
/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。

示例：

(gdb) print x            # 打印变量x的值
(gdb) print arr[0]       # 打印数组元素
(gdb) print &x           # 打印变量x的地址
(gdb) print *ptr         # 打印指针ptr指向的值
(gdb) print obj->method() # 调用对象方法并打印返回值
(gdb) print/x x          # 以十六进制打印x
(gdb) print/d 0xFF       # 以十进制打印0xFF（输出255）
(gdb) print/f pi         # 以浮点数格式打印pi
(gdb) print/s str        # 打印字符串（自动解析为C风格字符串）
(gdb) print arr          # 打印数组
(gdb) print arr@10       # 打印数组前10个元素（适用于无长度信息的数组）
(gdb) print *struct_ptr  # 打印结构体指针指向的内容
(gdb) print person.name  # 打印结构体成员
(gdb) print strlen(str)      # 调用strlen计算字符串长度
(gdb) print add(3, 4)        # 调用自定义函数add(3,4)

自动打印信息

在 GDB 调试中，display 命令是一个实用工具，用于设置自动打印表达式的值。每次程序暂停（如断点触发、单步执行）时，GDB 会自动显示这些表达式，避免重复输入 print 命令，提高调试效率。

设置自动打印的表达式，语法：

display <表达式>

示例：

(gdb) display x          # 每次程序暂停时自动打印变量x
(gdb) display arr[i]     # 自动打印数组元素（随i变化）
(gdb) display *ptr       # 自动打印指针指向的值
(gdb) display/i $pc      # 自动显示当前执行的指令（反汇编）

可以使用 info display 查看当前所有 display 设置：

(gdb) info display

可以使用 undisplay 或 delete display 删除指定设置：

(gdb) undisplay 3        # 删除编号为3的display
(gdb) delete display 1   # 同上

display 的表达式会在每次程序暂停时重新求值，因此支持动态内容：

(gdb) display i*10       # 显示i的10倍
(gdb) display &array[i]  # 显示数组元素的地址

也可在特定条件下才触发 display：

(gdb) break loop.c:10 if i == 5
(gdb) commands 1
> display x
> display y
> continue
> end

注意：使用 delete display 不带参数，删除所有自动打印设置

单步调试

当程序阻塞到某个断点上之后, 可以通过以下命令对程序进行单步调试。step、finish、next 和 until 是控制程序执行流程的四个核心命令，用于逐行或逐函数调试。

step 可简写 s

功能：执行下一行代码，若遇到函数调用则进入函数内部（Step Into）。
适用场景：需要深入分析函数内部实现时。

void add(int a, int b) {int sum = a + b;  // 行2return sum;       // 行3
}int main() {int result = add(3, 4);  // 行7printf("%d\n", result);  // 行8
}

调试示例：

(gdb) break 7        # 在main函数的调用处设置断点
(gdb) run
(gdb) step          # 进入add函数内部
(gdb) where         # 查看当前位置
# 输出: #0  add (a=3, b=4) at test.cpp:2

next 可简写成 n

功能：执行下一行代码，若遇到函数调用则直接执行完函数并返回（Step Over）。
适用场景：函数逻辑已知，无需深入时，避免陷入细节。

(gdb) break 7        # 在main函数的调用处设置断点
(gdb) run
(gdb) next          # 直接执行完add函数，停在printf行
(gdb) where
# 输出: #0  main () at test.cpp:8

finish 可简写成 fin

功能：继续执行直到当前函数返回，并打印返回值（若有）。
适用场景：已进入函数但想快速返回上层时。

如果通过 s 单步调试进入到函数内部, 想要跳出这个函数体， 可以执行finish命令。如果想要跳出函数体必须要保证函数体内不能有有效断点，否则无法跳出。

(gdb) break 2        # 在add函数内部设置断点
(gdb) run
(gdb) finish        # 执行完add函数并返回
# 输出: 
# Run till exit from #0  add (a=3, b=4) at test.cpp:2
# 7       int result = add(3, 4);
# Value returned is $1 = 7

until 可简写成 u

功能：执行到指定行号或跳出循环（类似 next，但可跨越当前行之后的代码）。
适用场景：

• 快速跳出循环体（避免多次单步）。
• 执行到当前行之后的特定位置。

如果想直接从循环体中跳出, 必须要满足以下的条件，否则命令不会生效：

• 要跳出的循环体内部不能有有效的断点
• 必须要在循环体的开始/结束行执行该命令

设置变量值

在调试程序的时候, 我们需要在某个变量等于某个特殊值的时候查看程序的运行状态, 但是通过程序运行让变量等于这个值又非常困难, 这种情况下就可以在 gdb 中直接对这个变量进行值的设置, 或者是在单步调试的时候通过设置循环因子的值直接跳出某个循环, 值设置的命令格式为:

set [variable] <变量名> = <新值>

variable 关键字可省略，通常直接用 set <变量名> = <值>。