GDB断点调试详解

前面利用 3 节的内容，分别介绍了 GDB 调试器支持在被调试程序中打断点的 3 种方法，即 break、watch 以及 catch 命令。在此基础上，本节给大家讲解：如何借助断点对程序进行调试？

通过在程序的适当位置打断点，观察程序执行至该位置时某些变量（或表达式）的值，进而不断缩小导致程序出现异常或 Bug 的语句的搜索范围，并最终找到，整个过程就称为断点调试。

值得一提的是，整个断点调试的过程，除了要借助 break、watch 或者 catch 命令以外，还要借助其它一些命令，例如在前面章节中，我们已经使用过的 print 命令（查看变量的值）、continue 命令（使程序继续执行）等。

表 1 罗列了断点调试程序过程中，常用的一些命令以及各自的含义。 

其中，next、step 以及 until 命令，已经在 《GDB单步调试》一节中做了详细介绍，本节不再赘述。另外，表 1 中罗列的这些命令读者无需死记硬背，因为实际使用 GDB 调试器时，它们都会常常用到，熟能生巧。

为了搞清楚表 1 中这些命令的功能和用法，这里仍以上节创建的 C 语言程序为例：

#include <stdio.h>
int print(int num){
    int ret = num * num;
    return ret;
}
int myfunc(int num){
    int i = 1;
    int sum = 0;
    while(i <= num){
        sum += print(i);
        i++;
    }
    return sum;
}
int main(){
    int num =0;
    scanf("%d", &num);
    int result = myfunc(num);
    printf("%d", result);
    return 0;
}

此程序存储在~/demo/main.c源文件中（~ 表示当前用户的主目录）。

1) 首先，表 1 中 run、continue、list、next、print 以及 quit 命令的用法都非常简单，唯一需要注意的一点是，run 命令除了可以启动程序的执行，还可以在任何时候重新启动程序。

例如，以 main.c 为例：

事实上，以上很多命令还有其它的语法格式，只是不常用，这里不再过多赘述，感兴趣的读者可自行查阅 GDB 官网手册。

接下来，重点给大家介绍表 1 中另外几个命令的用法。

GDB finish和return命令

实际调试时，在某个函数中调试一段时间后，可能不需要再一步步执行到函数返回处，希望直接执行完当前函数，这时可以使用 finish 命令。与 finish 命令类似的还有 return 命令，它们都可以结束当前执行的函数。

finish 命令和 return 命令的区别是，finish 命令会执行函数到正常退出；而 return 命令是立即结束执行当前函数并返回，也就是说，如果当前函数还有剩余的代码未执行完毕，也不会执行了。除此之外，return 命令还有一个功能，即可以指定该函数的返回值。

仍以 main.exe 为例，如下演示了 finish 命令的用法：

可以看到，当程序运行至第 9 行处使用 finish 命令，GDB 调试器会执行完 myfunc() 函数中的剩余代码，并在执行完函数后停止。接下来重新执行程序，观察 return 命令的功能：

可以看到，同样程序执行至第 9 行，借助 return 命令会立即终止执行 myfunc() 函数，同时手动指定该函数的返回值为 5。因此，最终 result 变量的值为 5，而不再是 14。

GDB jump命令

jump 命令的功能是直接跳到指定行继续执行程序，其语法格式为：

其中，location 通常为某一行代码的行号。

也就是说，jump 命令可以略过某些代码，直接跳到 location 处的代码继续执行程序。这意味着，如果你跳过了某个变量（对象）的初始化代码，直接执行操作该变量（对象）的代码，很可能会导致程序崩溃或出现其它 Bug。另外，如果 jump 跳转到的位置后续没有断点，那么 GDB 会直接执行自跳转处开始的后续代码。

举个例子：

可以看到，由于借助 jump 指令跳过了 result 变量的初始化过程，因此 result 变量的值为 0（或者垃圾值）。

注意，从第 16 行直接跳到第 19 行执行，并不意味着 result 变量不能使用。因为对于可执行文件而言，并不存在 num、result 这些变量名，它们都已经被转化为了地址（确定地说是偏移地址），并且程序在执行时，位于 main() 函数中的所有变量的存储地址都会被确定。也就是说，当我们跳到第 19 行输出 result 的值时，实际上是取其存储地址中的数据，只不过由于 result 没有初始化，所以最终结果值可能为 0，也可能为垃圾值。