linux调试工具-gdb
前言
GDB是Linux下非常好用且强大的调试工具。GDB可以调试C、C++、Go、java、 objective-c、PHP等语言。对于一名Linux下工作的c/c++程序员，GDB是必不可少的工具，本篇以C语言来调试。
GDB简介
UNIX及UNIX-like下的调试工具。虽然它是命令行模式的调试工具，但是它的功能强大到你无法想象，能够让用户在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况。
一般来说，GDB主要帮助你完成下面四个方面的功能：
1、按照自定义的方式启动运行需要调试的程序。2、可以使用指定位置和条件表达式的方式来设置断点。3、程序暂停时的值的监视。4、动态改变程序的执行环境。
基本命令的操作
GDB中的命令很多，但我们只需掌握其中十个左右的命令，就大致可以完成日常的基本的程序调试工作。
gdb命令拥有较多内部命令。在gdb命令提示符“(gdb)”下输入“help”可以查看所有内部命令及使用说明。
判断文件是否带有调试信息
要调试C/C++的程序，首先在编译时，要使用gdb调试程序，在使用gcc编译源代码时必须加上“-g”参数。保留调试信息，否则不能使用GDB进行调试。
有一种情况，有一个编译好的二进制文件，你不确定是不是带有-g参数，带有GDB调试，这个时候你可以使用如下的命令验证：
如果没有调试信息，则会出现：
Reading symbols from /home/minger/share/tencent/gdb/main…(no debugging symbols found)…done.
/home/minger/share/tencent/gdb/main是程序的路径。
如果带有调试功能，下面会提示：
Reading symbols from /home/minger/share/tencent/gdb/main…done.
说明可以进行GDB调试。
还有使用命令readlef查看可执行文件是否带有调试功能
readelf -S main|grep debug
如果有debug说明有调试功能，如果没有debug。说明没有带有调试功能，则不能被调试。
开始进入正题，GDB启动调试。
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调试方式启动运行无参程序
以下是linux下GDB调试的一个实例，先给出一个示例用的小程序，C语言代码：
main.c
#include <stdio.h>
void Print(int i){
printf("hello,程序猿编码 %d\n", i);
}
int main(int argc, char const *argv[]){
int i = 0;
for (i = 1; i < 3; i++){
Print(i);
}
return 0;
}
编译：
gcc -g main.c -o main
下面“gdb”命令启动GDB，将首先显示GDB说明，不管它：
上面最后一行“(gdb)”为GDB内部命令引导符，等待用户输入GDB命令。
下面使用“file”命令载入被调试程序 main（这里的 main 即前面gcc 编译输出的可执行文件）：
如果最后一行提示Reading symbols from /home/minger/share/tencent/gdb/main…done. 表示已经加载成功。
下面使用“r”命令执行（Run）被调试文件，因为尚未设置任何断点，将直接执行到程序结束：
调试启动带参程序
假设有以下程序，启动时需要带参数：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[]){
if (1 >= argc){
printf("usage:hello name\n");
return 0;
}
printf("hello,程序猿编码 %s\n", argv[1]);
return 0;
}
编译：
gcc -g test.c -o test
这种情况如何启动调试呢？只需要r的时候带上参数即可。
调试core文件
Core Dump：Core的意思是内存，Dump的意思是扔出来，堆出来（段错误）。开发和使用Unix程序时，有时程序莫名其妙的down了，却没有任何的提示(有时候会提示core dumped)，这时候可以查看一下有没有形如core.进程号的文件生成，这个文件便是操作系统把程序down掉时的内存内容扔出来生成的, 它可以做为调试程序的参考，能够很大程序帮助我们定位问题。那怎么生成Core文件呢？
生成Core方法
产生coredump的条件，首先需要确认当前会话的ulimit –c，若为0，则不会产生对应的coredump，需要进行修改和设置。
即便程序core dump了也不会有core文件留下。我们需要让core文件能够产生,设置core大小为无限:
ulimit -c unlimied
更改core dump生成路径
因为core dump默认会生成在程序的工作目录，但是有些程序存在切换目录的情况，导致core dump生成的路径没有规律，
所以最好是自己建立一个文件夹，存放生成的core文件。
我建立一个 /data/coredump 文件夹，在根目录data里的coredump文件夹。
调用如下命令：
echo /data/coredump/core.%e.%p> /proc/sys/kernel/core_pattern
将更改core文件生成路径，自动放在这个/data/coredump文件夹里。
%e表示程序名， %p表示进程id
测试代码：
/*
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[]){
if (1 >= argc){
printf("usage:hello name\n");
return 0;
}
printf("hello,程序猿编码 %s\n", argv[1]);
return 0;
}
*/
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
int i = 0;
scanf("%d",i);
printf("hello,程序猿编码 %d\n",i );
return 0;
}
编译运行：
运行后结果显示段错误，该程序在主函数内部scanf的时候回崩溃，i前面应该加上&。
这个时候，进入/data/coredump文件夹可以查看生成的core
然后用gdb调试该core，命令为 gdb core.test.3591 ,显示如下
program terminated with signal 11 告诉我们信号中断了我们的程序，发生了段错误。
这个时候可以敲命令 backtrace(bt) 查看函数的调用的栈帧和层级关系。
这个一堆问号很多人遇到过，网上有些人说是没加载符号表，有人说是标准glibc版本不一致，不纠结这个问题。
可以通过如下命令调试：
gdb 可执行程序exe 进入gdb环境后 core-file core的名字 敲命令bt可以查看准确信息。
gdb 可执行程序
进入gdb环境后，core-file core的名字
敲bt命令，这是gdb查看back trace的命令，查看函数的调用的栈帧和层级关系。
可以看到最近的栈中存储的是调用了IO操作，可以看到main函数的26行出错。
到此为止，就是core文件配置生成和调试方法。
总结
至此，我们GDB启动调试方式完毕，和core文件配置生成和调试方法。后续接着讲断点设置、单步调试等。
断点设置与查看源码
前言
上篇GDB启动调试我们讲到了GDB启动调试的多种方式，在 Linux 环境软件开发中，GDB 是主要的调试工具，用来调试 C 和 C++ 程序。这一篇主要讲GDB的断点设置与查看源码。
为什么要设置断点呢？
当我们想查看变量内容，堆栈情况等等，可以指定断点。程序执行到断点处会暂停执行。break 命令用来设置断点，缩写形式为b。设置断点后，以便我们更详细的跟踪断点附近程序的执行情况。
设置断点有很多方式。下面我们举例说明下常用的几种方式。
通过行号设置断点
格式：
break [行号]
break 行号，断点设置在该行开始处，注意：该行代码未被执行
如果你的程序是用c或者c++写的，那么你可以使用“文件名:行号”的形式设置断点。示例如下：
//test.c
#include <stdio.h>
void judge_sd(int num){
if ((num & 1) == 0){
printf("%d is even\n",num);
return;
}else{
printf("%d is odd\n",num);
return;
}
}
int main(int argc, char const *argv[]){
judge_sd(0);
judge_sd(1);
judge_sd(4);
return 0;
}
编译：
gcc -g test.c -o test
gdb test
break 文件名 : 行号，适用于有多个源文件的情况。
示例中的(gdb) b test.c:18是设置了断点。断点的位置是test.c文件的18行。使用r命令执行脚本时，当运行到18行时就会暂停。注意：该行代码未被执行
通过函数设置断点
格式：
break [函数名]
break 函数名，断点设置在该函数的开始处，断点所在行未被执行：
同样可以将断点设置在函数处：
b judge_sd
设置条件断点
如果按上面的方法设置断点后，每次执行到断点位置都会暂停。有时候非常讨厌。我们只想在指定条件下才暂停。这时候根据条件设置断点就有了用武之地。设置条件断点的形式，就是在设置断点的基本形式后面增加 if条件。示例如下：
break test.c:6 if num>0
当在num>0时，程序将会在第6行断住。
查看断点
语法：
info breakpoints
可以使用info breakpoints查看断点的情况。包含都设置了那些断点，断点被命中的次数等信息。示例如下：
它将会列出所有已设置的断点，每一个断点都有一个标号，用来代表这个断点。
删除断点
语法：
delete breakpoint
对于无用的断点我们可以删除。删除的命令格式为 delete breakpoint 断点编号。info breakpoint命令显示结果中的num列就是编号。删除断点的示例如下：
查看源码
断点设置完后，当程序运行到断点处就会暂停。暂停的时候，我们可以查看断点附近的代码。查看代码的子命令是list，缩写形式为l。
指定行号查看代码
语法：
list first,last
例如，要列出6到21行之间的源码：
列出指定文件的源码
前面执行l命令时，默认列出test.c的源码，如果想要看指定文件的源码呢？可以
list 【文件名加行号或函数名】
总结
本文介绍了GDB调试中的断点设置、源码查看。断点设置可以便于我们后期观察变量，堆栈等信息，为进一步的定位与调试做准备。源码查看可以通过指定行号或者方法名来查看相关代码。
单步调试与查看变量
前言
前面两篇已经对GDB启动调试,GDB调试断点设置与查看源码我们已经了解了GDB基本的启动调试，设置断点，查看源码等，如果这些内容你还不知道，建议先回顾一下前面的内容。
断点附近的代码你了解后，这时候你就可以使用单步执行一条一条语句的去执行。可以随时查看执行后的结果。接下来你可能会想知道程序运行的一些情况，就需要查看变量的值。下面介绍单步调试与设置变量。
单步调试
居然是调试代码，还是老规矩，先上代码：
//test.c
#include <stdio.h>
void judge_sd(int num){
if ((num & 1) == 0){
printf("%d is even\n",num);
return;
}else{
printf("%d is odd\n",num);
return;
}
}
int main(int argc, char const *argv[]){
judge_sd(0);
judge_sd(1);
judge_sd(4);
return 0;
}
编译：
gcc -g test.c -o test
程序的功能比较简单，这里不多做解释。断点附近的代码你了解后，这时候你就可以使用单步执行一条一条语句的去执行。可以随时查看执行后的结果。单步执行有两个命令，分别是step和next。我们可能打了多处断点，或者断点打在循环内，这个时候，可以使用continue命令。这三个命令的区别在于：
1、next命令（可简写为n）用于在程序断住后，继续执行下一条语句。
2、step命令（可简写为s），它可以单步跟踪到函数内部。
3、continue命令（可简写为c）或者fg，它会继续执行程序，直到再次遇到断点处。
单步进入-step
step 一条语句一条语句的执行。它有一个别名，s。它可以单步跟踪到函数内部。
先用list（可简写为l）将源码列出来，例如：
先启动调试，然后把源码列出来。
从上面的过程可以看到，在5行设置断点，运行程序，可见，step命令进入到了被调用函数中judge_sd。使用step命令也会在这个方法中一行一行的单步执行。但是如果没有该函数源码，需要跳过该函数执行，可使用finish命令，继续后面的执行。
单步执行-next
next命令示例：
next命令（可简写为n）用于在程序断住后，继续执行下一条语句。上面的信息在5行处打断点，然后运行到6行，然后输入 运行n 2，则会单步执行两行。可见，使用next命令只会在本方法中单步执行。
继续执行到下一个断点-continue
我们可能打了多处断点，或者断点打在循环内，这个时候，想跳过这个断点，甚至跳过多次断点继续执行该怎么做呢？可以使用continue命令。它的作用就是从暂停处继续执行。命令的简写形式为c。继续执行过程中遇到断点或者观察点变化依然会暂停。示例代码如下：
跳过执行–skip
根据上面的信息可以看到，使用skip之后，将不会进入judge_sd函数。好处就是skip可以在step时跳过一些不想关注的函数或者某个文件。
如果想删除skip，使用skip delete [num] 。
查看变量
现在你已经会设置断点，查看断点附近的代码，并可以单步执行和继续执行。接下来你可能会想知道程序运行的一些情况，如查看变量的值。print命令正好满足了你的需求。以帮助我们进一步定位问题。
格式：
print[变量名]
print（可简写为p）打印变量内容。示例代码如下：
//test.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //malloc,free,rand
int main(int argc, char const *argv[])
{
int input;
int i ;
printf("Please enter the length of the string:");
scanf("%d",&input);
char *buf = (char *) malloc(input + 1);//字符最后包含'\0'
if (buf == NULL)
{
printf("malloc failed!\n");
return -1;
}
//随机生成字符串
for ( i = 0; i < input; i++)
{
buf[i] = rand()%26 +'a';
}
buf[i] = '\0';
printf("A randomly generated string：%s\n",buf);
free(buf);
return 0;
}
编译：
gcc -g test.c -o test
先用list（可简写为l）将源码列出来，例如：
print命令的简写形式为p，使用它打印出变量的值。
打印出的变量i的值为80。
当然，多个函数或者多个文件会有同一个变量名，这个时候可以在前面加上文件名或者函数名来区分：
p 'testfile.c'::i
p 'sum'::i
在看看指针。
注意到了没有，如果使用上面的方式打印指针指向的内容，那么打印出来的只是指针地址而已。那怎么打印出指针指向的内容呢？
需要解引用，如下：
仅仅使用*只能打印第一个值，如果要打印多个值，后面跟上@并加上要打印的长度。或者@后面跟上变量值：如下：
另外值得一提的是，$可表示上一个变量，在调试链表时时经常会用到的，它有next成员代表下一个节点，则可使用下面方式不断打印链表内容，举例：
p *linkNode #这里显示linkNode节点内容
p *$.next #这里显示linkNode节点下一个节点的内容
设置变量
使用print命令查看了变量的值，如果感觉这个值不符合预期，想修改下这个值，再看下执行效果。这种情况下，我们该怎么办呢？通常情况下，我们会修改代码，再重新执行代码。使用gdb的set命令，一切将变得更简单。
set命令可以直接修改变量的值。
设置观察点
设置观察点的作用就是：当被观察的变量发生变化后，程序就会暂停执行，并把变量的原值(Old)和新值(New)都会显示出来。设置观察点的命令是watch。
watch num
这个时候，让程序继续运行，如果num的值发生变化，则会打印相关内容，如：
Hardware watchpoint 3: num Old value = 1 New value = 10
总结
通过上面的例子演示，我相信读者已经对于通过GDB调试C/C++程序有了基本的理解，如果你想获取更多的调试技巧请参考官方网站的GDB调试手册，还有GDB官方网站的手册。