Linux友人帐之调试器--gdb的使用

骑猪看日落 2024-04-17 13:35 72阅读 0赞

## 一、debug和realease版本的区别 ##

### 区别 ###

> debug是给程序员用的版本，添加了调试信息，用于解决软件或程序中出现的问题，realease是发行给客户使用的版本，并未添加调试信息，只需要给客户提供优越的产品使用环境即可，至于是否能够debug调试，这是程序员才应该关心的主要问题。
> 
> 可以看到debug版本的字节大小是要大于realease版本的，这是因为其中添加了调试信息。

## ![9a021d1179a2441fb1fb028813451cbc.png][] ##

通过指令可以读取可执行程序的二进制构成，显示出具体的二进制软件的内部所形成的特定格式。  
值得注意的是：每一个二进制程序不仅仅只是一堆二进制代码，他们内部都是有特定格式的，Linux中形成的可执行程序是elf格式。

### readelf命令 ###

> readelf命令是一个可以读取ELF（Executable and Linkable Format）文件头部信息的Linux命令。ELF文件是一种可执行文件和共享库的标准格式，包含了代码段、数据段、符号表和动态链接信息等。通过readelf命令，用户可以查看这些信息，如ELF文件的类型、入口地址、节区信息、符号表、重定位信息、动态链接信息等。
> 
> 常用的readelf命令选项包括：
> 
>  *  \-a或--all：显示所有信息，默认选项；
>  *  \-h或--file-header：显示文件头（包括ELF文件类型、入口地址等）；
>  *  \-S或--sections：显示节区信息；
>  *  \-s或--symbols：显示符号表信息；
>  *  \-r或--relocs：显示重定位信息；
>  *  \-d或--dynamic：显示动态链接信息。

下面就是debug中所添加的调试信息，而realease版本是没有这些调试信息的

![2046479e5e1142cbb3c58cf82b1d74ab.png][]

## 二、 调试器gdb ##

### 3.1gdb介绍 ###

> gdb是GNU开源组织发布的一个用于Unix/Linux的程序调试工具。
> 
> 与其它调试器一样，gdb可以在程序中设置断点、查看变量值，跟踪程序执行的过程。
> 
> 利用调试器的这些功能可以方便地找出程序中存在的非语法错误。

### 3.2环境配置 ###

安装

![6b4c49295a2d461f92f3309cb6b411e6.png][]编写一个用于测试的程序test.c

#include <stdio.h>
    
    int get_sum(int n)
    {
      int sum = 0, i;
      for (i = 1; i <= n; i++)
        sum += i;
      return sum;
    }
    
    int main()
    {
      int j = 100, res;
      res = get_sum(j);
      printf("1+2+...+%d = %d\n", j, res);
      return 0;
    }

编译并运行该程序

gcc -g test.c -o test

需要-g参数

./test

> 几点注意：
> 
>  *  默认情况下，gdb无法进行对gcc现在发布的程序进行调试，因为gcc默认生成的软件是realease版本的，没有调试信息，无法被调试器gdb调试，并且gcc是默认动态链接的，如果想静态链接还需要加static选项，所有gcc是有两种默认行为的。
>  *  gcc编译时添加-g选项可以使得gcc发布的程序软件为debug版本，这样就可以通过gdb对程序进行调试

### 3.3gdb的启动和退出 ###

> #### 启动： ####
> 
> 1. gdb \[程序名\]
> 
> gdb test
> 
> 2. gdb --quiet
> 
> ![675d589fbe46480cb02f987157158c41.png][]
> 
> (gdb)file test
> 
> ![f7d2adc98dc34a639f4be763eb9d2a4e.png][]
> 
> #### 退出 ####
> 
> (gdb)quit

### 3.4gdb常用命令 ###

#### help命令 ####

#### ![379253d12e5847f7adfe261b2f625251.png][] 其他命令 ####

> #### 显示程序源代码list ####
> 
> list: 输出从上次调用list命令开始向后的10行程序代码
> 
> list -: 输出从上次调用list命令处向前10行代码
> 
> list n: 输出n行附近的10行代码
> 
> list \[函数名\]: 输出函数附近的10行代码
> 
> list n1,n2: 显示第n1行到n2行的代码
> 
> #### 搜索字符串 ####
> 
> forward/search \[字符串\]: 从当前位置向后查找指定的字符串所在的程序行，查找时不包括当前行，可以用list n,n将当前行设置为n
> 
> reverse-search \[字符串\]: 从当前行向前查找第一个匹配的字符串
> 
> #### 执行程序 ####
> 
> 在shell环境下使用gdb test，或在gdb环境下使用file test只是载入了程序，但是程序是没有运行的
> 
> 运行:
> 
> (gdb)run

### 3.5断点的设置和管理 ###

#### 设置断点 ####

##### 1 以行数设置断点 #####

格式: break n

功能: 当程序运行到指定行时，会暂停执行，指定行的代码不执行

例如：

(gdb)break 15

(gdb)run

##### 2 以函数设置断点 #####

格式: break \[函数名\]

例如：

(gdb)break get\_sum

(gdb)run

##### 3 以条件表达式设置断点 #####

格式: break \[行号或函数名\] if \[条件\]

功能: 程序在运行过程中，满足设定条件时，程序在所设置处中断

例如：

(gdb)break 7 if i==99

含义: 当程序执行到第7行时，判断条件i==99是否成立，若成立则中断

##### 4 以条件表达式变化设置断点 #####

格式: watch \[条件表达式\]

功能: 程序在运行过程中，当满足设定条件时，程序中断

注意：watch必须在程序运行的过程中设置观察点，即运行run之后，并且要保证条件表达式中的变量已经使用过。

例1

(gdb)break 13

(gdb)run

(gdb)watch sum==3

例2

(gdb)break 5

(gdb)run

(gdb)watch sum==3

#### 查看断点 ####

查看当前设置的断点

格式: info breakpoints（ **info b**）

例如:

(gdb)break 7

(gdb)break 15 if res==5050

(gdb)info breakpoints![6172a595058e41db9896db331281771f.png][]

#### 管理断点 ####

##### 1. 使中断失效或有效 #####

失效: disable \[断点编号\]

有效: enable \[断点编号\]

##### 2. 删除断点 #####

clear \[行号\]: 删除此行的断点

delete \[断点编号\]: 删除指定编号的断点， 若有一次删除多个断点，各断点编号以空格分开。

delete: 删除程序中所有的断点

##### 3. 取消断点 d + 断点编号 #####

#### 查看和设置变量的值 ####

当程序执行到中断点暂停时，往往需要查看变量或表达式的值，借此了解程序的执行状态，进而发现问题。

##### 1 print #####

功能: 打印变量或表达式的值，还可以用来对某个变量进行赋值。

print \[变量或表达式\]: 打印变量或表达式的值

print \[变量\]=\[值\]: 对变量进行赋值

例如：

(gdb)break 7

(gdb)run

(gdb)print i < n

(gdb)print i

(gdb)print sum

(gdb)print i=200

(gdb)continue

##### 2 whatis #####

功能: 用于显示某个变量或表达式的数据类型

格式: whatis \[变量或表达式\]

例如：

(gdb)break 7

(gdb)run

(gdb)whatis i

(gdb)whatis sum

(gdb)whatis sum+0.5

##### 3 set #####

功能: 给变量赋值

格式: set variable \[变量\]=\[值\]

##### 4.临时查看变量或地址的值：p + 变量或地址 #####

![09776c378b06444a977e30f8caec6ed8.png][]

#### 控制程序的执行 ####

当程序执行到指定的中断点时，完成相关的debug操作后，可以让程序继续运行

##### 1 continue #####

程序继续运行，直到下一个断点或运行完毕（运行至下一个断点处**：c（**continue）)

##### 2 kill #####

结束当前程序的调试

##### 3 next/step #####

功能: 一次一条执行程序代码（**逐过程：n（next），逐过程：n（next）**）

区别: next把函数调用当做一条语句来执行；step追踪进入函数，一次一条地执行内部代码。

##### 4.跳转到指定行：until+行号 #####

可以利用until来跳出循环

![0d7b9cf35d7040d7a63b5a38116fe408.png][]

[9a021d1179a2441fb1fb028813451cbc.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/a1126dad41ee471190fef06f75d02a27.png
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