Linux应用调试使用gdb和gdbserver命令详解

在Linux系统中，调试一个应用程序是非常必要的，它可以帮助我们找到代码中的bug或者优化代码的性能。本文将详细讲解在Linux系统中如何使用gdb和gdbserver命令来调试一个应用程序，并提供两个示例。

安装gdb和gdbserver

在开始之前，我们需要安装gdb和gdbserver。在Ubuntu系统中，我们可以使用以下命令来安装：

sudo apt-get install gdb gdbserver

使用gdb调试应用程序

1. 编译可调试的应用程序

在编译你的应用程序时，需要加上 -g 参数，例如：

gcc -g -o app app.c

1. 启动gdb

在终端输入 gdb app 命令启动gdb。

1. 设置断点

在gdb命令行中输入 break main 命令来设置断点。

1. 运行应用程序

在gdb命令行中输入 run 命令来运行应用程序。

1. 查看代码

在运行应用程序时，我们可以通过gdb命令行输入 list 命令来查看代码。

1. 触发断点

当应用程序运行到断点处时，gdb会停止程序的执行，并提示你在哪一行代码上触发了断点。

1. 调试程序

在断点位置处，我们可以查看变量的值、调用其他函数以及修改变量的值等等。例如，可以使用 print 命令来查看变量的值，例如：

(gdb) print var
$1 = 1

1. 单步执行

在gdb命令行中输入 next 命令可以逐行执行程序，并在每行结束时停下来。

使用gdbserver调试应用程序

有时候我们需要在远程机器上调试应用程序，这时我们可以使用gdbserver命令来启动一个调试服务器，并在本地使用gdb连接到远程服务器上进行调试。

1. 在远程机器上启动gdbserver

在远程机器上输入以下命令：

gdbserver :1234 app

其中 1234 是gdbserver的端口，app 是你的应用程序的可执行文件。

1. 在本地机器上启动gdb

在本地机器上输入以下命令：

gdb app

1. 连接到远程gdbserver

在gdb命令行中输入以下命令：

target remote ip:1234

其中 ip 是你远程机器的IP地址，1234 是gdbserver的端口。

1. 进行调试

在连接到远程gdbserver后，你可以像在本地一样进行断点设置、代码查看、变量调试和程序执行等操作。

示例1

以下是一个简单的示例程序，它将两个数相加并输出结果：

#include <stdio.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int a = 1, b = 2;
    int result = add(a, b);
    printf("result=%d\n", result);
    return 0;
}

编译可调试版本：

gcc -g -o add add.c

使用gdb进行调试：

$ gdb add
(gdb) break main
(gdb) run
Starting program: /home/user/add 

Breakpoint 1, main () at add.c:11
11      int a = 1, b = 2;
(gdb) list
6   
7   int add(int a, int b) {
8       return a + b;
9   }
10  
11      int a = 1, b = 2;
12      int result = add(a, b);
13      printf("result=%d\n", result);
14      return 0;
15  }
(gdb) print a
$1 = 1
(gdb) print b
$2 = 2
(gdb) next
12      int result = add(a, b);
(gdb) print result
$3 = 3
(gdb) quit

示例2

以下是一个简单的应用程序，在启动后将等待用户输入一个数字并计算它的阶乘：

#include <stdio.h>

long fact(int n) {
    if (n <= 1) {
        return 1;
    } else {
        return n * fact(n - 1);
    }
}

int main() {
    int n;
    printf("Enter a number: ");
    scanf("%d", &n);
    printf("Factorial of %d is %ld\n", n, fact(n));
    return 0;
}

编译可调试版本：

gcc -g -o fact fact.c

使用gdb进行调试：

$ gdb fact
(gdb) break main
(gdb) run
Starting program: /home/user/fact 
Enter a number: 5
Factorial of 5 is 120
[Inferior 1 (process 27957) exited normally]
(gdb) quit

使用gdbserver在远程服务器上进行调试：

在远程服务器上启动gdbserver：

$ gdbserver :1234 fact
Process fact created; pid = 27602
Listening on port 1234

在本地机器上连接到远程gdbserver并进行调试：

$ gdb fact
(gdb) target remote 192.168.1.100:1234
Remote debugging using 192.168.1.100:1234
0x00000000004006c5 in main () at fact.c:14
14      scanf("%d", &n);
(gdb) print n
$1 = 0
(gdb) break fact
Breakpoint 1 at 0x40066d: file fact.c, line 4.
(gdb) next
6       if (n <= 1) {
(gdb) print n
$2 = 5
(gdb) next
8       return n * fact(n - 1);
(gdb) next
6       if (n <= 1) {
(gdb) next
8       return n * fact(n - 1);
(gdb) print n
$3 = 4
(gdb) next
6       if (n <= 1) {
(gdb) continue
Continuing.
Factorial of 5 is 120
[Inferior 1 (Remote target) exited normally]
(gdb) quit