GDB调试C++类

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    Linux上调试常用的工具就是gdb了。借助学习C++虚函数表和内存布局的机会顺便学习下gdb常规调试技巧。

一，测试用例

1，C++头文件(szyu_test_gdb.h)

/******************************
*
* Author : szyu
*
* Date : 2016.10.25
*
********************************/

#ifndef __SZYU_GDB__
#define __SZYU_GDB__

#include 

class Base
{
public:
    Base() { };
    Base( int v ) : non_static_member1( v ) { };
    virtual ~Base() { };

public:
    void
    non_static_func1()
    {   
        std::cout << "In non_static_func1()" << std::endl;
    }   

    static void
    static_func1()
    {
        std::cout << "In static_func1()" << std::endl;
    }

    virtual void
    virtual_func1()
    {
        std::cout << "In virtual_func1()" << std::endl;
    }

private:
    int non_static_member1;
    static int static_member1;
};

int Base::static_member1 = 99;

#endif

2，C++测试用例(szyu_test_gdb.cpp)

/************************
*
* Author : szyu
*
* Date : 2016.10.25
*
******************************/

#include "szyu_test_gdb.h"

void
test1()
{
    /* 静态函数访问 */
    Base::static_func1();
    /* 创建对象 */
    Base bb( 57 );
    /* 非静态函数访问 */
    bb.non_static_func1();

    /* 虚函数访问 */
    bb.virtual_func1();
}

int
main( int argc, char *argv[] )
{
    test1();

    return 0;
}

二，调试

1，gdb调试前需编译生成可执行文件，并且需把调试信息加到可执行文件中。－g参数可以做到这点。使用方法为：g++  -g  szyu_test_gdb.cpp（默认生成a.out可执行文件）

2，启动gdb调试：gdb  a.out

3，设置断点，可获取运行时的堆栈信息。

分别对以下位置设置了断点：

1）构造函数：Base( int v )

2）虚析构函数：virtual ~Base()

3）静态函数调用：bb.static_func1()

4）非静态函数调用：bb.non_static_func1()

5）虚函数调用：bb.virtual_func1()

4，运行程序，遇到第一个断点：静态函数调用。单步跟踪s(step)命令进入函数内部，并打印地址如下：

5，c(continue)恢复程序运行，接下来程序停在第二断点处，即Base(int v)构造函数处。打印Base类对象bb如下：

由图可以类对象的地址为：0x7fffffffe320

对对象首地址进行解引用得到地址：0x400cb0即为虚函数表地址，故可知在该编译器中的虚函数表位于对象实例的最前端。

从打印的Base类对象可知，此时虚函数表已创建，且虚函数表地址为0x400cb0。对于静态成员和非静态成员都已初始化好了。此时获取虚函数表中的内容如下所示：

由于虚函数表是二级指针。所以使用void **转换。再使用解引用运算符变成一级指针。

其中还涉及到set print array，@和/a三个知识点：

1）默认数组显示是关闭状态的（即打印数组时，每个元素则以逗号分隔）。打开数组显示状态后，每个元素占一行打印。

2）p /a 打印语句中a只是参数选项之一，常见该参数如下：

    x  按十六进制格式显示变量。
    d  按十进制格式显示变量。
    u  按十六进制格式显示无符号整型。
    o  按八进制格式显示变量。
    t  按二进制格式显示变量。 
    a  按十六进制格式显示变量。
    c  按字符格式显示变量。
    f  按浮点数格式显示变量。

3）“@”的左边是第一个内存的地址的值，“@”的右边则你你想查看内存的长度。上图中的4代表打印出四段内存长度。此处由于虚函数表中总共存了三个虚函数内存段地址，故最后一个值是随机数。

为了支持RTTI（Run Time Type Identification，运行时类型识别），在虚函数表前存放了type_info指针。

而静态成员变量和非静态成员变量获取如下：

6，c(continue)继续运行，接下来程序停留在第三个断点处，即非静态方法调用。

7，c(continue)继续运行，接下来程序停留在第四个断点处，即虚函数调用。

由打印出来的虚函数地址可知：该地址与虚函数表中存的地址一致。

8，c(continue)继续运行，接下来程序停留在第五个断点处，即虚析构函数。

通过info line查看地址与虚函数表一致。

本文gdb调试命令主要参考：http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2879

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