GDB代码调试---实战版

news2024/9/20 8:55:02

一、GDB

(1)GDB是什么

GDB（GNU Debugger）是一个功能强大的调试器，它可以用来帮助你查看另一个程序在执行时“内部”发生了什么。你可以使用GDB来执行你的程序，设置断点（在某一行停止执行），在程序执行时检查变量的值，以及查看程序崩溃时的堆栈跟踪。

(2)为什么学习GDB很重要？

解决问题：当程序出现问题时，GDB可以帮助你快速定位错误所在，节省你大量的调试时间。
深入理解：通过GDB，你可以更深入地了解程序是如何运行的，这有助于提高你的编程技能。
职业发展：掌握GDB是成为专业程序员的重要一步，它显示了你对代码质量的重视。

(3)GDB能做什么？

设置断点：就像在迷宫中放置标记，告诉程序在哪里暂停，让你有机会检查情况。
单步执行：一步一步地执行代码，观察每一步的结果。
查看变量：在程序的任何时刻，检查变量的值，就像使用X光透视程序的心脏。
堆栈跟踪：当你迷失在函数调用的大海中时，GDB可以帮助你找到回家的路。

二、GDB调试命令

以下是一些常用的GDB调试命令：

break [file:]function 或 b [file:]function：在指定的函数上设置断点。
break [file:]line 或 b [file:]line：在指定文件的指定行上设置断点。
run 或 r：开始执行程序。
next 或 n：执行下一行代码，但不进入函数内部。
step 或 s：执行下一行代码，如果是函数则进入函数内部。
continue 或 c：继续执行程序，直到下一个断点。
quit 或 q：退出GDB。

三、GDB实战

(1)下列代码存在内存泄露问题

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void function_that_causes_null_pointer_exception() 
{
    int *null_pointer = NULL;
    printf("Value at null pointer: %d\n", *null_pointer);
}

void safe_function() 
{
    int *ptr = malloc(sizeof(int));
    if (ptr == NULL) 
    {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    *ptr = 42;
    printf("Value stored safely: %d\n", *ptr);
    free(ptr);
}

int main() 
{
    printf("Program starts.\n");
    safe_function();
    function_that_causes_null_pointer_exception();
    printf("This line may not be executed.\n");
    printf("Program ends.\n");
    return 0;
}

(2)GDB调试实战

=======================调试过程图放到最后=======================
(1)gcc test.c -o test -g  使用-g选项编译程序，使程序具备可调试功能
(2)gdb ./test 调试可执行程序
(3)在main、line 26 27打上断点，
26行为safe_function()函数，27行为function_that_causes_null_pointer_exception()函数
这是进行函数级别的代码错误排查。
(4)
(5)

gdb ./test运行结果图
在这里插入图片描述 b mian、b 26、b 27打断点图

分别按r n n n后的运行结果图
![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/67651aebb2594071838d88945de35a77.png

(1)按r并回车后，因为在main处打了断点，因此函数执行到25行停下；下一步是要执行打印函数printf("Program starts.\n");
(2)按n后意味着单步执行不进入函数内部，可以看到打印出Program starts.意味着打印函数执行完毕；
下一步是执行safe_function()函数
(3)n:执行safe_function()完毕，打印出Value stored safely: 42，意味着该函数正常运行不存在内存泄露问题；
下一步执行function_that_causes_null_pointer_exception()函数
(4)n:执行function_that_causes_null_pointer_exception()函数，报错提示段错误，定位内存泄露问题存在于该函数。
我们知道问题所在后退出调试重新打断点；直接b 27在该函数处打断点，并按c进入内部执行。

二次调试过程
在这里插入图片描述

分别按s n n后的运行结果图
在这里插入图片描述

(1)按s进入function_that_causes_null_pointer_exception()函数内部执行，下一步执行int *null_pointer = NULL
(2)按n意味着int *null_pointer = NULL执行完毕，下一步执行printf("Value at null pointer: %d\n", *null_pointer);
(3)按n继续执行，这里报错，这个打印函数想要打印指针null_pointer的值，这里我们检查一下发现null_pointer初始化时赋值为NULL。那么显而易见：这是一个常见的空指针访问异常问题，排查完毕。