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第三章 开发工具的认识与使用
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- [系列文章目录](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [@[TOC](文章目录)](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [前言](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [一、文件的编译](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [1.1 debug 配置](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [1.2 release 配置](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [二、Linux 文件调试](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [三、程序调试器gdb](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.1 认识gdb](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2 cgdb的使用](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.1 基本操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.2 断点和运行操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.2.1 断点信息](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.2.2 断点操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.2.3 运行操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [3.2.2.4 其他操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [四、gdb的调试技巧](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.1 watch 监视变量变化](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.2 set var 修改运行时变量](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.3 条件断点](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.3.1 新建条件断点](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.3.2 断点新增条件](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [4.4 分屏操作](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
- [总结](#文章目录 系列文章目录 @TOC 前言 一、文件的编译 1.1 debug 配置 1.2 release 配置 二、Linux 文件调试 三、程序调试器gdb 3.1 认识gdb 3.2 cgdb的使用 3.2.1 基本操作 3.2.2 断点和运行操作 3.2.2.1 断点信息 3.2.2.2 断点操作 3.2.2.3 运行操作 3.2.2.4 其他操作 四、gdb的调试技巧 4.1 watch 监视变量变化 4.2 set var 修改运行时变量 4.3 条件断点 4.3.1 新建条件断点 4.3.2 断点新增条件 4.4 分屏操作 总结)
前言
在Linux当中，我们也会遇到代码中的bug，那此时我们就渴望像vs当中一样可以对代码进行调试，因此本节我们就来学习在Linux当中代码的调试工具的使用------gdb。
一、文件的编译
文件源码编译成可执行文件的过程中，可以分为两种编译模式：debug模式和release模式，因此形成的不同文件也就具有对应的特点。
1.1 debug 配置
debug配置是编译器的一套编译规则，由该配置产出的文件可以进行调试，常用于开发中的测试，它决定了该文件在编译过程中细节的处理：
- 定义： Debug 配置编译的程序，包含完整的符号调试信息，不启用代码优化
- 作用： 专门给开发者写代码、找 bug、测试功能用的模式
- 特点：
- 不做代码优化： 在该配置下形成的程序在执行时，不会进行优化代码（即对代码的增删改操作，如：省略中间变量）
- 保留完整调试信息： 编译时会把变量名、函数名、代码行号、注释关联信息全部打包进 exe（调试符号）
- 内存检查宽松： 一些轻微内存错误（比如越界、野指针）Debug 能勉强运行，Release 直接崩溃
1.2 release 配置
该配置为开发后发布客户端所使用的，它有着以下的细节：
- 定义： Release 配置编译的程序，启用完整代码优化，不包含调试符号信息；如需事后调试，可单独生成 .pdb 调试文件
- 作用： 代码完全写完、无 bug 后，打包给别人运行、作业提交、软件发布用的模式
- 特点：
- 度代码优化（编译器自动提速）： 编译器会自动：删除没用的代码、变量合并重复逻辑精简运算步骤调整代码顺序，提升运行速度
- 删除全部调试信息： 去掉变量名、行号、断点信息，无法调试，只能直接运行
- 内存检查严格： Debug 能运行的轻微 bug，Release 会直接闪退、崩溃，因为优化会暴露内存问题
二、Linux 文件调试
就如同上述所说的文件只有通过debug配置编译，才能对代码进行调试。而Linux中编译而成的文件默认是release 版本，本质是gcc 和 g++ 编译时默认选择的是该配置。想要配置为debug版本就需要通过选项改变：
gcc mycmd.c -o mycmd
-g通过该选项实现编译成可调试文件
而文件调制的本质无非三点：
- 找到问题： 通过断点将代码分块，以块为单位快速排查问题
- 查看代码上下文： 在找到问题后，对代码块的代码详细运行查看（分为逐语句和逐过程），当然还可以使用监视窗口查看变量的变化
- 解决问题： 根据所学知识，修改和优化问题代码
通过以上调试的过程，成功实现问题的查找和解决。
三、程序调试器gdb
3.1 认识gdb
GDB：是一款用于调试可执行程序的调试器工具
直接使用命令gdb 可执行文件来调试文件，进入调试界面是这样的情况：
我们就可以通过在此处进行对文件的调试，可以实现初步的调试功能：打断点、单行运行、过程运行等，但是这样我们都无法看到现在执行的代码和运行的情况，因此我们推荐使用cgdb这个工具，是gdb的加强升级版，使用方式为：cgdb 可执行文件（不是系统自带，需要安装）
centos：sudo yum install -y cgdb
ubuntu：sudo apt-get install -y cgdb
通过cgdb，我们就能在调试时看到代码和运行到的进程了。
3.2 cgdb的使用
Linux作为命令行操作，它的应用程序也离不开命令行，所以让我们来学习下cgdb的命令使用。
3.2.1 基本操作
基本操作涉及cgdb的进入、退出等不涉及具体使用的操作
| 编号 | 命令 | 作用 |
|---|---|---|
| 1 | cgdb 可执行文件(debug) | 进入cgdb界面 |
| 2 | quit | 退出cgdb |
| 3 | list / l 源代码 | 显示文件的源代码（后加:数字 从代码第几行开始显示） |
3.2.2 断点和运行操作
调式的实现离不开断点的使用，以及运行方法。通过合适的断点分块和判断运行过程还是语句，实现问题的查找
3.2.2.1 断点信息
断点就是你让程序停下来的标记，是调试（cgdb/gdb）最核心的功能。
当然系统为了区分不同的断点，给断点设置了不同的信息，我们使用命令info b进行查看：
让我们先来认识以下断点信息都有哪些：
- Num： 断点编号，每个断点都有自己的编号，并且编号是逐渐递增的，即使删除1号，新增也是4号（不退出情况）
- Type： 断点类型，断点分为五个类型，常用为：breakpoint（普通断点）、watchpoint（观察断点）
- Disp： 断点存活方式：keep= 永久有效，不会自动删除，还有tbreak（临时断点）
- Enb： 是否启用：
y= 启用，n= 禁用 - Address： 内存地址（代码在内存里的位置，不用管）
- What： 断点位置：哪个文件、第几行、哪个函数
下面会对某些信息做详细解释。
3.2.2.2 断点操作
| 编号 | 命令 | 作用 |
|---|---|---|
| 1 | b / break 数字 | 在该程序的第几行打断点 |
| b 文件：行号 | 在对应的文件行打断点 | |
| b 文件：函数 | 在对应的文件该函数处打断点 | |
| 2 | info b | 查看断点信息 |
| 3 | d 断点编号 | 删除相应编号的断点 |
| 4 | disable / enable 断点编号 | 禁用 / 启用 对应的断点编号 |
3.2.2.3 运行操作
| 编号 | 命令 | 作用 |
|---|---|---|
| 1 | run / r | 运行程序，直到遇到断点或程序结束 |
| 2 | next / n | 逐过程运行，将函数调用视为一个整体步骤执行（例如：直接执行完整个函数，不进入其内部） |
| 3 | step / s | 逐语句运行，gdb记录最新的一条输入语句 |
| 4 | finsh | 直接执行完当前函数 |
| 5 | c | 直接由上一断点运行到下一断点 |
| 6 | until 行号 | 快速执行到第几行 |
3.2.2.4 其他操作
我们来讲解以下除了以上调试功能外的常用其他操作：
-
bt： 查看代码的调用栈
我们会遇到这样一个情况：在函数调用返回值的时候需要使用两次n才能运行到下一行。这是因为返回值是函数的一个临时变量，需要mov操作将该变量赋值给变量，所以使用函数赋值做了两件事：
callq 和 mov。 -
p： 查看变量的值
在调试过程中，查看当前的变量存储的数据值。还可以充当临时计算的工具
-
display / undisplay： 加入 / 删除 监视变量
通过常显示来显示每一步变量的变化情况，便于查看代码上下文
-
info locals： 查看现在执行代码块中的临时变量及变量的值
四、gdb的调试技巧
4.1 watch 监视变量变化
在display的监视功能的基础上，新增了变量的变化信息：当变量存储数据改变时列出新老数据
- 用法：
watch + 变量新增监视变量；d + 变量删除监视变量 - 功能： 如果你有⼀些变量不应该修改，但是你怀疑它修改导致了问题，你可以watch它，如果变化了，就会通知你
4.2 set var 修改运行时变量
我们常常会遇到发现变量异常，此时我们需要退出调试并重新设值再次运行，才能继续。而set var这个命令就可以在运行时直接修改变量
- 用法：
set var flag = 1修改运行程序中的变量 - 功能： 不用改代码、不用重新编译，直接在命令行改变量的值。
4.3 条件断点
4.3.1 新建条件断点
创建一个带有条件实现的断点，实现如：达到目标循环次数时停止运行
- 用法：
b 行号 条件：满足条件时触发断点。（如：b 6 if i == 8 ）
4.3.2 断点新增条件
为已有的断点新增运行条件
- 用法：
condition 断点编号 条件：为已存断点新增满足条件。（如：condition 6 if i == 8）
4.4 分屏操作
cgdb还可以通过Esc分屏进入到代码文件当中操作，i从代码屏回到调试窗口。
总结
本章的开发工具到本节就结束了，下一章我们将学习到Linux底层的东西，感谢您的阅读，期待下一次的学习。