在 VSCode 中使用 GDB 进行 C/C++ 程序调试(图文版)

引言

在软件开发过程中,调试是不可或缺的一部分。C/C++ 开发者常常使用 GDB 进行调试,而在 Visual Studio Code中集成 GDB 可以提供一种高效、直观的调试体验。本文将为你详细介绍如何在 VS Code 中配置和使用 GDB 进行 C/C++ 调试,并解答一些常见问题。

一. 安装 VSCode 插件

首先,确保你已经在 VSCode 中安装了 C/C++ 和 GDB Debug插件,如果没有安装,可以在 Extensions 视图(左侧四个方块)中搜索 "C/C++" 和"GDB Debug" 并分别进行安装(Install),该插件提供了强大的代码编辑和调试功能。

二. 配置 GDB

在配置 GDB 之前,确保你已经安装了 GDB 调试器。然后,在 VSCode 中创建一个 launch.json 文件 以配置调试环境。或者直接点击运行调试就会弹出配置该文件的提示。

打开后默认长这样,当然是不行的,所以点击右下角的Add Configuration...

然后选择你需要的类型:

或者复制如下代码直接粘贴进去亦可:

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "C++ Debug",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/your_executable", //${workspaceFolder}是路径除执行文件外其他
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}", //这里也一样
            "environment": [],        //环境有则需要配置,无则无需管
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "build"
        }
    ]
}

但要确保替换 **"your_executable"**为你的可执行文件的路径。这个配置会告诉 VSCode 使用 GDB 进行调试。

三. 基本调试命令

在 VSCode 的调试视图中

你可以使用一系列基本调试命令,如:

  • Breakpoints(break): 在源代码中设置断点,以便在程序执行到这些地方时停下来;
  • Run(F5): 启动程序;
  • Continue(continue): 恢复程序执行,直到下一个断点;
  • Step Into(F11): 逐行进入函数内部;
  • Step Over(F10): 逐行执行当前函数,不进入函数内部;
  • Step Out(Shift+F11) : 从当前函数中跳出,继续执行到函数返回的地方;
  • **Stop(Shift+F5):**停1止调试;

终端使用命令行方式调试

启动GDB的方式一般为: gdb <你的可执行文件名>,还有如下的几种:

1.调试core文件:
//用于调试一个运行程序和core文件,core文件是程序非法执行后core dump产生的文件
gdb <program> core  

2.使用GDB "attach"到一个正在运行的服务程序上去,并调试它:
gdb <program> <PID>
或者:
gdb attach <PID>

主要的步骤详细说明一下,其他的自己摸索一下就会了,具体步骤如下:

1. 运行(毫无设置的run)

2. 设置断点(在运行之前设置)

设置断点是调试的关键步骤之一。在源代码中点击行号旁边,或者通过命令行使用 break 命令设置断点(第十行),还可以在指定模块和函数前设置断点,禁用断点和删除断点等。

3. 逐行运行

这里主要说一下step和next的区别:

  • step 命令: 逐行执行程序,进入函数内部;

  • next 命令: 逐过程执行程序,不进入函数内部。

4. backtrace 使用

在GDB调试中,有时候会出现报错Segmentation fault,该报错是因为出现了内存错误,我们就可使用 backtrace 命令来追溯问题出在哪一步,当然这个问题一般出现时就会提示错误在哪一行,但我们可以通过该命令来回溯其之前调用的地方逐个检查问题,方便更快找出。

5. info 使用

这些命令提供了丰富的调试信息,帮助你理解程序的执行状态、断点信息、寄存器值等。

info breakpoints / info break / info b    //查看断点信息,包括断点类型(BreakPoint、WatchPoint、CatchPoint)、断点编号(Num)、断点状态(Eanble/Disable)、断点被击中的次数(hit times) 等信息

info watchpoints          //查看观察点信息,显示的信息与 info b 类似,个人认为完全可以用info b替代,好处可能就是当断点数量比较多时,只关注观察点而屏蔽断点信息

info program        //      查看程序状态 ,包括程序是否已停住,如果停住了是停在哪个断点上

info stack       	//可以查看到程序的调用栈信息

info register    	   //查看程序的各个寄存器的值

info threads        	//查看 线程 信息

info file			//查看当前GDB正在调试程序所在的文件

info line			//查看(当前位置的)源代码在内存中的地址

info line test.c:func		//查看(指定文件名:函数名)的源代码在(运行时)的内存地址

6. 常见错误解决

一般来说,配置好之后点击"运行和调试",右上角就会出现该绿色三角,点击之后报错让你修改 launch.json 文件 那么说明你的该文件中存在语法上的错误或缺失某行,照着检查一下即可,一定要注意路径的/是否加全。

在 VSCode 中,GDB 的集成提供了直观的调试工具。你可以查看变量、观察寄存器状态等。通过调试视图,你可以更轻松地导航和掌握程序执行的每个步骤。

除了基本的调试命令外,GDB 还提供了一些高级技巧,如查看内存、观察程序状态等。深入了解这些功能可以帮助你更全面地调试代码。一般来说两种GDB使用方式配合调试是最好的,它们在不同的地方有各自的亮点和作用。

四、结语

通过本文的指南,希望将能够在 VSCode 中配置和使用 GDB 进行 C/C++ 程序的高效调试。调试是编程中的一项重要技能,善用调试工具可以提高代码质量,加速开发周期。

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