Linux调试器-gdb使用与冯诺依曼体系结构

news2024/9/22 15:29:33

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文章目录

前言

Linux调试器-gdb使用

1. 背景

2. 开始使用

冯诺依曼体系结构

总结

前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

Linux调试器-gdb使用

1. 背景

程序的发布方式有两种，debug模式和release模式
Linux gcc/g++出来的二进制程序，默认是release模式
要使用gdb调试，必须在源代码生成二进制程序的时候, 加上-g选项

debug版本可调试，那是因为编译器形成可执行程序的时候，会给可执行程序添加添加调试信息；而release版本不能调试。

2. 开始使用

gdb binFile(文件) 退出：ctrl + d 或 quit

调试命令：

list／l (list简写) + 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次显示10行(一般是从这一行的上下文的代码开始显示)；如果向继续显示下面的代码，可以按回车，每次显示10行。
list / l + 函数名：行号：默认从函数名的第几行号开始，默认显示10行。
list / l + 文件名：行号：默认从文件的第几行开始，默认显示10行。
r或run：(或重新)运行程序。(相当于F5，要和断点一块使用)
break(b) + (文件名) + 行号：在(文件的)某一行设置断点。
break + (文件名) ：函数名：在某个函数开头设置断点。
info / (简写i) break(简写b) ：查看打的断点的信息。
delete / (d) breakpoints n(序号为n的断点)：删除序号为n的断点。
disable breakpoints(n：序号为n的断点)：禁用断点。(序号为n的断点不想用，但是又不想删除掉)
enable breakpoints(n：序号为n的断点)：启用断点。
n 或 next：单条执行。(逐过程)
s或step：进入函数调用。(逐语句)
p(print) + 变量名/取地址变量名：打印变量值。(可以在查看循环中的值)
display + 变量名/取地址变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值。(常显示)
undisplay + 变量前面的编号：取消对先前设置的那些变量的跟踪。
断点的本质：是帮我们缩小出问题的范围。
continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序。(从当前断点直接执行到下一个断点处。)
finish：执行到当前函数返回(也就是结束)，然后挺下来等待命令。
until + X行号：跳转至指定行，中间的代码都是运行了的。比如：在循环的函数里面。
set var + 变量=你想要改成的值：修改变量的值。
delete breakpoints：删除所有断点。
info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值。
quit：退出gdb。
breaktrace(或bt)：查看各级函数调用及参数。

冯诺依曼体系结构

我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。

截至目前，我们所认识的计算机，都是有一个个的硬件组件组成

输入单元：包括键盘, 鼠标，扫描仪, 写板等
中央处理器(CPU)：含有运算器和控制器等
输出单元：显示器，打印机等

关于冯诺依曼，必须强调几点：

这里的存储器指的是内存
不考虑缓存情况，这里的CPU能且只能对内存进行读写，不能访问外设(输入或输出设备)
外设(输入或输出设备)要输入或者输出数据，也只能写入内存或者从内存中读取。
一句话，所有设备都只能直接和内存打交道。

为什么要加储存器呢？

假如我们的输入设备和输出设备直接和CPU连接起来，会怎么样呢？数据从一个设备流到另一个设备，本质是拷贝过去的，而输入设备和输出设备的效率是非常低的，CPU的拷贝效率是非常高的，两者之间的效率差是非常大的。(想一想木桶效应，木桶存储水的多少，取决于最低的竹板，两者是一样的道理)

这时候加上存储器的话，让输入设备给存储器拷贝数据，存储器给CPU拷贝数据，CPU对数据紧进行处理后，返回给存储器，然后存储器将数据拷贝到输出设备上。以前CPU是直接在外设上拷贝数据，现在变成了CPU直接从存储器上拷贝数据(这两的拷贝效率会更快)，而外设的拷贝只用作用到存储器就可以了。而存储器一次性可以存储大量的数据，大大提高了运行的效率。存储器比寄存器的内存容量更大，价格更低，性价比更高，适合广大民众。

结论：

在硬件数据流动角度，在数据层面：

1、CPU不和外设直接打交道，CPU只和内存打交道；

2、外设(输入和输出设备)的数据，不是直接给CPU的，而是要先放入到内存中。

程序运行，为什么要加载到内存？(冯诺依曼体系规定这么做的！！！)

程序=代码+数据：程序的“代码和数据”都要被CPU访问；CPU只会从内存中读取代码和数据

程序还没有加载到内存中的时候，在哪里？

在磁盘(外部设备)，当前是二进制文件。

登录上QQ，就代表着QQ的 .exe 的可执行程序被加载到内存当中了。

我们发的信息“你好！”，在输入设备上会直接拷贝到内存中 ------> 存储器将数据拷贝到CPU ----> CPU对数据进行加密运算 -----> 再返回到存储器中 ------> 拷贝到输出设备(网卡) ------> 通过网络传到你朋友的输入设备(网卡) -----> 拷贝到内存的可执行程序中 ------> 拷贝到CPU来进行解密运算 -------> 再拷贝到内存当中 -----> 拷贝到输出设备(显示器)上。