gdb 用法

gdb (GNU Debugger) 是一个强大的调试工具，常用于调试 C、C++ 等程序。它可以帮助你在程序运行时分析、定位和解决各种问题（例如，崩溃、内存错误等）。下面是 gdb 的常见用法和基本操作，帮助你高效调试程序。

1. 启动 gdb

首先，你需要编译你的程序时加上调试信息，通常使用 -g 选项编译代码：

g++ -g -o my_program my_program.cpp

然后，使用 gdb 启动调试：

gdb ./my_program

这将启动 gdb，并加载你的可执行程序。

2. 常用 gdb 命令

1. 设置断点 (Breakpoints)

断点是调试的基础，允许你在程序的某一行暂停执行。

• 在函数入口设置断点：

  (gdb) break function_name

• 在源代码的某一行设置断点：

  (gdb) break file.cpp:line_number

• 在某个条件下设置断点：

  (gdb) break file.cpp:line_number if condition

2. 运行程序 (Run)

• 启动程序：

  (gdb) run

• 启动程序并传递参数：

  (gdb) run arg1 arg2

3. 单步调试 (Stepping)

• 单步执行（进入函数）：

  (gdb) step

• 单步执行（跳过当前函数）：

  (gdb) next

• 跳到函数的返回：

  (gdb) finish

4. 查看变量的值

• 查看变量的值：

  (gdb) print variable_name

• 查看指针指向的内容：

  (gdb) print *pointer_name

• 查看当前栈帧的局部变量：

  (gdb) info locals

• 查看函数的参数：

  (gdb) info args

5. 继续执行 (Continue)

• 继续执行程序，直到下一个断点：

  (gdb) continue

6. 查看调用栈 (Backtrace)

• 打印当前的调用栈：

  (gdb) backtrace

• 打印调用栈的前 n 层：

  (gdb) backtrace n

• 查看当前栈帧的信息：

  (gdb) info frame

7. 修改变量值

你可以在调试过程中修改变量的值：

• 修改变量：

  (gdb) set variable variable_name = new_value

8. 退出 gdb

退出 gdb 调试会话：

(gdb) quit

3. 其他常用 gdb 功能

1. 查看源代码

• 查看当前执行行的源代码：

  (gdb) list

• 查看指定位置的源代码：

  (gdb) list file.cpp:line_number

2. 观察点 (Watchpoints)

观察点用于监视某个变量的变化。程序会在变量的值发生变化时暂停执行。

• 设置观察点：

  (gdb) watch variable_name

3. 检查内存 (Memory)

• 查看某个内存地址的内容：

  (gdb) x/4xw 0xaddress

  其中，4xw 表示以 16 进制格式查看 4 个字（32 位）的内存。

4. 调试崩溃 (Core Dump)

如果程序崩溃并生成了 core dump 文件，你可以通过 gdb 进行调试：

gdb ./my_program core

这将加载程序和崩溃的核心转储文件，你可以使用 backtrace 等命令查看崩溃的位置。

5. 调试多线程程序

• 查看所有线程：

  (gdb) info threads

• 切换到某个线程：

  (gdb) thread thread_number

• 查看当前线程的栈帧：

  (gdb) backtrace

6. 其他有用命令

• 查看调试信息：打印调试信息（比如变量类型、函数信息等）：

  (gdb) info variables

• 检查符号：

  (gdb) info symbol address

• 查看当前执行行：

  (gdb) info line

• 禁用断点：

  (gdb) disable breakpoint_number

• 删除断点：

  (gdb) delete breakpoint_number

7. gdb 脚本

你可以编写 gdb 脚本（以 .gdb 或 .txt 为后缀），并通过 source 命令执行：

(gdb) source my_script.gdb

这允许你自动化调试流程，设置断点、查看变量等。

8.call stack（呼叫堆疊）

顯示 call stack（呼叫堆疊）是一個非常常見且有用的操作，這樣可以查看當前程式的執行流程，知道哪些函數被呼叫過，並且可以追蹤錯誤或程式崩潰時的堆疊情況。

顯示 Call Stack

要顯示 call stack，在 GDB 中使用 backtrace 命令（簡寫為 bt）。這個命令會列出所有目前的堆疊框架，即從程式的當前執行點到主程式的呼叫歷程。

步驟：

1. 啟動 GDB 並加載你的程式：

   gdb ./your_program

2. 在 GDB 中設置斷點並運行程式：

   (gdb) break main
   (gdb) run
   

3. 當程式停在斷點或發生崩潰時，輸入以下命令來顯示 call stack：

   (gdb) backtrace

   或者你也可以使用簡寫：

   (gdb) bt

這將顯示當前的呼叫堆疊，像這樣：

#0  0x00400556 in function_name () at source_file.cpp:line_number
#1  0x004004a7 in another_function () at source_file.cpp:line_number
#2  0x0040045f in main () at main.cpp:line_number

每一行表示一個堆疊框架，從當前執行的函數到最初的 main() 函數。

進階使用

• 顯示更詳細的堆疊信息：你可以使用 backtrace full 來顯示更多的本地變數資料：

  (gdb) backtrace full

• 查看特定層級的呼叫堆疊：如果你只對某一層的堆疊信息感興趣，可以指定顯示的層數：

  (gdb) bt 10

  這會顯示最近 10 層的堆疊框架。

• 顯示單一堆疊層級的詳情：你可以查看特定層級的詳細資料，例如：

  (gdb) frame 3

  這會顯示第四層（堆疊的深度從 0 開始）的詳細資料。

• 檢視局部變數：在查看堆疊的同時，你也可以檢視當前層級的變數：

  (gdb) info locals