【c++】GDB单步调试程序
《调用GDB调试器的几种方式》一节中提到，借助 next 命令可以控制 GDB 单步执行程序。所谓单步调试，就是通过一行一行的执行程序，观察整个程序的执行流程，进而尝试发现一些存在的异常或者 Bug。
根据实际场景的需要，GDB 调试器共提供了 3 种可实现单步调试程序的方法，即使用 next、step 和 until 命令。
换句话说，这 3 个命令都可以控制 GDB 调试器每次仅执行 1 行代码，但除此之外，它们各自还有不同的功能。
本节就来一一给大家讲解这 3 个命令的功能和用法。讲解过程中，将以调试如下 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），功能是根据用户输入的 num 值，输出 12+22+...+num2 的值。
一、GDB next 命令
next 是最常用来进行单步调试的命令，其最大的特点是当遇到包含调用函数的语句时，无论函数内部包含多少行代码，next 指令都会一步执行完。也就是说，对于调用的函数来说，next 命令只会将其视作一行代码。
next 命令可以缩写为 n 命令，使用方法也很简单，语法格式如下：
(gdb) next count
参数 count 表示单步执行多少行代码，默认为 1 行。
举个例子：
(gdb) b 16 Breakpoint 2 at 0x40058b: file main.c, line 16. (gdb) r Starting program: /root/demo/main.exe Breakpoint 2, main () at main.c:16 16 int num =0; (gdb) n 2 <-- 单步执行 2 次 3 18 int result = myfunc(num); (gdb) n 19 printf("%d", result); (gdb) n 20 return 0; (gdb)
可以看到，当程序单步执行第 18 行时，继续执行 next 指令，下一次将要执行的是第 19 行代码，而非 myfunc() 函数内部的代码。
二、GDB step命令
通常情况下，step 命令和 next 命令的功能相同，都是单步执行程序。不同之处在于，当 step 命令所执行的代码行中包含函数时，会进入该函数内部，并在函数第一行代码处停止执行。
step 命令可以缩写为 s 命令，用法和 next 命令相同，语法格式如下：
(gdb) step count
参数 count 表示一次执行的行数，默认为 1 行。
仍以 main.exe 为例：
(gdb) b 18 Breakpoint 1 at 0x4005ab: file main.c, line 18. (gdb) r Starting program: ~/demo/main.exe Breakpoint 1, main () at main.c:18 18 int result = myfunc(num); (gdb) step <-- step 命令进入 myfunc() 函数内部执行 myfunc (num=0) at main.c:7 7 int i = 1;
可以看到，当程序暂停到包含 mufunc() 函数的代码行处时（此时该行代码尚未执行），如果使用 step 命令，则 GDB 在执行该函数代码的同时，会进入 mufunc() 函数内部，并暂停在函数内部的第一行代码处。反之如果使用 next 命令，则程序下一次会执行第 19 行代码，而不是第 7 行，这就是它们最大的不同之处。
三、GDB until命令
until 命令可以简写为 u 命令，有 2 种语法格式，如下所示：
1、(gdb) until
2、(gdb) until location
其中，参数 location 为某一行代码的行号。
不带参数的 until 命令，可以使 GDB 调试器快速运行完当前的循环体，并运行至循环体外停止。注意，until 命令并非任何情况下都会发挥这个作用，只有当执行至循环体尾部（最后一行代码）时，until 命令才会发生此作用；反之，until 命令和 next 命令的功能一样，只是单步执行程序。
以 main.exe 中 myfunc() 函数的循环为例：
(gdb) b 17 Breakpoint 1 at 0x1201: file main.c, line 17. (gdb) r Starting program: ~/demo/main.exe Breakpoint 1, main () at main.c:17 17 scanf("%d", &num); (gdb) u 3 18 int result = myfunc(num); (gdb) step myfunc (num=3) at main.c:7 7 int i = 1; (gdb) u 8 int sum = 0; (gdb) u 9 while(i <= num){ (gdb) u 10 sum += print(i); (gdb) u 11 i++; (gdb) u <-- 执行 i++ 操作 9 while(i <= num){ (gdb) u <-- 快速执行完循环体 13 return sum; (gdb) p sum $1 = 14
可以看到，这里当程序单步执行完第 11 行代码时，借助 until 命令快速执行完了整个循环体，并在第 13 行代码处停止执行。根据 p 命令输出的 num 变量的值可以确认，整个循环过程确定完整地执行完了。
until 命令还可以后跟某行代码的行号，以指示 GDB 调试器直接执行至指定位置后停止。举个例子：
(gdb) r Starting program:~/demo/main.exe Breakpoint 1, main () at main.c:17 17 scanf("%d", &num); (gdb) until 19 <-- 执行至第 19 行停止 3 main () at main.c:19 19 printf("%d", result); (gdb) p result $3 = 14
可以看到，通过执行 until 19 命令，GDB 调试器直接从第 17 行代码处执行至指定的第 19 行。
