深入了解Linux —— 调试程序

前言

然而，在编写代码时遇到错误却不知道错误所在位置是常见的情况。在Windows下，我们可以通过调试来查找并修改代码错误的位置；但在Linux下，我们只能查看源代码，直接查找错误，这非常麻烦。

现在，让我们学习如何在Linux下调试程序。

调试程序——gdb/cgdb及Debug/Release模式在学习C语言时，我们听说过Debug和Release模式，只知道Debug模式是用于调试的，程序员编写代码的版本；而Release模式是发布版本。

现在让我们看看这两个模式的区别。

首先，Debug模式会生成程序的调试信息，而Release模式不会生成这些信息。因此，Debug模式的程序比Release模式的程序文件大小要大。

我们如何验证这一点呢？

在Linux中，gcc编译默认生成的是Release版本。我们要生成Debug模式的程序，就需要使用-g选项。

假设我们有这样一段代码，存放在test.c文件中：

#include
int func(int n){
    int ret = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        ret += i;
    }
    return ret;
}
int main(){
    int n = 10;
    int result = func(n);
    printf("The sum is %d\n", result);
    return 0;
}

在Linux下进行编译时，可能会遇到这样的提示，因为C98标准不支持在for循环中定义变量，需要使用C99标准：

因此，我们需要这样编译：

gcc test.c -o test -std=c99

为了方便操作，我们可以将其写成makefile。

这样生成的是Release模式的程序，我们查看其文件属性：

现在，我们使用-g选项生成Debug模式的程序：

可以看到，Debug模式的程序比Release模式的程序要大一些。

gdb/cgdb的使用只有Debug模式的程序才能被调试；Release模式下的程序因为缺少调试信息而无法被调试。

在使用之前，可能需要进行安装：

yum install -y gdb
yum install -y cgdb

1. 进入调试：

gdb 可执行程序

无论是gdb还是cgdb，都是对可执行程序进行调试。

可以看到，这样就进入了gdb调试模式，但目前看不到我们的源代码。

2. 退出调试：

quit

现在来看一下cgdb调试的界面：

cgdb test

这样的界面看起来比gdb更易用，所以我们以cgdb为例来学习调试。

退出调试仍然是quit。

3. 查看代码：

使用l命令查看代码，可以不带参数，也可以带行号或函数名。

• l：查看源代码，从上次位置开始，依次显示10行代码。
• l 文件名:行号：列出指定文件的源代码。
• l 函数名：列出指定函数的源代码。

这里列出的可能有一些差别。

4. 运行代码：

我们进入调试，但代码并没有运行起来。在Windows下，我们直接按F5就可以让代码运行起来；而在cgdb中，使用r命令可以让代码运行起来。

• r/run，执行代码：

逐步执行：

• n/next，相当于F10，一行一行执行代码，在遇到函数时，不进入函数内部；
• s/step，相当于F11，一行一行执行代码，在遇到函数时，进入函数内部。

执行到某处：

• c/continue：

• r 重新执行：

• finish：

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• until 执行到某一行：

现在执行until 11，让程序执行到第11行。

5. 断点增加/删除：

在Windows下，我们通过快捷键F9或鼠标点击来设置和取消断点；在cgdb中，我们通过b/break命令来设置断点，通过delete/d命令来取消断点。

• b设置断点：
  • b 行号：在指定行设置断点。
  • b 函数名：在函数开头设置断点。

• info b查看所有断点信息：

• d删除断点：

这意味着现在存在两个断点，我们删除了其中一个，然后再次创建了一个断点，它的编号是3而不是2。

启用/禁用断点：

你可能会问，为什么不直接删除呢？

• 启用断点：

enable 断点编号

• 禁用断点：

disable 断点编号

断点默认是启用状态的。

现在执行一下，看是否真的禁用了：

6. 监视：

在Windows下，我们通过监视窗口来查看变量的值；而在Linux的cgdb中，我们可以通过指令来查看变量的值。

• 监视变量p：

• display：

如上图所示，每次执行代码时，变量的值都会显示出来。

• 监视函数栈帧内局部变量，我们使用info/i locals：

可以看到func中所有的局部变量都显示出来了。

• 查看当前函数调用栈帧：

cgdb常用小技巧：

1. watch：

我们使用info b查看断点时也可以看到watch监视的变量。

2. set var：

在调试过程中，使用set var可以修改变量的值。

3. 条件断点：

添加条件断点：

b 行号 if 条件

如上图所示，新添加的条件断点（当i==10时触发）。

可以看到程序在i==0时，断点触发，停止在第九行。

给已存在断点增加条件：

当我们需要给已经存在的断点增加条件时，我们使用指令：

condition 断点编号 条件

到这里，本篇内容就结束了，希望对你有所帮助。

制作不易，感谢大佬的支持。