关于GDB调试工具的学习笔记，学会了纯命令行的调试操作，才能更好地理解例如VSCode提供的图形界面的调试功能等，GDB在WSL2 Ubuntu上进行操作。

调试信息

可执行程序可以被调试的前提就是编译时加上了调试信息，通常是debug模式下，加上-g选项。

如果强行调试一个没有调试信息的可执行程序，将不能看见程序中的函数名或变量名等，而只是内存地址，并且会显示一条警告 

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(No debugging symbols found in <program>)

加载程序

正常情况下可以通过调试器来加载程序 

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gdb <program>

也可以先启动gdb，然后加载可执行文件 

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gdb
(gdb) file <program>

加载的程序并不会直接执行，需要使用start或run命令来启动程序。

如果是需要调试一个生成core文件并异常终止的程序，可以加上core文件来恢复现场 

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gdb <program> <core dump file>

如果需要调试一个正在运行的程序，可以加上进程ID（一个整数），gdb将会自动以attach模式进行调试 

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gdb <program> <PID>

命令行参数

在程序启动之前可以查看和设置传入main函数的命令行参数args：

  • show args：查看当前采用的main函数命令行参数
  • set args：设置main函数命令行参数

例如 

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(gdb) set args 10 20
(gdb) show args

执行控制

关于程序执行的调控命令：

  • start：启动程序，在main函数入口处暂停
  • run：运行（直到遇到断点或错误）
  • continue：（假设在断点处暂停）继续执行（直到遇到断点或错误）
  • next：单步逐行执行，如果有函数调用，不会进入调用函数体）
  • step：单步向下执行，如果有函数调用，则会进入调用函数体
  • finish：向上执行，直到跳出函数体

断点（break）

设置断点的命令有很多，可以基于行号，函数名，与当前位置偏移等 

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(gdb) break <line>
(gdb) break 10
// 在第10行设置断点

(gdb) break <function_name>
(gdb) break hello
// 在函数hello入口处设置断点

(gdb) break <file_name>:<line>
// 在指定源文件的指定行设置断点

(gdb) break <function_name>:<line>
// 在指定函数体的指定行设置断点

注意，如果函数体具有重载，则有多种选择，此时可以加上函数参数类型来指定具体的函数，否则gdb会提供候选函数的列表，需要输入编号来确认。

设置临时断点（断点在触发一次后自动失效） 

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(gdb) tbreak ...

设置条件断点（只有满足一定条件才会触发） 

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(gdb) break ... if <condition>
(gdb) break file_name.cpp:15 if my_variable == 10
// 在指定函数体的指定行设置条件断点，触发要求为my_variable==10

禁用断点（需要首先打印并找到断点的编号） 

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(gdb) disable <breakpoint_id>

启用断点（在禁用之后可以让断点重新生效） 

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(gdb) enable <breakpoint_id>

删除断点（需要首先打印并找到断点的编号） 

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(gdb) delete <breakpoint_id>

查看变量（print）

print可以查看指定表达式的值 

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(gdb) print <expr>

例如 

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(gdb) print my_variable

(gdb) print var1 var2 var3

(gdb) print my_array[5]

(gdb) print my_struct.member

(gdb) print &my_variable

监视点（display）

监视点可以做到在每次程序暂停时，自动打印指定变量的值，可以避免重复调用print查看变量

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(gdb) display <expr>

取消对指定变量的监视 

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(gdb) undisplay <expr>

取消所有的监视点 

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(gdb) undisplay

观察点（watchpoints）

除了断点可以用来暂停程序，我们还可以设置观察点来观察一个表达式（变量也是一种表达式）的值是否有了变化，如果发生变化则立刻暂停

设置普通观察点，当表达式的值发生变化时立刻暂停 

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(gdb) watch <expr>

设置读取观察点，当表达式被读时立刻暂停 

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(gdb) rwatch <expr>

设置读取观察点，当表达式被读或者被写时立刻暂停 

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(gdb) awatch <expr>

查看源码（list）

list可以查看当前位置附加的源代码，也可以加上行号或函数名等来显示指定位置的代码

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(gdb) list
(gdb) list <line>
(gdb) list <function_name>

指定的行数或者函数入口会显示在正中，默认会显示当前位置前后各5行的源代码，也可以查看和修改显示的总行数

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(gdb) set listsize <num>
// 设置查看的总行数

(gdb) show listsize
// 查看总行数

查看信息（info）

info命令可以查看很多信息，包括断点/变量/监视点/观察点等。

查看所有断点或指定编号的断点 

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(gdb) info break
(gdb) info breakpoints

(gdb) info break <breakpoint_id>

列出当前的所有局部变量 

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(gdb) info locals

列出当前的所有变量 

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(gdb) info variables

查看所有的监视点 

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(gdb) info display

列出当前所有的观察点 

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(gdb) info watchpoints

修改变量

在程序暂停时，可以修改指定变量的值 

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(gdb) set var <my_variable> = <new_value>

例如 

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(gdb) set var x=4

GUI界面

gdb的tui相关命令提供了基于命令行的简单GUI支持，可以在上半屏幕显示源码/汇编等，在下半屏幕使用gdb命令行操作。在GUI模式下，上下键操作会移动GUI上显示的行位置。

可以使用快捷键ctrl+x+a开启和关闭GUI界面。

命令缩写

gdb的很多常见命令都可以等价替换为单个字母的缩写：

  • b=break（断点）
  • c=continue（继续执行）
  • s=step（单步执行，逐语句）
  • n=next（逐过程，跳过函数调用）
  • r=run（运行程序）
  • p=print（打印变量值）
  • d=delete（删除断点）
  • l=list（显示源代码）
  • i=info（显示信息）
  • q=quit（退出 GDB）

退出

quit或exit可以退出gdb，如果有正在调试的程序，则会终止程序（需要确认终止）

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(gdb) quit
(gdb) exit