【探索 GDB 和 CGDB】：强大的调试工具介绍

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1. 引言📃

1.1 什么是GDB / CGDB?

🚀GDB（GNU Debugger）是 GNU 项目提供的一种调试工具，用于调试 C、C++ 和其他编程语言编写的程序。它允许程序员查看和控制程序的执行，从而帮助找到和修复程序中的错误。

🚀CGDB 是 GDB 的一个前端，它提供了一个更为用户友好的命令行界面，结合了文本用户界面（TUI）和普通的命令行。CGDB 提供了更加直观的视图和界面，使得调试过程更为高效。

1.2 两者各自的功能

【GDB 的主要功能】

启动程序：可以在 GDB 中启动程序，设置参数和环境变量。
设置断点：允许用户在程序中的特定位置设置断点，以便程序执行到该位置时暂停。
单步调试：可以逐行执行代码，观察每一步的行为和变量的变化。
查看和修改变量：可以查看程序中的变量值，也可以在调试过程中修改这些变量。
调用栈跟踪：可以查看当前的调用栈，帮助识别程序执行路径。
后退调试：支持在某些情况下“后退”执行，以帮助分析错误。
脚本和自动化：支持通过脚本进行自动化调试，便于重复调试相似的问题。

【CGDB 的主要功能】

图形化用户界面：提供了一个可视化的界面，使得调试过程更为直观。
命令窗口与文本窗口结合：可以在同一界面中查看代码和 GDB 命令的输出，提高调试效率。
多窗口支持：支持多个窗口，使得同时查看代码、变量和命令输出变得容易。
快捷键支持：提供了多种快捷键来快速执行常用操作，提升使用体验。

1.3 如何安装

-- 安装gdb/cgdb
sudo yum install -y gdb 
sudo yum install -y cgdb

-- 检查是否安装成功
gdb --version
cgdb --version

2. GDB / CGDB 的使用

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，不可调试
要使用 gdb / cgdb 调试，必须在源代码生成二进制程序的时候 , 加上 - g 选项

🥑 代码案例

下面是我们这次调式需要使用代码：

#include <stdio.h>

int flag = 0;
int sum(int s, int e){
    int sum = 0;
    int i = s;
    for(; i <= e; i++) sum += i;
    return sum * flag;
}

int div(int x, int y){
    if(y == 0) return -1;
    int z = x / y;
    return z;
}

int main()
{
    printf("process is running ");
    int start = 1;
    int end = 10;
    int result = sum(start, end);
    printf("process is done, result： %d\n",result);
    
    int a =  div(10, 0);
    printf("process is done, result： %d\n",a);

    return 0;
}

🥝 生成调试文件

不调试的情况下，使用 gcc 指令编译文件一般是：gcc test.c -o test 但是，如果要调试，那么就必须要加上 -g 指令。其原理用 Visual Studio Code 环境下来类比，使用该 IDE 熟悉的话便知道发行一个程序的时候，可以有 release 版本和 debug 版本，只有我们选择 debug 版本的时候，程序才可以被调试，否则不行。这里也类似，加上 -g 就相当于生成 debug 版本的程序，不加就默认是 release 版本的。

方式一：

方式二：

🍊可以看到的是，debug版本的可执行程序test.d明显比release版本test.r的大。

方式三：

为了方便，我们还是把调式代码指令写到Makefile 文件中。上面的test.r 和 test.d 的调式版本只是给大家看一下，下面我们不做过多区分，统一用 test 可执行文件来替代。

test:test.c
	gcc -o $@ $^ -g -std=c11

.PHONY:clean
clean:
	rm -f test

🥑 readelf命令

🍊我们可以通过readelf指令来查看可执行文件中有没有调试信息。

3. 调式指令📚

3.1 指令集

💢 gdb binFile 退出： ctrl + d 或 quit 调试命令：

指令名	作用
l(list) 行号/函数名	显示对应的code，每次10行
r(run)	F5【无断点直接运行、有断点从第一个断点处开始运行】
b(breakpoint) + 行号	在哪一行打断点
b 源文件：函数名	在该函数的第一行打上断点
b 源文件：行号	在该源文件中的这行加上一个断点
info b	查看断点的信息
breakpoint already hit 1 time	【此断点被命中一次】
d(delete) + 当前要删除断点的编号	删除一个断点【不可以d + 行号】
若当前没有跳出过gdb	则断点的编号会持续累加
d + breakpoints	删除所有的断点
disable b(breakpoints)	使所有断点无效【默认缺省】
enable b(breakpoints)	使所有断点有效【默认缺省】
disable b(breakpoint) + 编号	使一个断点无效【禁用断点】
enable b(breakpoint) + 编号	使一个断点有效【开启断点】
enable breakpount	使一个断点有效【开启断点】
n(next)	逐过程【相当于F10】
s(step)	逐语句【相当于F11】
bt	看到底层函数调用的过程【函数压栈】
set var	修改变量的值
p(print) 变量名	打印变量值
display	跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值【变量/结构体…】
undisplay + 变量名编号	取消对先前设置的那些变量的跟踪
until + 行号	进行指定位置跳转，执行完区间代码
finish	在一个函数内部，执行到当前函数返回，然后停下来等待命令
c(continue)	从一个断点处，直接运行至下一个断点处【VS下不断按F5】