Linux下的代码调试

1、什么样的程序才能调试

比如我们编写一个1~100求和的小程序，编译出test.exe文件：

#include<stdio.h>intSum(ints,inte){intret=0;for(inti=s;i<=e;++i){ret+=i;}returnret;}intmain(){intstart=1;intend=100;printf("I will begin.\n");intn=Sum(start,end);printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n",start,end,n);return0;}

使用gdb开始调试：gdb [可执行文件名]：

但是，我们会发现，除了运行代码和退出调试，我们无法对当前程序进行调试：

这是因为，我们编译test.c的时候，并没有生成调试信息。想要生成调试信息，我们编译源文件的时候就需要带上-g选项：

这样得到的可执行文件，就可以进行调试了，因为带上了调试信息。意味着只有携带了调试信息的可执行文件，才能进行调试。还记得我们在vs下编写的代码有Debug和Release两个版本的选项吗？我们可以认为，不带调试信息的可执行文件是Debug版本的软件，而携带调试信息的可执行文件是Release版本的软件。

这里我们也可以发现，带上调试信息的可执行文件，文件大小相比不带调试信息的文件，变大了一些：

2、初识gdb和cgdb

使用gdb进行代码调试：gdb [可执行文件名]

这时，我们就可以展示代码、打断点、运行代码、单步调试、进入函数…输入quit可以退出调试。

但是，我们使用gdb的时候，必须手动打印出调试信息，才能观察调试过程。gdb的使用，似乎不比我们之前使用vs 2022下的调试器方便。

这时我们就可以使用另一个调试器：cgdb。执行：cgdb [可执行文件名]

cgdb下，调试控制台与代码展示是分离的，这就比较像vs 2022很方便我们观察；同时我们也能看到断点、指示运行到哪的小箭头，等等。

向上面这些调试器，本质上就是帮助我们找到问题所在的辅助工具。

3、cgdb调试指令

gdb调试太麻烦了，我们更常使用更方便的cgdb。

l: list，展示代码。

r: run，运行代码。

3.1、断点

断点的作用，是进行区域化的代码执行，帮助我们一步步缩小问题的范围，以确定问题的位置。

==b+行号: 给指定行打上断点。==我们也可以指定文件打断点。

info b: 查看断点信息。

d [断点编号]: 删除指定行的断点。

直接删除断点不是一个好习惯。我们建议保留调试痕迹，这时可以对断点进行使能。
disable [断点编号]: 禁用指定断点。
enable [断点编号]: 启用指定断点。

断点的编号设置也有点意思。我们打上三个断点：

我们删除断点2，然后再在代码19行把断点加回来。我们就会发现：

代码19行的断点倒是加回来了，然而断点的编号变为了4。原来，在一个调试周期中，断点的编号是线性递增的。上面示例中，删除了断点2，又加上了一个断点，那么断点的编号就不是2了而是4。

c: continue，执行到下一个断点，如果下面没有断点了就运行到结束。

我们不仅可以指定行号打上断点，还可以给函数打上断点：
b + [函数名]: 对函数的函数体第一行打上断点。

3.2、逐过程与逐语句

之前使用vs的时候，我们使用快捷键F10就可以逐过程执行代码，即遇到函数调用直接当作语句执行；使用F11就可以逐语句执行代码，即遇到函数调用就进入函数。

Linux下的逐过程执行指令是n(next)，即遇到函数调用会直接跳过函数。要想进入函数内部，我们可以执行指令s(step)。

n, s指令的作用是：小范围内进行一步一步调试，进一步定位问题所在。

3.3、变量的观察

vs下有监视窗口，我们可以在监视窗口中输入一些变量，进而观察这些变量的变化情况。

Linux下cgdb中也有观察变量的指令：p(print)。

还有，p不仅可以可以打印变量，也可以打印表达式：

然而p指令用得也不方便：想查看变量值必须执行一次p指令，即p指令只能临时查看变量。

我们期望指定的变量能一直显示，那就执行指令：display + [变量名]。

如果我们想取消display显示的变量，执行指令：undisplay + [编号]。

3.4、跳出循环的方法

假设我们排查问题的时候进入了一个循环。当我们确定这个循环没有问题的时候，我们就想跳出循环。

第一种方法，就是在循环外打一个断点，然后执行c指令：

第一种方法可能比较麻烦。我们可以使用第二种方法，就是执行命令：until + [行号]。执行until语句，就会执行到指定行位置上。比如我们until指定到第11行，就可以跳出循环。

对于until，我们要注意三点：

• until只能向下跳。如果强行向上跳，默认执行当前函数直到结束。
• until不能跨函数。如果强行跨函数跳跃，默认执行当前函数直到结束。
• until会自动跳过空格。

我们还有第三种方法，就是执行指令：finish。finish作用到main函数以后调用的函数，会直接执行到函数结束，返回；而finish作用到main函数则会报警告：

3.5、其它指令

bt: 查看函数调用情况。

info i: 查看与进程相关的信息。

info locals: 查看当前作用域内的局部变量。

4、三种调试技巧

4.1、watch

watch指令可以监视指定的变量，一旦变量有变化，watch就会回显变化。

比如我们监视ret：

info b查看断点，我们会发现多了一个watchpoint，专门针对的是变量ret：

ret在Sum函数中自然是不断变化的。当ret变化时，watch就会回显ret的变化：

那么watch的作用就很明显了：watch可以用来对比变量变化的前后关系。其实watch还有一个作用，那就是监视不能被改变的变量，常用于监视不能随意改变的标志值，以及指针。

4.2、set var

我们对上面的求和小程序做一点改动，使得Sum既可以求1 ~ 100的和，也可以求-1 ~ -100的和：

#include<stdio.h>intSum(ints,inte){intflag=0;//int flag = -1;//int flag = 1;intret=0;for(inti=s;i<=e;++i){ret+=i;}returnret*flag;}intmain(){intstart=1;intend=100;printf("I will begin.\n");intn=Sum(start,end);printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n",start,end,n);return0;}

运行上面代码，发现结果为0，不是我们的预期值。调试发现，flag被设置成了0。

当前我们验证问题的做法是：退出调试，修改代码，重新调试，以验证确实是flag出现了问题。可是这样做太麻烦了。

这时我们就可以使用set var指令：

set var的作用是方便我们验证问题的原因，应用于：

• 有标志值的地方(flag)
• if的条件上。比如某段代码中，程序执行始终不进入其中一个if判断语句，这时我们就可以使用set var修改if的判断条件。

4.3、条件断点

在一个循环周期中，我们发现前面很多步操作都没问题，就是某几步循环出现了一些小毛病。所以我们期望跳过正常的循环操作，定位到不正常的循环操作。这时我们就可以使用条件断点。

对于上面的循环，假设前29次循环正常，第30次循环出现了问题。那么我们就需要定位到第30次循环，执行：b 12 if i==30。接着continue到下一个断点，我们就会发现，此时i确实变为了30，我们就来到了第30次循环。

条件断点的存在，使得我们能够进行符合某种条件的Debug。

当前12行断点不存在，我们才执行上面的语句。那要是12行断点已经存在了呢？执行condition [断点编号] i==30。

温馨小提示

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我们可能会遇到，调试时乱点了什么东西，之后调试命令行就什么也打不出来了。这时我们只需按i，即可恢复。