GDB - Java 调试器

2025年3月28日 | 11 分钟阅读

什么是 GDB？

GDB 代表 GNU 调试器。它是一个强大的工具，用于调试各种编程语言的程序，例如 C、Fortran、Go、C++ 等。它在类 Unix 操作系统上运行。这个概念由 Richard Stallman 于 1986 年编写。它实际上是一个自由软件，在 GNU GPL 下发布。这个调试器是用 C 语言编写的。

以下是 GDB 支持的各种语言：

Ada
汇编
C
Fortran
Go
OpenCL
Modula-2
C++
D
Pascal
Rust

GDB 使用简单的 CLI（命令行界面），以便用户或程序员可以轻松理解它。它允许用户检查程序或代码在执行期间的特定点正在做什么。

它还使用户/程序员能够在特定点停止程序并打印该点特定变量的值。它还对编译过程产生的二进制文件进行操作。

GDB 的安装

首先，我们必须检查 GNU 调试器是否已安装在 Unix 或 Linux 操作系统上。为此，我们必须在终端中运行以下命令：

如果已经安装了 GDB，则上述命令将显示 GDB 可用的选项。如果未安装此工具，则必须在我们的系统上安装 GDB。

我们可以使用以下两种不同的方式或过程在我们的 Linux 机器上轻松安装 GDB：

1. 使用预构建的 gdb 二进制文件

在此过程中，我们必须在我们的 ubuntu 终端上运行以下两个命令。以下第一个命令用于更新依赖项：

成功执行上述命令后，运行以下命令安装 GDB：

2. 使用下载的源代码的编译过程

在此过程中，我们必须按照给定的步骤下载 GDB：

1. 在此步骤中，我们必须使用 http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/ 站点在命令中下载源代码。

2. 现在，我们必须提取下载的源代码：

3. 提取后，我们必须通过逐个运行以下三个命令来配置和编译源代码：

cd gdb-7.11
gdb-7.11$ ./configure
gdb-7.11$ make

4. 完成上述命令后。现在，我们必须使用下面给出的命令来安装 GDB：

默认情况下，上述命令将 GDB 的二进制文件安装在 /usr/local/bin 中，并将 GDB 的库安装在 /usr/local/lib 中。

成功执行上述命令后，我们已成功在 Linux 系统中编译并安装了 GNU 调试器。

之后，我们可以通过键入以下命令轻松查看 GDB 的版本，并验证它是否已成功安装：

GDB 命令

GDB 是一个命令行工具。因此，在学习如何使用 GDB 之前，我们必须学习 GDB 的命令。

GDB 提供了各种命令，可帮助用户调试代码或程序。下表显示了命令及其描述的列表：

序号。	命令名称	描述
1.	Attach	此命令将 GNU 调试器附加到正在运行的进程。
2.	backtrace	此命令显示当前所选线程的调用堆栈。
3.	backtrace full	此命令显示局部变量的值。
4.	b fun	此命令在函数开始处设置断点。
5.	b N	此命令在当前正在执行的文件的第 N 行号处设置断点。
6.	b main	此命令在程序开始处设置断点。
7.	b	此命令在当前正在执行的文件的当前行设置断点。
8.	b +N	此命令在文件当前行之后的第 N 行设置断点。
9.	Bt	此命令显示堆栈跟踪。
10.	C	此“命令”允许 GDB 运行程序，直到下一个断点或错误为止。
11.	Clear	此命令删除特定位置的断点。
12.	checkpoint	此命令有助于创建新的检查点。
13.	d	此命令删除或移除程序中的所有断点。此命令与 clear 命令不同。
14.	d N	此命令删除/移除第 N 行号的断点。
15.	d 1 2	此命令删除或移除程序中的断点 1 和 2。
16.	delete checkpoint	此命令删除或移除先前创建的检查点。
17.	detach	此命令将 GNU 调试器从进程中分离。
18.	disable	此命令禁用程序的所有断点或特定断点。
19.	down	此命令仅选择低一级的帧。
20.	down N	此命令选择低 N 级的帧。
21.	enable	此命令启用程序的所有断点或特定断点。
22.	enable once	此命令启用断点，并在第一次命中后自动禁用它。
23.	enable delete	此命令启用断点，并在第一次命中后自动删除它。
24.	finish	此命令继续执行到函数结束。
25.	frame	此命令选择堆栈帧。它还显示当前所选的堆栈帧。
26.	gdb	此命令启动 GNU 调试器。它从没有调试文件开始。
27.	gdb --help	此命令描述了命令行的各种选项。
28.	gdb --version	此命令打印 GDB 的版本和有关 GDB 的一些信息。
29.	help	此命令显示命令类的列表。
30.	help <cmd>	此命令描述了如何使用该命令。
31.	i	此命令提供所有 info 命令的列表。
32.	info address	此命令显示指定符号的地址。
33.	info b	此命令显示所有断点的列表。
34.	info breakpoints	此命令显示有关断点的信息。
35.	info checkpoints	此命令提供已创建的检查点列表。
36.	info functions	此命令显示程序的函数列表。
37.	info registers	此命令显示正在使用的寄存器的内容/列表。
38.	info watch	此命令显示定义的监视点。
39.	info source	此命令显示当前正在使用的文件的信息。
40.	Info sources	此命令提供正在使用的所有源文件的列表。
41.	info symbol	此命令打印位于特定地址的符号名称。
42.	Info lines	此命令显示代码中指定源行的开始和结束地址。
43.	info args	此命令显示当前使用的帧的函数的参数值。
44.	info locals	此命令显示有关局部变量的信息。
45.	info frame	此命令显示有关堆栈帧的详细信息。
46.	info break <断点编号>	此命令打印有关特定断点的信息。
47.	info vector	此命令显示向量寄存器的信息。
48.	info variables	此命令显示调试程序或代码中存在的静态或全局变量的列表。
49.	kill	此命令停止程序的执行。
50.	print	此命令显示指定表达式的值。
51.	p var	此命令打印或显示当前使用的变量“var”的值。
52.	p/x variable	此命令以十六进制格式打印整数变量的值。
53.	p/d variable	此命令将变量的值打印为带符号的整数。
54.	p/o variable	此命令以八进制格式打印整数变量的值。
55.	p/a variable	此命令将变量的值打印为十六进制地址。
56.	q 或 quit	此命令退出 GNU 调试器。
57.	run 或 r	此命令从头到尾或到下一个断点运行程序。
58.	s	此命令执行程序的下一行或语句。
59.	s N	此命令执行程序的下 N 行或语句。
60.	select-frame	此命令用于选择堆栈帧。
61.	show args	此命令显示参数列表。
62.	set args	此命令指定为空的参数列表。
63.	set var = v	此命令将值“v”分配给变量“var”。
64.	set args arglist	此命令为调试程序指定默认参数。
65.	show env	此命令显示所有环境变量。
66.	show env 'var'	此命令显示“var”的值，它是一个环境变量。
67.	step	此命令执行代码的下一行。
68.	step N	此命令执行代码的下 N 行。
69.	tbreak	此命令类似于 break 命令，但它是一个临时断点。断点将在一次命中后自动删除。
70.	up	此命令仅选择高一级的帧。
71.	up N	此命令选择高 N 级的帧。
72.	undisplay	此命令移除由 display 命令设置的自动显示的表达式。
73.	unset env var	此命令从环境中移除变量 'var'。
74.	其中	此命令显示当前行号和您所在的函数。
75.	x 地址表达式	此命令显示命令中给出的地址处的内存信息。

如何使用 GNU 调试器

到目前为止，我们已经学习了 GDB 是什么以及它的命令是什么，现在我们必须学习示例以及如何使用它。

在本节中，我们将学习如何使用 GNU 调试器调试程序。

现在，我们必须按照步骤来运行带有 GDB 的程序

步骤 1： 首先，我们必须在文本编辑器中创建一个 C 或 C++ 程序。因此，我们创建以下代码来查找一个数的阶乘。并且，我们将此代码保存为 .c 扩展名。

# include <stdio.h>
int main()
{
      int i, number, j; //Declare three variables
      printf ("Enter the number: "); 
      scanf ("%d", &number );   // Enter the Number whose factorial to be calculate
     for (i=number; i>0; i--)  // This loop executes (number-0) times.         
     {
	j=j*i;    
      }
      printf("The factorial of %d is %d\n",number,j);
}

步骤 2： 现在，我们必须借助调试符号在终端中编译并构建上述 program.c。

在上面的命令中，我们使用 -g 选项，该选项用于在调试模式下编译程序。

步骤 3： 现在，我们必须使用 GDB 运行程序，因此在上面的命令之后在终端中键入以下命令

上面的命令给出了当前程序的 GDB 的以下控制台。

GNU gdb (Ubuntu 8.1-0ubuntu3.2) 8.1.0.20180409-git
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<https://gnu.ac.cn/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<https://gnu.ac.cn/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from a.out...done.
(gdb) 

在此控制台中，我们必须使用 GDB 命令来分析和调试程序。

步骤 4： 最后，在调试之后，通过在 GDB 提示符下键入 quit 或 q 命令退出 GDB。

GDB 示例

在本节中，我们将学习如何通过 C 编程语言的示例使用 GDB 命令

此示例查找给定数字的阶乘。在此程序中，存在用于调试目的的错误。

# include <stdio.h>
int main()
{
      int i, number, j; //Declare three variables
      printf ("Enter the number: "); 
      scanf ("%d", &number );   // Enter the Number whose factorial to be calculate
     for (i=number; i>0; i--)  // This loop executes (number-0) times.         
     {
	j=j*i;    
      }
      printf("The factorial of %d is %d\n",number,j);
}

现在，通过在终端中键入以下两个命令来检查程序的输出。第一个命令用于编译程序

第二个命令用于运行程序

键入以上命令后，我们将看到以下输出

Enter the number: 6
The factorial of 6 is 23592240

在此输出中，6 的阶乘是错误的，因此我们必须使用命令中的 -g 选项再次编译上述程序以进行调试

现在，启动 GDB 调试器以调试问题，方法是键入以下命令。在此命令中，a.out 是编译后生成的文件。

上面的命令给出以下控制台，该控制台允许我们运行 GDB 命令进行调试

现在，我们使用以下步骤来调试上述程序

步骤 1： 首先，我们必须使用以下语法在此阶乘程序中设置断点

在 c 程序中放置断点后，调试器将停在该断点处，并为我们提供调试提示。因此，在从头开始执行程序之前，我们必须在程序中放置给定的断点

此命令给出以下语句

步骤 2： 现在，我们必须使用以下语法在 gdb 调试器中从头开始执行 c 程序

我们可以使用上述命令轻松地从头开始运行程序。我们还可以通过在上述命令中传递参数来为代码提供命令行参数。但是，我们的程序不需要命令行参数，因此我们仅使用 run

键入上述命令后，它会给出以下用于调试的提示，并执行程序直到第一个断点

Starting program: /home/sumit/Desktop/a.out 
Enter the number: 6

键入 6 后，它将给出以下提示

Breakpoint 2, main () at program.c:10
10			j=j*i; 

步骤 3： 现在，我们必须使用以下语法打印此程序中使用的变量的值

键入以下命令，以在控制台上显示上述程序的变量的值

(gdb) print i
$1 = 6    // This is the values of variable i, because in for loop we assign the value of num to variable i.
(gdb) print number
$2 = 6    // This is the value of variable number.
(gdb) print j
$3 = 32767  // This is the value of a variable j. 
(gdb) 

在上述值中，变量 j 的值是垃圾值，因此由于此原因，阶乘程序的输出是错误的。

因此，首先我们必须将变量 j 的值初始化为 1，然后再次执行上述程序。