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  • 有 bug 的示例代码
  • GDB 调试操作
  • CGDB 调试操作
别人的经验，我们的阶梯！
CGDB 是GDB的前端，在终端窗口中意图形化的形式来调试代码(基于ncurse)，非常方便。相对于GDB来说，可以很大的提高效率。
这篇文章就来分享一下CGDB的最基本使用方法，如果是第一次听说，强烈建议您体验一下，一定会爱上它的！

有 bug 的示例代码

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <assert.h>


typedef struct USER_DATA{

char data[32];

unsigned short data_len;

unsigned int flag;

}__attribute((packed))__;


const unsigned char * g_data = "hello";


/*

功能：加载一段数据

参数1: data[OUT]: 数据被加载的缓冲区

参数2: len [OUT]：实际被加载的数据的长度

返回值: 0-成功，else-失败

*/

static int get_data(unsigned char *data, unsigned int *len)

{

assert(data && len);

memcpy((void *)data, (void *)g_data, strlen(g_data));

*len = strlen(g_data);

return 0;

}


int main(int argc, char *argv[])

{

// 创建结构体变量

struct USER_DATA user_data;

user_data.flag = 0xA5;


// 往结构体变量中加载数据

if (0 == get_data(user_data.data, &user_data.data_len))

{

printf("get_data ok! \n");

printf("data_len = %d, data = %s \n", user_data.data_len, user_data.data);

printf("user_data.flag = 0x%x \n", user_data.flag); // 期望值：0xA5

}

else

{

printf("get_data failed! \n");

}

return 0;

}

在编译之前，先看一下代码，你能发现其中的bug吗？
当然了，在编译的时候，编译器以Warning的方式给出了风险提示。因为示例代码很简单，所以很容易发现。
但是在一个项目中，如果不喜欢消除编译Warning警告的话，这个bug还是比较隐蔽的。
编译测试代码：gcc -g test.c -o test
因为要使用GDB调试，所以别忘了加上-g选项。

GDB 调试操作

$ gdb ./test

(gdb) r // 直接全速执行一次

(gdb) r

Starting program: /home/captain/demos_2022/cgdb/test

test start...

get_data ok!

data_len = 5, data = hello

user_data.flag = 0x0

[Inferior 1 (process 9933) exited normally]

发现user_data.flag的值不对，决定在调用get_data之前的那行下一个断点，然后从头开始执行：
查看代码行号：
(gdb) l main

18 *len = strlen(g_data);

19 return 0;

20 }

21

22 int main(int argc, char *argv[])

23 {

24 struct USER_DATA user_data;

25 user_data.flag = 0xA5;

26 if (0 == get_data(user_data.data, &user_data.data_len))

27 {

下断点在25行：
(gdb) b 25

Breakpoint 1 at 0x400771: file test.c, line 25.

开始运行：
(gdb) r

Starting program: /home/captain/demos_2022/cgdb/test


Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffdc58) at test.c:25

25 user_data.flag = 0xA5;

在断点处停了下来，此时该赋值语句还没有执行，所以先单步执行一次：
(gdb) step

26 if (0 == get_data(user_data.data, &user_data.data_len))

此时，打印一下这个变量user_data.flag的值和地址：
因为待会进入被调用函数，这个变量就不可见了，所以需要通过地址来打印。
(gdb) print &user_data.flag

$1 = (unsigned int *) 0x7fffffffdb62

(gdb) print/x user_data.flag

$2 = 0xa5

此时赋值是正确的，再接着往下执行，进入被调用函数get_data()了，
(gdb) step

get_data (data=0x7fffffffdb40 "n\333\377\377\377\177", len=0x7fffffffdb60) at test.c:16

16 assert(data && len);

这个函数一共就4行代码，我们每单步执行一句，就打印一下user_data.flag变量的内容。
单步执行下一行memcpy处，并且看一下user_data.flag变量地址处的内容是否仍然为：0xa5:
(gdb) step

17 memcpy((void *)data, (void *)g_data, strlen(g_data));

(gdb) print/x *0x7fffffffdb62

$3 = 0xa5

继续单步执行(因为不需要跟进memcpy、strlen的内部，所以使用next命令)，并打印：
(gdb) next

18 *len = strlen(g_data); // 这一句即将被执行

(gdb) print/x *0x7fffffffdb62

$4 = 0xa5

(gdb) next

19 return 0;

(gdb) print/x *0x7fffffffdb62

$5 = 0x0

发现问题了：在执行*len = strlen(g_data)语句之后，变量user_data.flag地址中的内容就被改变了。
再仔细检查一下代码，就可以诊断出是数据类型使用错了。
解决bug: get_data()函数的最后一个参数，应该是unsigned short型指针才正确。
问题是解决了，但是回过头来看一下gdb的调试过程，还是比较繁琐的：调试指令和代码显示夹杂在一起，需要敲很多指令。

CGDB 调试操作

启动CGDB之后，终端窗口被评分为上下两部分：上面是代码窗口，下面是调试窗口。
按下ESC键进入代码窗口，此时可以上下浏览代码，并且可以进行一系列的操作：
空格键：设置或者取消断点;
o：查看代码所在的文件;
/ 或者 ?：在代码中搜索字符串;
。。。
还有很多方便的快捷键：
-：缩小代码窗口;
+：扩大代码窗口;
gg: 光标移动到文件头部;
GG：光标移动到文件尾部;
ctrl + b：代码向上翻一页;
ctrl + u：代码向上翻半页;
ctrl + f：代码向下翻一页;
ctrl + d：代码向下翻半页;
按下i键回到调试窗口，进入调试模式，使用的调试指令与GDB几乎一样！
也就是说：可以在实时查看代码的情况下进行调试操作，大大提高了效率。
我们按照上面GDB的调试过程走一遍：
按下ESC键进入代码窗口，此时代码前面的行号如果是白色的，表示所在的当前行。
按下j键，向下移动高亮的当前行。当移动到25行时，如下：
按下空格键，表示在此行设置一个断点，此时行号变成红色的：
并且在调试窗口打印一行信息:
(gdb)

Breakpoint 1 at 0x400771: file test.c, line 25.

按下i键回到调试操作窗口，然后输入运行指令r，会在第25行停下来的，如下绿色的箭头所示：
当然了，调试窗口也会打印出相关信息：
(gdb) r

Starting program: /home/captain/demos_2022/cgdb/test


Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffdc58) at test.c:25

单步step执行这条赋值语句，然后打印一下user_data.flag的值和地址：
(gdb) print/x user_data.flag

1: /x user_data.flag = 0xa5

(gdb) print &user_data.flag

2: &user_data.flag = (unsigned int *) 0x7fffffffdb62

此时，赋值语句正确执行，打印的值也是符合预期的。
再执行单步指令，进入函数get_data()内部：
(gdb) step

get_data (data=0x7fffffffdb40 "n\333\377\377\377\177", len=0x7fffffffdb60) at test.c:16

此时，上面的代码窗口自动进入get_data()相关的代码，如下所示：
继续单步，在执行赋值语句*len = strlen(g_data);之前打印一下变量user_data.flag地址中的内容：
(gdb) print/x *0x7fffffffdb62

$2 = 0xa5

正确！然后执行赋值语句之后，再次打印：
(gdb) next

(gdb) print/x *0x7fffffffdb62

$3 = 0x0

发现问题：在执行*len = strlen(g_data)语句之后，变量user_data.flag地址中的内容就被改变了。
小结：
CGDB的操作过程，虽然我写的比较啰嗦，但是实际使用起来，真的是非常的丝滑，就像巧克力一样！
- EOF -
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