使用 GDB 调试 – BetterExplained

调试器可以让你暂停程序、检查和更改变量、单步执行代码。花几个小时学习一个调试器，你就能避免将来数十小时的挫败。这是一份快速指南，更多信息请见：

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示例会话 – 简短教程 – 长篇教程

入门：启动与停止

gcc -g myprogram.c
- 使用调试选项(-g)编译myprogram.c。你仍然得到a.out，但它包含调试信息，让你在GDB内使用变量和函数名，而不是原始内存地址（不好玩）。
gdb a.out
- 打开GDB并加载文件a.out，但不运行程序。你会看到一个提示符。 (gdb) – 所有示例都基于这个提示符。
r
r arg1 arg2
r < file1
- 运行之前加载的“a.out”的三种方式。你可以直接运行(r)，传递参数(r arg1 arg2)，或输入文件。通常在运行之前设置断点。
help
h breakpoints
- 列出帮助主题(help)或获取特定主题的帮助(h breakpoints)。GDB有完善的文档。
q – 退出GDB

单步执行代码(Stepping Through Code)

单步执行允许您追踪程序的路径，并聚焦于导致崩溃或返回无效输入的代码。

l
l 50
l myfunction
- 列出当前行(l)、特定行(l 50)或函数(l myfunction)的10行源代码。
next
- 运行程序直到下一行，然后暂停。如果当前行是一个函数，则执行整个函数，然后暂停。Next 适合快速浏览代码。
step
- 执行下一条指令，而不是下一行。如果当前指令是设置变量，则等同于 next。如果是一个函数，则会跳入该函数，执行第一条语句，然后暂停。Step 适合深入代码细节。
finish
- 完成当前函数的执行，然后暂停（也称为 step out）。如果意外进入了一个函数，这很有用。

断点(Breakpoint)与观察点(Watchpoint)

断点是调试的关键之一。当程序到达某个位置时，它们会暂停（中断）程序。您可以检查并更改变量，然后继续执行。这在查看为什么某些输入失败或测试输入时很有帮助。

break 45
break myfunction
- 在第45行或 myfunction 处设置断点。程序在到达断点时会暂停。
watch x == 3
- 设置一个监视点，当条件发生变化时（例如 x == 3 变化）暂停程序。监视点对于特定输入（如 myPtr != NULL）非常有用，无需在 每一个 函数调用处设置断点。
continue
- 在断点/监视点暂停后恢复执行。程序将继续运行，直到遇到下一个断点/监视点。
delete N
- 删除断点 N（创建时断点会编号）。

设置变量与调用函数

在运行时查看和改变变量是调试的重要组成部分。尝试给函数输入无效参数或运行其他测试用例以找到问题的根源。通常，您会在程序暂停时查看/设置变量。

print x
- 打印变量 x 的当前值。能够使用原始变量名正是需要 (-g) 标志的原因；常规编译的程序会移除这些信息。
set x = 3
set x = y
- 将 x 设置为某个值（3）或另一个变量（y）
call myfunction()
call myotherfunction(x)
call strlen(mystring)
- 调用用户自定义或系统函数。这非常有用，但要小心调用有 bug 的函数。
display x
undisplay x
- 持续显示变量 x 的值，每次单步执行或暂停后都会显示。如果经常检查某个特定值，这很有用。使用 undisplay 移除持续显示。

回溯(Backtrace)与切换帧(Frame)

这个栈是当前函数调用的列表——它显示您在程序中的位置。帧存储单个函数调用的详细信息，例如参数。

bt
- 回溯（Backtrace），即打印当前函数堆栈以显示您在当前程序中的位置。如果 main 调用函数 a()，该函数又调用 b()，该函数又调用 c()，则回溯为
```
c <= current location
b
a
main
```
bt full – 回溯，包括局部变量
up
down
- 在函数栈中向上或向下移动到下一个帧。如果你在 c，你可以移动到 b 或者 a 来检查局部变量。
return
- 从当前函数返回。

崩溃(Crash)与核心转储(Core Dump)

“核心转储（core dump）”是程序崩溃时内存的快照，通常保存在名为“core”的文件中。GDB 可以读取核心转储并给出崩溃的行号、传递的参数等信息。这非常有用，但请记得使用 (-g) 编译，否则核心转储将难以调试。

gdb myprogram core
- 使用“core”作为核心转储文件来调试 myprogram。
bt
- 打印崩溃时的回溯（函数栈）。使用上述技术检查变量。

信号处理

信号是特定事件（如定时器或错误）后发送的消息。GDB 可能在遇到信号时暂停；您可能希望忽略它们。

handle [signalname] [action]
handle SIGUSR1 nostop
handle SIGUSR1 noprint
handle SIGUSR1 ignore
- 告诉 GDB 忽略某个信号（SIGUSR1）当它发生时。有不同级别的忽略。

与 Emacs 的集成

Emacs 文本编辑器与 GDB 集成得很好。直接在编辑器中调试很棒，因为您可以一次看到整个屏幕的代码。使用 M-x gdb 启动一个新窗口运行 GDB 并在此了解更多.

技巧

我常常更喜欢观察点(Watchpoint)而不是断点(Breakpoint)。与其在每个循环中断并检查变量，不如设置一个观察点，当变量达到所需值时触发（i == 25, ptr != null 等）。
printf 适用于跟踪(tracing)。但将 printf 在一个log 函数中以获得灵活性。
尝试为你的消息传递一个日志级别(1为最重要，3为最不重要)。你可以调整日志函数，使其在关键错误时发送邮件、记录到文件等。
代码胜于雄辩，直接看代码吧。使用 #define LOG_LEVEL LOG_WARN 来显示警告及以上级别。使用 #define LOG_LEVEL LOG_NONE 来关闭调试。


#include 

#define LOG_NONE 0
#define LOG_ERROR 1
#define LOG_WARN 2
#define LOG_INFO 3
#define LOG_LEVEL LOG_WARN


// shows msg if allowed by LOG_LEVEL
int log(char *msg, int level){
  if (LOG_LEVEL >= level){
    printf("LOG %d: %s\n", level, msg);
    // could also log to file
  }

  return 0;
}

int main(int argc, char** argv){
  printf("Hi there!\n");

  log("Really bad error!", LOG_ERROR);
  log("Warning, not so serious.", LOG_WARN);
  log("Just some info, not that important.", LOG_INFO);

  return 0;
}

花时间学习 GDB（或其他调试工具）吧！我知道，这就像让人吃蔬菜一样，但它真的对你有益——你以后会感谢我的。