如何進行C程序調試與GDB入門

本篇文章為大家展示了如何進行C程序調試與GDB入門，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

1、Assert

引用自<assert.h>的函數assert(int expression)，當表達式的值為0則返回failed。

2、GDB

gdb是GUN的提供在unix上的調試工具。

安裝：sudo apt install gdb

如果是windows，則尋找對應的exe安裝即可，同時需要配置環境變量

2.1 使用流程

# 編譯,得到executable程序
# -g指令會列出行號、注釋信息
gcc -g -o executable one.c two.c other.c 

# gdb調試
gdb executable

# 指定某行打斷點,或者指定某個函數為斷點
break one:17
break main

#運行
run [args]

# 顯示待驗證的變量值，此后每次停下來都會顯示這些變量值
display var1
display var2

# 快進到下一個斷點/或者運行到結尾
continue

# 退出
quit

2.2 斷點和條件中斷

著重說一下斷點的標識和查詢。

怎么打斷點

# 直接在函數上打斷點
break <function_name>

# 作用在指定行上，如果是多文件，可以使用filename指定特定的源文件
break <filename>:line_num

斷點信息查詢以及斷點的刪除、禁用等

# 查詢全部的斷點，顯示信息的第一列是每一個斷點id
info breakpoints

#刪除斷點
delete break_id

# 禁用斷點
disable break_id

#重啟被禁用的斷點
enable break_id

#忽略斷點times次
#也就意味著，在運行到斷點times次以后，斷點會再次生效
ignore break_id times

條件中斷

條件中斷，即滿足指定條件才會觸發中斷的斷點，某些時候這非常有用，譬如某些信號量達到預定值才會觸發中斷，如果Java中的異常中斷一樣。

# 設置條件斷點 
break line_num if [expression]

譬如，break swap if m > 100，需要注意只有在斷點處m變量生效，該條件才會生效。

對于已經設置的斷點可以使用condition指定：

# 給break_id斷點設置中斷條件
condition break_id [expresion]

# 取消中斷條件，只要后面什么條件也不跟即可
condition break_id

2.3 常用的指令

help-幫助指令

run-運行

quit-退出

break-打斷點，可以斷某個行或者某個函數如`break main`

next-下一行，簡寫`n`

step-也是下一行，不同于next的是，如果某個行本身引用了函數，則會step into到該函數內部去,簡寫`s`

finish-跳出當前函數/或者打到下一個斷點

continue，下一個斷點或者運行到結尾，簡寫`c`

display-跟蹤打印某個變量的值

print-一次打印當前狀態下所指定變量的值

detele-刪除全部斷點

info breakpoint-全部斷點信息

clear-清楚斷點，clear function,清楚函數斷點

until-類似于next，但是在循環中時，它可以一步到位直接到循環結束，而不像next一樣執行每一次迭代

list-列出當前行上下的代碼，list function列出函數的代碼

2.4 一些補充——棧幀觀察、監測點

補充兩點內容。

我們知道系統會使用棧（Stack）數據結構存儲調用函數，運行中的函數入棧，運行完畢則出棧。棧元素主要被包含函數地址、局部變量、參數名等。當我們需要了解程序的調用路徑的時候，可以使用info stack等語句追蹤函數運行軌跡。

第二點涉及到觀測點（watchpoint）或者說監測點。觀測點設置后會被當作斷點一樣對待。與普通斷點(breakpoint)不同的是，觀測點主要關注一個或者多個被聲明的變量，當這些變量變動或者這些變量被調用時，則觸發【觀測點】。

1 調用棧查詢

當到達一個斷點的時候，想查看此時的調用棧？

# backtrace顯示當前程序的調用棧，或者使用bt指令
backtrace

# 顯示一個棧幀詳情,frame_id就是bt查詢結果的第一列數值
frame [farme_id]

當程序運行到某個函數時，該函數位于棧結構的頂部——即當前棧，可以使用info指令查詢當前棧的詳情：

# 當前棧頂詳情
# 其中會有eip和ebp兩個數值，eip表示下一個指令地址；ebp表示當前棧幀地址
info frame

# 查詢當前棧幀的局部變量
info locals

# 查詢當前棧幀的入參
info args

2 觀測點

首先需要注意的是，只有相應的變量對當前棧幀可見，才可以在這個時候定義該變量的觀測點。

有三種創建觀測點的方法，側重點各不相同，指令格式為watch [expresion]。

# 表達式內的變量都會被監測到
#所以a、b的值有變動，就會觸發觀測點，此時暫時程序下來，如同斷點觸發一樣
watch a+b

# b被讀取即觸發斷點
rwatch b

# a或者b被讀取、修改、參與計算都會觸發斷點
awatch a+b

一般情況下，使用watch指令足夠了。

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