[C++]GDB調試C++類

GDB調試C++類

    Linux上調試常用的工具就是gdb了。借助學習C++虛函數表和內存布局的機會順便學習下gdb常規調試技巧。

一，測試用例

1，C++頭文件(szyu_test_gdb.h)

/******************************
*
* Author : szyu
*
* Date : 2016.10.25
*
********************************/

#ifndef __SZYU_GDB__
#define __SZYU_GDB__

#include <iostream>

class Base
{
public:
    Base() { };
    Base( int v ) : non_static_member1( v ) { };
    virtual ~Base() { };

public:
    void
    non_static_func1()
    {   
        std::cout << "In non_static_func1()" << std::endl;
    }   

    static void
    static_func1()
    {
        std::cout << "In static_func1()" << std::endl;
    }

    virtual void
    virtual_func1()
    {
        std::cout << "In virtual_func1()" << std::endl;
    }

private:
    int non_static_member1;
    static int static_member1;
};

int Base::static_member1 = 99;

#endif

2，C++測試用例(szyu_test_gdb.cpp)

/************************
*
* Author : szyu
*
* Date : 2016.10.25
*
******************************/

#include "szyu_test_gdb.h"

void
test1()
{
    /* 靜態函數訪問 */
    Base::static_func1();
    /* 創建對象 */
    Base bb( 57 );
    /* 非靜態函數訪問 */
    bb.non_static_func1();

    /* 虛函數訪問 */
    bb.virtual_func1();
}

int
main( int argc, char *argv[] )
{
    test1();

    return 0;
}

二，調試

1，gdb調試前需編譯生成可執行文件，并且需把調試信息加到可執行文件中。－g參數可以做到這點。使用方法為：g++  -g  szyu_test_gdb.cpp（默認生成a.out可執行文件）

2，啟動gdb調試：gdb  a.out

3，設置斷點，可獲取運行時的堆棧信息。

分別對以下位置設置了斷點：

1）構造函數：Base( int v )

2）虛析構函數：virtual ~Base()

3）靜態函數調用：bb.static_func1()

4）非靜態函數調用：bb.non_static_func1()

5）虛函數調用：bb.virtual_func1()

4，運行程序，遇到第一個斷點：靜態函數調用。單步跟蹤s(step)命令進入函數內部，并打印地址如下：

5，c(continue)恢復程序運行，接下來程序停在第二斷點處，即Base(int v)構造函數處。打印Base類對象bb如下：

由圖可以類對象的地址為：0x7fffffffe320

對對象首地址進行解引用得到地址：0x400cb0即為虛函數表地址，故可知在該編譯器中的虛函數表位于對象實例的最前端。

從打印的Base類對象可知，此時虛函數表已創建，且虛函數表地址為0x400cb0。對于靜態成員和非靜態成員都已初始化好了。此時獲取虛函數表中的內容如下所示：

由于虛函數表是二級指針。所以使用void **轉換。再使用解引用運算符變成一級指針。

其中還涉及到set print array，@和/a三個知識點：

1）默認數組顯示是關閉狀態的（即打印數組時，每個元素則以逗號分隔）。打開數組顯示狀態后，每個元素占一行打印。

2）p /a 打印語句中a只是參數選項之一，常見該參數如下：

    x  按十六進制格式顯示變量。
    d  按十進制格式顯示變量。
    u  按十六進制格式顯示無符號整型。
    o  按八進制格式顯示變量。
    t  按二進制格式顯示變量。 
    a  按十六進制格式顯示變量。
    c  按字符格式顯示變量。
    f  按浮點數格式顯示變量。

3）“@”的左邊是第一個內存的地址的值，“@”的右邊則你你想查看內存的長度。上圖中的4代表打印出四段內存長度。此處由于虛函數表中總共存了三個虛函數內存段地址，故最后一個值是隨機數。

為了支持RTTI（Run Time Type Identification，運行時類型識別），在虛函數表前存放了type_info指針。

而靜態成員變量和非靜態成員變量獲取如下：

6，c(continue)繼續運行，接下來程序停留在第三個斷點處，即非靜態方法調用。

7，c(continue)繼續運行，接下來程序停留在第四個斷點處，即虛函數調用。

由打印出來的虛函數地址可知：該地址與虛函數表中存的地址一致。

8，c(continue)繼續運行，接下來程序停留在第五個斷點處，即虛析構函數。

通過info line查看地址與虛函數表一致。

本文gdb調試命令主要參考：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2879