`
mmdev
  • 浏览: 12846082 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 大连
文章分类
社区版块
存档分类
最新评论

用 GDB 调试Linux程序及有用技巧

 
阅读更多

用 GDB 调试Linux程序及有用技巧(转)

armlinux 2008-06-19 10:48 阅读91评论0

字号:

GNU的调试器称为gdb,该程序是一个交互式工具,工作在字符模式。在 X Window 系统中,有一个gdb的前端图形工具,称为xxgdb。gdb 是功能强大的调试程序,可完成如下的调试任务:

 * 设置断点;
 * 监视程序变量的值;
 * 程序的单步执行;
 * 修改变量的值。

 在可以使用 gdb 调试程序之前,必须使用 -g 选项编译源文件。可在 makefile 中如下定义 CFLAGS 变量: CFLAGS = -g
 运行 gdb 调试程序时通常使用如下的命令: gdb progname

在 gdb 提示符处键入help,将列出命令的分类,主要的分类有:
 * aliases:命令别名
 * breakpoints:断点定义;
 * data:数据查看;
 * files:指定并查看文件;
 * internals:维护命令;
 * running:程序执行;
 * stack:调用栈查看;
 * statu:状态查看;
 * tracepoints:跟踪程序执行。

 键入 help 后跟命令的分类名,可获得该类命令的详细清单。

gdb 的常用命令

命令

解释

break NUM

在指定的行上设置断点。

bt

显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。

clear

删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为clear FILENAME:NUM

continue

继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而 导致停止运行时。

display EXPR

每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。

file FILE

装载指定的可执行文件进行调试。

help NAME

显示指定命令的帮助信息。

info break

显示当前断点清单,包括到达断点处的次数等。

info files

显示被调试文件的详细信息。

info func

显示所有的函数名称。

info local

显示当函数中的局部变量信息。

info prog

显示被调试程序的执行状态。

info var

显示所有的全局和静态变量名称。

kill

终止正被调试的程序。

list

显示源代码段。

make

在不退出 gdb 的情况下运行 make 工具。

next

在不单步执行进入其他函数的情况下,向前执行一行源代码。

print EXPR

显示表达式 EXPR 的值。

******gdb 使用范例************************
 清单 一个有错误的 C 源程序 bugging.c 代码:

1 #i nclude
2
3 static char buff [256];
4 static char* string;
5 int main ()
6 {
7   printf ("Please input a string: ");
8   gets (string);  
9   printf ("/nYour string is: %s/n", string);
10 }

上面这个程序非常简单,其目的是接受用户的输入,然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初始化的字符串地址 string,因此,编译并运行之后,将出现 Segment Fault 错误:

$ gcc -o bugging -g bugging.c
$ ./bugging
Please input a string: asfd
Segmentation fault (core dumped)

为了查找该程序中出现的问题,我们利用 gdb,并按如下的步骤进行:

 1.运行 gdb bugging 命令,装入 bugging 可执行文件;
 2.执行装入的 bugging 命令 run;
 3.使用 where 命令查看程序出错的地方;
 4.利用 list 命令查看调用 gets 函数附近的代码;
 5.唯一能够导致 gets 函数出错的因素就是变量 string。用print命令查看 string 的值;
 6.在 gdb 中,我们可以直接修改变量的值,只要将 string 取一个合法的指针值就可以了,为此,我们在第8行处设置断点 break 8;
 7.程序重新运行到第 8行处停止,这时,我们可以用 set variable 命令修改 string 的取值;
 8.然后继续运行,将看到正确的程序运行结果。

一:列文件清单

1. List
(gdb) list line1,line2

二:执行程序

 要想运行准备调试的程序,可使用run命令,在它后面可以跟随发给该程序的任何参数,包括标准输入和标准输出说明符(<和>)和外壳通配符(*、?、[、])在内。
 如果你使用不带参数的run命令,gdb就再次使用你给予前一条run命令的参数,这是很有用的。
 利用set args 命令就可以修改发送给程序的参数,而使用show args 命令就可以查看其缺省参数的列表。
 (gdb)set args –b –x
 (gdb) show args
 backtrace命令为堆栈提供向后跟踪功能。
 Backtrace 命令产生一张列表,包含着从最近的过程开始的所以有效过程和调用这些过程的参数。

三:显示数据

 利用print 命令可以检查各个变量的值。 (gdb) print p (p为变量名)
 whatis 命令可以显示某个变量的类型
 (gdb) whatis p
 type = int *

print 是gdb的一个功能很强的命令,利用它可以显示被调试的语言中任何有效的表达式。表达式除了包含你程序中的变量外,还可以包含以下内容:

对程序中函数的调用 (gdb) print find_entry(1,0)

数据结构和其他复杂对象 (gdb) print *table_start $8={e=reference=’/000’,location=0x0,next=0x0}

值的历史成分 (gdb)print $1 ($1为历史记录变量,在以后可以直接引用 $1 的值)

人为数组 人为数组提供了一种去显示存储器块(数组节或动态分配的存储区)内容的方法。早期的调试程序没有很好的方法将任意的指针换成一个数组。就像对待参数一样,让我们查看内存中在变量h后面的10个整数,一个动态数组的语法如下所示:
base@length

因此,要想显示在h后面的10个元素,可以使用h@10: (gdb)print h@10 $13=(-1,345,23,-234,0,0,0,98,345,10)

四:断点(breakpoint)

 break命令(可以简写为b)可以用来在调试的程序中设置断点,该命令有如下四种形式:

break line-number 使程序恰好在执行给定行之前停止。

break function-name 使程序恰好在进入指定的函数之前停止。

break line-or-function if condition 如果condition(条件)是真,程序到达指定行或函数时停止。

break routine-name 在指定例程的入口处设置断点

如果该程序是由很多原文件构成的,你可以在各个原文件中设置断点,而不是在当前的原文件中设置断点,其方法如下:
 (gdb) break filename:line-number
 (gdb) break filename:function-name

要想设置一个条件断点,可以利用break if命令,如下所示: (gdb) break line-or-function if expr
 例: (gdb) break 46 if testsize==100

从断点继续运行:countinue 命令

 五.断点的管理

1. 显示当前gdb的断点信息: (gdb) info break 他会以如下的形式显示所有的断点信息:

Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x000028bc in init_random at qsort2.c:155
2 breakpoint keep y 0x0000291c in init_organ at qsort2.c:168
(gdb)

2.删除指定的某个断点:

(gdb) delete breakpoint 1
该命令将会删除编号为1的断点,如果不带编号参数,将删除所有的断点
(gdb) delete breakpoint

3.禁止使用某个断点

(gdb) disable breakpoint 1
该命令将禁止断点 1,同时断点信息的 (Enb)域将变为 n

4.允许使用某个断点

(gdb) enable breakpoint 1
该命令将允许断点 1,同时断点信息的 (Enb)域将变为 y

5.清除原文件中某一代码行上的所有断点

(gdb)clean number
注:number 为原文件的某个代码行的行号

六.变量的检查和赋值

whatis:识别数组或变量的类型

ptype:比whatis的功能更强,他可以提供一个结构的定义

set variable:将值赋予变量

print 除了显示一个变量的值外,还可以用来赋值

七.单步执行

next 不进入的单步执行

step 进入的单步执行 如果已经进入了某函数,而想退出该函数返回到它的调用函数中,可使用命令finish

八.函数的调用

call name 调用和执行一个函数

(gdb) call gen_and_sork( 1234,1,0 )
(gdb) call printf(“abcd”)
$1=4

finish 结束执行当前函数,显示其返回值(如果有的话)

九.机器语言工具
有一组专用的gdb变量可以用来检查和修改计算机的通用寄存器,gdb提供了目前每一台计算机中实际使用的4个寄存器的标准名字:

$pc : 程序计数器

$fp : 帧指针(当前堆栈帧)

$sp : 栈指针

$ps : 处理器状态

十.信号

 gdb通常可以捕捉到发送给它的大多数信号,通过捕捉信号,它就可决定对于正在运行的进程要做些什么工作。例如,按CTRL-C将中断信号发送给gdb,通常就会终止gdb。但是你或许不想中断gdb,真正的目的是要中断gdb正在运行的程序,因此,gdb要抓住该信号并停止它正在运行的程序,这样就可以执行某些调试操作。

Handle命令可控制信号的处理,他有两个参数,一个是信号名,另一个是接受到信号时该作什么。几种可能的参数是:

nostop 接收到信号时,不要将它发送给程序,也不要停止程序。

stop 接受到信号时停止程序的执行,从而允许程序调试;显示一条表示已接受到信号的消息(禁止使用消息除外)

print 接受到信号时显示一条消息

noprint 接受到信号时不要显示消息(而且隐含着不停止程序运行)

pass 将信号发送给程序,从而允许你的程序去处理它、停止运行或采取别的动作。

nopass 停止程序运行,但不要将信号发送给程序。

例如,假定你截获SIGPIPE信号,以防止正在调试的程序接受到该信号,而且只要该信号一到达,就要求该程序停止,并通知你。要完成这一任务,可利用如下命令:

 (gdb) handle SIGPIPE stop print
 请注意,UNIX的信号名总是采用大写字母!你可以用信号编号替代信号名
如果你的程序要执行任何信号处理操作,就需要能够测试其信号处理程序,为此,就需要一种能将信号发送给程序的简便方法,这就是signal命令的任务。该 命令的参数是一个数字或者一个名字,如SIGINT。假定你的程序已将一个专用的SIGINT(键盘输入,或CTRL-C;信号2)信号处理程序设置成采 取某个清理动作,要想测试该信号处理程序,你可以设置一个断点并使用如下命令:

 (gdb) signal 2
 continuing with signal SIGINT(2)
 该程序继续执行,但是立即传输该信号,而且处理程序开始运行.

十一. 原文件的搜索
 search text:该命令可显示在当前文件中包含text串的下一行。
R everse-search text:该命令可以显示包含text 的前一行。

十二.UNIX接口
 shell 命令可启动UNIX外壳,CTRL-D退出外壳,返回到 gdb.

十三.命令的历史
 为了允许使用历史命令,可使用 set history expansion on 命令 (gdb) set history expansion on

小结:常用的gdb命令

backtrace

显示程序中的当前位置和表示如何到达当前位置的栈跟踪(同义词:where)

breakpoint

在程序中设置一个断点

cd

改变当前工作目录

clear

删除刚才停止处的断点

commands

命中断点时,列出将要执行的命令

continue

从断点开始继续执行

delete

删除一个断点或监测点;也可与其他命令一起使用

display

程序停止时显示变量和表达时

down

下移栈帧,使得另一个函数成为当前函数

frame

选择下一条continue命令的帧

info

显示与该程序有关的各种信息

jump

在源程序中的另一点开始运行

kill

异常终止在gdb 控制下运行的程序

list

列出相应于正在执行的程序的原文件内容

next

执行下一个源程序行,从而执行其整体中的一个函数

print

显示变量或表达式的值

pwd

显示当前工作目录

pype

显示一个数据结构(如一个结构或C++类)的内容

quit

退出gdb

reverse-search

在源文件中反向搜索正规表达式

run

执行该程序

search

在源文件中搜索正规表达式

set variable

给变量赋值

signal

将一个信号发送到正在运行的进程

step

执行下一个源程序行,必要时进入下一个函数

undisplay display

命令的反命令,不要显示表达式

until

结束当前循环

up

上移栈帧,使另一函数成为当前函数

watch

在程序中设置一个监测点(即数据断点)

whatis

显示变量或函数类型

=====================================================================================

GDB 概述
GDB 是 GNU 开源组织发布的一个强大的 UNIX 下的程序调试工具。或许,各位比较喜欢那种图形界面方式的,像 VC 、 BCB 等 IDE 的调试,但如果你是在 UNIX 平台下做软件,你会发现 GDB 这个调试工具有比 VC 、 BCB 的图形化调试器更强大的功能。所谓 “ 寸有所长,尺有所短 ” 就是这个道理。

一般来说, GDB 主要帮忙你完成下面四个方面的功能:

1 、启动你的程序,可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2 、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。(断点可以是条件表达式)
3 、当程序被停住时,可以检查此时你的程序中所发生的事。
4 、动态的改变你程序的执行环境。

从上面看来, GDB 和一般的调试工具没有什么两样,基本上也是完成这些功能,不过在细节上,你会发现 GDB 这个调试工具的强大,大家可能比较习惯了图形化的调试工具,但有时候,命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。让我们一一看来。


一个调试示例
源程序: tst.c

1 #include <stdio.h>
2
3 int func(int n)
4 {
5 int sum=0,i;
6 for(i=0; i<n; i++)
7 {
8 sum+=i;
9 }
10 return sum;
11 }
12
13
14 main()
15 {
16 int i;
17 long result = 0;
18 for(i=1; i<=100; i++)
19 {
20 result += i;
21 }
22
23 printf("result[1-100] = %d /n", result );
24 printf("result[1-250] = %d /n", func(250) );
25 }

编译生成执行文件:( Linux 下)
hchen/test> cc -g tst.c -o tst

使用 GDB 调试:

hchen/test> gdb tst <---------- 启动 GDB
GNU gdb 5.1.1
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-suse-linux"...
(gdb) l <-------------------- l 命令相当于 list ,从第一行开始例出原码。
1 #include <stdio.h>
2
3 int func(int n)
4 {
5 int sum=0,i;
6 for(i=0; i<n; i++)
7 {
8 sum+=i;
9 }
10 return sum;
(gdb) <-------------------- 直接回车表示,重复上一次命令
11 }
12
13
14 main()
15 {
16 int i;
17 long result = 0;
18 for(i=1; i<=100; i++)
19 {
20 result += i;
(gdb) break 16 <-------------------- 设置断点,在源程序第 16 行处。
Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16.
(gdb) break func <-------------------- 设置断点,在函数 func() 入口处。
Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5.
(gdb) info break <-------------------- 查看断点信息。
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x08048496 in main at tst.c:16
2 breakpoint keep y 0x08048456 in func at tst.c:5
(gdb) r <--------------------- 运行程序, run 命令简写
Starting program: /home/hchen/test/tst

Breakpoint 1, main () at tst.c:17 <---------- 在断点处停住。
17 long result = 0;
(gdb) n <--------------------- 单条语句执行, next 命令简写。
18 for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20 result += i;
(gdb) n
18 for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20 result += i;
(gdb) c <--------------------- 继续运行程序, continue 命令简写。
Continuing.
result[1-100] = 5050 <---------- 程序输出。

Breakpoint 2, func (n=250) at tst.c:5
5 int sum=0,i;
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p i <--------------------- 打印变量 i 的值, print 命令简写。
$1 = 134513808
(gdb) n
8 sum+=i;
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$2 = 1
(gdb) n
8 sum+=i;
(gdb) p i
$3 = 2
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$4 = 3
(gdb) bt <--------------------- 查看函数堆栈。
#0 func (n=250) at tst.c:5
#1 0x080484e4 in main () at tst.c:24
#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6
(gdb) finish <--------------------- 退出函数。
Run till exit from #0 func (n=250) at tst.c:5
0x080484e4 in main () at tst.c:24
24 printf("result[1-250] = %d /n", func(250) );
Value returned is $6 = 31375
(gdb) c <--------------------- 继续运行。
Continuing.
result[1-250] = 31375 <---------- 程序输出。

Program exited with code 027. <-------- 程序退出,调试结束。
(gdb) q <--------------------- 退出 gdb 。
hchen/test>

好了,有了以上的感性认识,还是让我们来系统地认识一下 gdb 吧。


使用 GDB
————

一般来说 GDB 主要调试的是 C/C++ 的程序。要调试 C/C++ 的程序,首先在编译时,我们必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器( cc/gcc/g++ )的 -g 参数可以做到这一点。如:

> cc -g hello.c -o hello
> g++ -g hello.cpp -o hello

如果没有 -g ,你将看不见程序的函数名、变量名,所代替的全是运行时的内存地址。当你用 -g 把调试信息加入之后,并成功编译目标代码以后,让我们来看看如何用 gdb 来调试他。

启动 GDB 的方法有以下几种:

1 、 gdb <program>
program 也就是你的执行文件,一般在当然目录下。

2 、 gdb <program> core
用 gdb 同时调试一个运行程序和 core 文件, core 是程序非法执行后 core dump 后产生的文件。

3 、 gdb <program> <PID>
如果你的程序是一个服务程序,那么你可以指定这个服务程序运行时的进程 ID 。 gdb 会自动 attach 上去,并调试他。 program 应该在 PATH 环境变量中搜索得到。

GDB 启动时,可以加上一些 GDB 的启动开关,详细的开关可以用 gdb -help 查看。我在下面只例举一些比较常用的参数:

-symbols <file>
-s <file>
从指定文件中读取符号表。

-se file
从指定文件中读取符号表信息,并把他用在可执行文件中。

-core <file>
-c <file>
调试时 core dump 的 core 文件。

-directory <directory>
-d <directory>
加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中 PATH 所定义的路径。

GDB 的命令概貌
———————

启动 gdb 后,就你被带入 gdb 的调试环境中,就可以使用 gdb 的命令开始调试程序了, gdb 的命令可以使用 help 命令来查看,如下所示:

/home/hchen> gdb
GNU gdb 5.1.1
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-suse-linux".
(gdb) help
List of classes of commands:

aliases -- Aliases of other commands
breakpoints -- Making program stop at certain points
data -- Examining data
files -- Specifying and examining files
internals -- Maintenance commands
obscure -- Obscure features
running -- Running the program
stack -- Examining the stack
status -- Status inquiries
support -- Support facilities
tracepoints -- Tracing of program execution without stopping the program
user-defined -- User-defined commands

Type "help" followed by a class name for a list of commands in that class.
Type "help" followed by command name for full documentation.
Command name abbreviations are allowed if unambiguous.
(gdb)

gdb 的命令很多, gdb 把之分成许多个种类。 help 命令只是例出 gdb 的命令种类,如果要看种类中的命令,可以使用 help <class> 命令,如: help breakpoints ,查看设置断点的所有命令。也可以直接 help <command> 来查看命令的帮助。


gdb 中,输入命令时,可以不用打全命令,只用打命令的前几个字符就可以了,当然,命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令,在 Linux 下,你可以敲击两次 TAB 键来补齐命令的全称,如果有重复的,那么 gdb 会把其例出来。

示例一:在进入函数 func 时,设置一个断点。可以敲入 break func ,或是直接就是 b func
(gdb) b func
Breakpoint 1 at 0x8048458: file hello.c, line 10.

示例二:敲入 b 按两次 TAB 键,你会看到所有 b 打头的命令:
(gdb) b
backtrace break bt
(gdb)

示例三:只记得函数的前缀,可以这样:
(gdb) b make_ < 按 TAB 键 >
(再按下一次 TAB 键,你会看到 : )
make_a_section_from_file make_environ
make_abs_section make_function_type
make_blockvector make_pointer_type
make_cleanup make_reference_type
make_command make_symbol_completion_list
(gdb) b make_
GDB 把所有 make 开头的函数全部例出来给你查看。

示例四:调试 C++ 的程序时,有可以函数名一样。如:
(gdb) b 'bubble( M-?
bubble(double,double) bubble(int,int)
(gdb) b 'bubble(
你可以查看到 C++ 中的所有的重载函数及参数。(注: M-? 和 “ 按两次 TAB 键 ” 是一个意思)

要退出 gdb 时,只用发 quit 或命令简称 q 就行了。

GDB 中运行 UNIX 的 shell 程序
————————————

在 gdb 环境中,你可以执行 UNIX 的 shell 的命令,使用 gdb 的 shell 命令来完成:

shell <command string>
调用 UNIX 的 shell 来执行 <command string> ,环境变量 SHELL 中定义的 UNIX 的 shell 将会被用来执行 <command string> ,如果 SHELL 没有定义,那就使用 UNIX 的标准 shell : /bin/sh 。(在Windows 中使用 Command.com 或 cmd.exe )

还有一个 gdb 命令是 make :
make <make-args>
可以在 gdb 中执行 make 命令来重新 build 自己的程序。这个命令等价于 “ shell make <make-args> ” 。

在 GDB 中运行程序
————————

当以 gdb <program> 方式启动 gdb 后, gdb 会在 PATH 路径和当前目录中搜索 <program> 的源文件。如要确认 gdb 是否读到源文件,可使用 l 或 list 命令,看看 gdb 是否能列出源代码。

在 gdb 中,运行程序使用 r 或是 run 命令。程序的运行,你有可能需要设置下面四方面的事。

1 、程序运行参数。
set args 可指定运行时参数。(如: set args 10 20 30 40 50 )
show args 命令可以查看设置好的运行参数。

2 、运行环境。
path <dir> 可设定程序的运行路径。
show paths 查看程序的运行路径。
set environment varname [=value] 设置环境变量。如: set env USER=hchen
show environment [varname] 查看环境变量。

3 、工作目录。
cd <dir> 相当于 shell 的 cd 命令。
pwd 显示当前的所在目录。

4 、程序的输入输出。
info terminal 显示你程序用到的终端的模式。
使用重定向控制程序输出。如: run > outfile
tty 命令可以指写输入输出的终端设备。如: tty /dev/ttyb


调试已运行的程序
————————

两种方法:
1 、在 UNIX 下用 ps 查看正在运行的程序的 PID (进程 ID ),然后用 gdb <program> PID 格式挂接正在运行的程序。
2 、先用 gdb <program> 关联上源代码,并进行 gdb ,在 gdb 中用 attach 命令来挂接进程的 PID 。并用 detach 来取消挂接的进程。

暂停 / 恢复程序运行
—————————

调试程序中,暂停程序运行是必须的, GDB 可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住,在什么条件下停住,在收到什么信号时停往等等。以便于你查看运行时的变量,以及运行时的流程。

当进程被 gdb 停住时,你可以使用 info program 来查看程序的是否在运行,进程号,被暂停的原因。

在 gdb 中,我们可以有以下几种暂停方式:断点( BreakPoint )、观察点( WatchPoint )、捕捉点( CatchPoint )、信号( Signals )、线程停止( Thread Stops )。如果要恢复程序运行,可以使用 c 或是 continue 命令。


一、设置断点( BreakPoint )

我们用 break 命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法:

break <function>
在进入指定函数时停住。 C++ 中可以使用 class::function 或 function(type,type) 格式来指定函数名。

break <linenum>
在指定行号停住。

break +offset
break -offset
在当前行号的前面或后面的 offset 行停住。 offiset 为自然数。

break filename:linenum
在源文件 filename 的 linenum 行处停住。

break filename:function
在源文件 filename 的 function 函数的入口处停住。

break *address
在程序运行的内存地址处停住。

break
break 命令没有参数时,表示在下一条指令处停住。

break ... if <condition>
... 可以是上述的参数, condition 表示条件,在条件成立时停住。比如在循环境体中,可以设置 break if i=100 ,表示当 i 为 100 时停住程序。

查看断点时,可使用 info 命令,如下所示:(注: n 表示断点号)
info breakpoints [n]
info break [n]

二、设置观察点( WatchPoint )

观察点一般来观察某个表达式(变量也是一种表达式)的值是否有变化了,如果有变化,马上停住程序。我们有下面的几种方法来设置观察点:

watch <expr>
为表达式(变量) expr 设置一个观察点。一量表达式值有变化时,马上停住程序。

rwatch <expr>
当表达式(变量) expr 被读时,停住程序。

awatch <expr>
当表达式(变量)的值被读或被写时,停住程序。

info watchpoints
列出当前所设置了的所有观察点。


三、设置捕捉点( CatchPoint )

你可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如:载入共享库(动态链接库)或是 C++ 的异常。设置捕捉点的格式为:

catch <event>
当 event 发生时,停住程序。 event 可以是下面的内容:
1 、 throw 一个 C++ 抛出的异常。( throw 为关键字)
2 、 catch 一个 C++ 捕捉到的异常。( catch 为关键字)
3 、 exec 调用系统调用 exec 时。( exec 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
4 、 fork 调用系统调用 fork 时。( fork 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
5 、 vfork 调用系统调用 vfork 时。( vfork 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
6 、 load 或 load <libname> 载入共享库(动态链接库)时。( load 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
7 、 unload 或 unload <libname> 卸载共享库(动态链接库)时。( unload 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)

tcatch <event>
只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。

四、维护停止点

上面说了如何设置程序的停止点, GDB 中的停止点也就是上述的三类。在 GDB 中,如果你觉得已定义好的停止点没有用了,你可以使用 delete 、 clear 、 disable 、 enable 这几个命令来进行维护。

clear
清除所有的已定义的停止点。

clear <function>
clear <filename:function>
清除所有设置在函数上的停止点。

clear <linenum>
clear <filename:linenum>
清除所有设置在指定行上的停止点。

delete [breakpoints] [range...]
删除指定的断点, breakpoints 为断点号。如果不指定断点号,则表示删除所有的断点。 range 表示断点号的范围(如: 3-7 )。其简写命令为 d 。


比删除更好的一种方法是 disable 停止点, disable 了的停止点, GDB 不会删除,当你还需要时, enable 即可,就好像回收站一样。

disable [breakpoints] [range...]
disable 所指定的停止点, breakpoints 为停止点号。如果什么都不指定,表示 disable 所有的停止点。简写命令是 dis.

enable [breakpoints] [range...]
enable 所指定的停止点, breakpoints 为停止点号。

enable [breakpoints] once range...
enable 所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被 GDB 自动 disable 。

enable [breakpoints] delete range...
enable 所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被 GDB 自动删除。

五、停止条件维护

前面在说到设置断点时,我们提到过可以设置一个条件,当条件成立时,程序自动停止,这是一个非常强大的功能,这里,我想专门说说这个条件的相关维护命令。一般来说,为断点设置一个条件,我们使用 if 关键词,后面跟其断点条件。并且,条件设置好后,我们可以用 condition 命令来修改断点的条件。(只有 break 和 watch 命令支持 if , catch 目前暂不支持 if )

condition <bnum> <expression>
修改断点号为 bnum 的停止条件为 expression 。

condition <bnum>
清除断点号为 bnum 的停止条件。


还有一个比较特殊的维护命令 ignore ,你可以指定程序运行时,忽略停止条件几次。

ignore <bnum> <count>
表示忽略断点号为 bnum 的停止条件 count 次。

六、为停止点设定运行命令

我们可以使用 GDB 提供的 command 命令来设置停止点的运行命令。也就是说,当运行的程序在被停止住时,我们可以让其自动运行一些别的命令,这很有利行自动化调试。对基于 GDB 的自动化调试是一个强大的支持。


commands [bnum]
... command-list ...
end

为断点号 bnum 指写一个命令列表。当程序被该断点停住时, gdb 会依次运行命令列表中的命令。

例如:

break foo if x>0
commands
printf "x is %d/n",x
continue
end
断点设置在函数 foo 中,断点条件是 x>0 ,如果程序被断住后,也就是,一旦 x 的值在 foo 函数中大于 0 , GDB 会自动打印出 x 的值,并继续运行程序。

如果你要清除断点上的命令序列,那么只要简单的执行一下 commands 命令,并直接在打个 end 就行了。


七、断点菜单

在 C++ 中,可能会重复出现同一个名字的函数若干次(函数重载),在这种情况下, break <function> 不能告诉 GDB 要停在哪个函数的入口。当然,你可以使用 break <function(type)> 也就是把函数的参数类型告诉 GDB ,以指定一个函数。否则的话, GDB 会给你列出一个断点菜单供你选择你所需要的断点。你只要输入你菜单列表中的编号就可以了。如:

(gdb) b String::after
[0] cancel
[1] all
[2] file:String.cc; line number:867
[3] file:String.cc; line number:860
[4] file:String.cc; line number:875
[5] file:String.cc; line number:853
[6] file:String.cc; line number:846
[7] file:String.cc; line number:735
> 2 4 6
Breakpoint 1 at 0xb26c: file String.cc, line 867.
Breakpoint 2 at 0xb344: file String.cc, line 875.
Breakpoint 3 at 0xafcc: file String.cc, line 846.
Multiple breakpoints were set.
Use the "delete" command to delete unwanted
breakpoints.
(gdb)

可见, GDB 列出了所有 after 的重载函数,你可以选一下列表编号就行了。 0 表示放弃设置断点, 1 表示所有函数都设置断点。


八、恢复程序运行和单步调试

当程序被停住了,你可以用 continue 命令恢复程序的运行直到程序结束,或下一个断点到来。也可以使用 step 或 next 命令单步跟踪程序。

continue [ignore-count]
c [ignore-count]
fg [ignore-count]
恢复程序运行,直到程序结束,或是下一个断点到来。 ignore-count 表示忽略其后的断点次数。 continue , c , fg 三个命令都是一样的意思。


step <count>
单步跟踪,如果有函数调用,他会进入该函数。进入函数的前提是,此函数被编译有 debug 信息。很像 VC 等工具中的 step in 。后面可以加 count 也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的 count 条指令,然后再停住。

next <count>
同样单步跟踪,如果有函数调用,他不会进入该函数。很像 VC 等工具中的 step over 。后面可以加 count 也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的 count 条指令,然后再停住。

set step-mode
set step-mode on
打开 step-mode 模式,于是,在进行单步跟踪时,程序不会因为没有 debug 信息而不停住。这个参数有很利于查看机器码。

set step-mod off
关闭 step-mode 模式。

finish
运行程序,直到当前函数完成返回。并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息。

until 或 u
当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时,这个命令可以运行程序直到退出循环体。

stepi 或 si
nexti 或 ni
单步跟踪一条机器指令!一条程序代码有可能由数条机器指令完成, stepi 和 nexti 可以单步执行机器指令。与之一样有相同功能的命令是 “ display/i $pc ” ,当运行完这个命令后,单步跟踪会在打出程序代码的同时打出机器指令(也就是汇编代码)


九、信号( Signals )

信号是一种软中断,是一种处理异步事件的方法。一般来说,操作系统都支持许多信号。尤其是 UNIX ,比较重要应用程序一般都会处理信号。 UNIX 定义了许多信号,比如 SIGINT 表示中断字符信号,也就是 Ctrl+C 的信号, SIGBUS 表示硬件故障的信号; SIGCHLD 表示子进程状态改变信号; SIGKILL 表示终止程序运行的信号,等等。信号量编程是 UNIX 下非常重要的一种技术

GDB 有能力在你调试程序的时候处理任何一种信号,你可以告诉 GDB 需要处理哪一种信号。你可以要求 GDB 收到你所指定的信号时,马上停住正在运行的程序,以供你进行调试。你可以用 GDB 的 handle 命令来完成这一功能。

handle <signal> <keywords...>
在 GDB 中定义一个信号处理。信号 <signal> 可以以 SIG 开头或不以 SIG 开头,可以用定义一个要处理信号的范围(如: SIGIO-SIGKILL ,表示处理从 SIGIO 信号到 SIGKILL 的信号,其中包括 SIGIO , SIGIOT , SIGKILL 三个信号),也可以使用关键字 all 来标明要处理所有的信号。一旦被调试的程序接收到信号,运行程序马上会被 GDB 停住,以供调试。其 <keywords> 可以是以下几种关键字的一个或多个。

nostop
当被调试的程序收到信号时, GDB 不会停住程序的运行,但会打出消息告诉你收到这种信号。
stop
当被调试的程序收到信号时, GDB 会停住你的程序。
print
当被调试的程序收到信号时, GDB 会显示出一条信息。
noprint
当被调试的程序收到信号时, GDB 不会告诉你收到信号的信息。
pass
noignore
当被调试的程序收到信号时, GDB 不处理信号。这表示, GDB 会把这个信号交给被调试程序会处理。
nopass
ignore
当被调试的程序收到信号时, GDB 不会让被调试程序来处理这个信号。


info signals
info handle
查看有哪些信号在被 GDB 检测中。


十、线程( Thread Stops )

如果你程序是多线程的话,你可以定义你的断点是否在所有的线程上,或是在某个特定的线程。 GDB 很容易帮你完成这一工作。

break <linespec> thread <threadno>
break <linespec> thread <threadno> if ...
linespec 指定了断点设置在的源程序的行号。 threadno 指定了线程的 ID ,注意,这个 ID 是 GDB 分配的,你可以通过 “ info threads ” 命令来查看正在运行程序中的线程信息。如果你不指定 thread <threadno> 则表示你的断点设在所有线程上面。你还可以为某线程指定断点条件。如:

(gdb) break frik.c:13 thread 28 if bartab > lim

当你的程序被 GDB 停住时,所有的运行线程都会被停住。这方便你你查看运行程序的总体情况。而在你恢复程序运行时,所有的线程也会被恢复运行。那怕是主进程在被单步调试时。

查看栈信息
—————

当程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的。当你的程序调用了一个函数,函数的地址,函数参数,函数内的局部变量都会被压入 “ 栈 ” ( Stack )中。你可以用 GDB 命令来查看当前的栈中的信息。

下面是一些查看函数调用栈信息的 GDB 命令:

backtrace
bt
打印当前的函数调用栈的所有信息。如:

(gdb) bt
#0 func (n=250) at tst.c:6
#1 0x08048524 in main (argc=1, argv=0xbffff674) at tst.c:30
#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6

从上可以看出函数的调用栈信息: __libc_start_main --> main() --> func()


backtrace <n>
bt <n>
n 是一个正整数,表示只打印栈顶上 n 层的栈信息。

backtrace <-n>
bt <-n>
-n 表一个负整数,表示只打印栈底下 n 层的栈信息。

如果你要查看某一层的信息,你需要在切换当前的栈,一般来说,程序停止时,最顶层的栈就是当前栈,如果你要查看栈下面层的详细信息,首先要做的是切换当前栈。

frame <n>
f <n>
n 是一个从 0 开始的整数,是栈中的层编号。比如: frame 0 ,表示栈顶, frame 1 ,表示栈的第二层。

up <n>
表示向栈的上面移动 n 层,可以不打 n ,表示向上移动一层。

down <n>
表示向栈的下面移动 n 层,可以不打 n ,表示向下移动一层。

上面的命令,都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令:

select-frame <n> 对应于 frame 命令。
up-silently <n> 对应于 up 命令。
down-silently <n> 对应于 down 命令。


查看当前栈层的信息,你可以用以下 GDB 命令:

frame 或 f
会打印出这些信息:栈的层编号,当前的函数名,函数参数值,函数所在文件及行号,函数执行到的语句。

info frame
info f
这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息,只不过,大多数都是运行时的内内地址。比如:函数地址,调用函数的地址,被调用函数的地址,目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。如:
(gdb) info f
Stack level 0, frame at 0xbffff5d4:
eip = 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524
called by frame at 0xbffff60c
source language c.
Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250
Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0
Saved registers:
ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8

info args
打印出当前函数的参数名及其值。

info locals
打印出当前函数中所有局部变量及其值。

info catch
打印出当前的函数中的异常处理信息。

查看源程序
一、显示源代码

GDB 可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加上 -g 的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序了。当程序停下来以后, GDB 会报告程序停在了那个文件的第几行上。你可以用 list 命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码的 GDB 命令吧。

list <linenum>
显示程序第 linenum 行的周围的源程序。

list <function>
显示函数名为 function 的函数的源程序。

list
显示当前行后面的源程序。

list -
显示当前行前面的源程序。

一般是打印当前行的上 5 行和下 5 行,如果显示函数是是上 2 行下 8 行,默认是 10 行,当然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设置一次显示源程序的行数。

set listsize <count>
设置一次显示源代码的行数。

show listsize
查看当前 listsize 的设置。

list 命令还有下面的用法:

list <first>, <last>
显示从 first 行到 last 行之间的源代码。

list , <last>
显示从当前行到 last 行之间的源代码。

list +
往后显示源代码。

一般来说在 list 后面可以跟以下这们的参数:

<linenum> 行号。
<+offset> 当前行号的正偏移量。
<-offset> 当前行号的负偏移量。
<filename:linenum> 哪个文件的哪一行。
<function> 函数名。
<filename:function> 哪个文件中的哪个函数。
<*address> 程序运行时的语句在内存中的地址。

二、搜索源代码

不仅如此, GDB 还提供了源代码搜索的命令:

forward-search <regexp>
search <regexp>
向前面搜索。

reverse-search <regexp>
全部搜索。

其中, <regexp> 就是正则表达式,也主一个字符串的匹配模式,关于正则表达式,我就不在这里讲了,还请各位查看相关资料。


三、指定源文件的路径

某些时候,用 -g 编译过后的执行程序中只是包括了源文件的名字,没有路径名。 GDB 提供了可以让你指定源文件的路径的命令,以便 GDB 进行搜索。

directory <dirname ... >
dir <dirname ... >
加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径, UNIX 下你可以使用 “ : ” , Windows 下你可以使用 “ ; ” 。
directory
清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。

show directories
显示定义了的源文件搜索路径。

四、源代码的内存

你可以使用 info line 命令来查看源代码在内存中的地址。 info line 后面可以跟 “ 行号 ” , “ 函数名 ” , “ 文件名 : 行号 ” , “ 文件名 : 函数名 ” ,这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址,如:

(gdb) info line tst.c:func
Line 5 of "tst.c" starts at address 0x8048456 <func+6> and ends at 0x804845d <func+13>.

还有一个命令( disassemble )你可以查看源程序的当前执行时的机器码,这个命令会把目前内存中的指令 dump 出来。如下面的示例表示查看函数 func 的汇编代码。

(gdb) disassemble func
Dump of assembler code for function func:
0x8048450 <func>: push %ebp
0x8048451 <func+1>: mov %esp,%ebp
0x8048453 <func+3>: sub $0x18,%esp
0x8048456 <func+6>: movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)
0x804845d <func+13>: movl $0x1,0xfffffff8(%ebp)
0x8048464 <func+20>: mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048467 <func+23>: cmp 0x8(%ebp),%eax
0x804846a <func+26>: jle 0x8048470 <func+32>
0x804846c <func+28>: jmp 0x8048480 <func+48>
0x804846e <func+30>: mov %esi,%esi
0x8048470 <func+32>: mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048473 <func+35>: add %eax,0xfffffffc(%ebp)
0x8048476 <func+38>: incl 0xfffffff8(%ebp)
0x8048479 <func+41>: jmp 0x8048464 <func+20>
0x804847b <func+43>: nop
0x804847c <func+44>: lea 0x0(%esi,1),%esi
0x8048480 <func+48>: mov 0xfffffffc(%ebp),%edx
0x8048483 <func+51>: mov %edx,%eax
0x8048485 <func+53>: jmp 0x8048487 <func+55>
0x8048487 <func+55>: mov %ebp,%esp
0x8048489 <func+57>: pop %ebp
0x804848a <func+58>: ret
End of assembler dump.

查看运行时数据

在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用 print 命令(简写命令为 p ),或是同义命令 inspect 来查看当前程序的运行数据。 print 命令的格式是:

print <expr>
print /<f> <expr>
<expr> 是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式( GDB 可以调试多种编程语言), <f> 是输出的格式,比如,如果要把表达式按 16 进制的格式输出,那么就是 /x 。


一、表达式

print 和许多 GDB 的命令一样,可以接受一个表达式, GDB 会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的 const 常量、变量、函数等内容。可惜的是 GDB 不能使用你在程序中所定义的宏。

表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于 C/C++ 是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于 C/C++ 的。(而关于用 GDB 调试其它语言的章节,我将在后面介绍)

在表达式中,有几种 GDB 所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。

@
是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。

::
指定一个在文件或是一个函数中的变量。

{<type>} <addr>
表示一个指向内存地址 <addr> 的类型为 type 的一个对象。


二、程序变量

在 GDB 中,你可以随时查看以下三种变量的值:
1 、全局变量(所有文件可见的)
2 、静态全局变量(当前文件可见的)
3 、局部变量(当前 Scope 可见的)

如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用 print 显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用 “ :: ” 操作符:

file::variable
function::variable
可以通过这种形式指定你所想查看的变量,是哪个文件中的或是哪个函数中的。例如,查看文件 f2.c 中的全局变量 x 的值:

gdb) p 'f2.c'::x

当然, “ :: ” 操作符会和 C++ 中的发生冲突, GDB 能自动识别 “ :: ” 是否 C++ 的操作符,所以你不必担心在调试 C++ 程序时会出现异常。

另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用 GDB 调试被优化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变量等,所以在 GDB 调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如, GNU 的 C/C++ 编译器 GCC ,你可以使用 “ -gstabs ” 选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器的使用说明文档。

三、数组

有时候,你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段,或是动态分配的数据的大小。你可以使用 GDB 的 “ @ ” 操作符, “ @ ” 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。例如,你的程序中有这样的语句:

int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));

于是,在 GDB 调试过程中,你可以以如下命令显示出这个动态数组的取值:

p *array@len

@ 的左边是数组的首地址的值,也就是变量 array 所指向的内容,右边则是数据的长度,其保存在变量 len 中,其输出结果,大约是下面这个样子的:

(gdb) p *array@len
$1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}

如果是静态数组的话,可以直接用 print 数组名,就可以显示数组中所有数据的内容了。


四、输出格式

一般来说, GDB 会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义 GDB 的输出的格式。例如,你想输出一个整数的十六进制,或是二进制来查看这个整型变量的中的位的情况。要做到这样,你可以使用 GDB 的数据显示格式:

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。

(gdb) p i
$21 = 101

(gdb) p/a i
$22 = 0x65

(gdb) p/c i
$23 = 101 'e'

(gdb) p/f i
$24 = 1.41531145e-43

(gdb) p/x i
$25 = 0x65

(gdb) p/t i
$26 = 1100101


五、查看内存

你可以使用 examine 命令(简写是 x )来查看内存地址中的值。 x 命令的语法如下所示:

x/<n/f/u> <addr>

n 、 f 、 u 是可选的参数。

n 是一个正整数,表示显示内存的长度,也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。
f 表示显示的格式,参见上面。如果地址所指的是字符串,那么格式可以是 s ,如果地十是指令地址,那么格式可以是 i 。
u 表示从当前地址往后请求的字节数,如果不指定的话, GDB 默认是 4 个 bytes 。 u 参数可以用下面的字符来代替, b 表示单字节, h 表示双字节, w 表示四字节, g 表示八字节。当我们指定了字节长度后, GDB 会从指内存定的内存地址开始,读写指定字节,并把其当作一个值取出来。

<addr> 表示一个内存地址。

n/f/u 三个参数可以一起使用。例如:

命令: x/3uh 0x54320 表示,从内存地址 0x54320 读取内容, h 表示以双字节为一个单位, 3 表示三个单位, u 表示按十六进制显示。


六、自动显示

你可以设置一些自动显示的变量,当程序停住时,或是在你单步跟踪时,这些变量会自动显示。相关的 GDB 命令是 display 。

display <expr>
display/<fmt> <expr>
display/<fmt> <addr>

expr 是一个表达式, fmt 表示显示的格式, addr 表示内存地址,当你用 display 设定好了一个或多个表达式后,只要你的程序被停下来, GDB 会自动显示你所设置的这些表达式的值。

格式 i 和 s 同样被 display 支持,一个非常有用的命令是:

display/i $pc

$pc 是 GDB 的环境变量,表示着指令的地址, /i 则表示输出格式为机器指令码,也就是汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很有意思的功能。

下面是一些和 display 相关的 GDB 命令:

undisplay <dnums...>
delete display <dnums...>
删除自动显示, dnums 意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个,编号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如: 2-5 )

disable display <dnums...>
enable display <dnums...>
disable 和 enalbe 不删除自动显示的设置,而只是让其失效和恢复。

info display
查看 display 设置的自动显示的信息。 GDB 会打出一张表格,向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置,其中包括,设置的编号,表达式,是否 enable 。

七、设置显示选项

GDB 中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。

set print address
set print address on
打开地址输出,当程序显示函数信息时, GDB 会显出函数的参数地址。系统默认为打开的,如:

(gdb) f
#0 set_quotes (lq=0x34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")
at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)


set print address off
关闭函数的参数地址显示,如:

(gdb) set print addr off
(gdb) f
#0 set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)

show print address
查看当前地址显示选项是否打开。

set print array
set print array on
打开数组显示,打开后当数组显示时,每个元素占一行,如果不打开的话,每个元素则以逗号分隔。这个选项默认是关闭的。与之相关的两个命令如下,我就不再多说了。

set print array off
show print array

set print elements <number-of-elements>
这个选项主要是设置数组的,如果你的数组太大了,那么就可以指定一个 <number-of-elements> 来指定数据显示的最大长度,当到达这个长度时, GDB 就不再往下显示了。如果设置为 0 ,则表示不限制。

show print elements
查看 print elements 的选项信息。

set print null-stop <on/off>
如果打开了这个选项,那么当显示字符串时,遇到结束符则停止显示。这个选项默认为 off 。

set print pretty on
如果打开 printf pretty 这个选项,那么当 GDB 显示结构体时会比较漂亮。如:

$1 = {
next = 0x0,
flags = {
sweet = 1,
sour = 1
},
meat = 0x54 "Pork"
}

set print pretty off
关闭 printf pretty 这个选项, GDB 显示结构体时会如下显示:

$1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}

show print pretty
查看 GDB 是如何显示结构体的。


set print sevenbit-strings <on/off>
设置字符显示,是否按 “ /nnn ” 的格式显示,如果打开,则字符串或字符数据按 /nnn 显示,如 “ /065 ” 。

show print sevenbit-strings
查看字符显示开关是否打开。

set print union <on/off>
设置显示结构体时,是否显式其内的联合体数据。例如有以下数据结构:

typedef enum {Tree, Bug} Species;
typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;
typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}
Bug_forms;

struct thing {
Species it;
union {
Tree_forms tree;
Bug_forms bug;
} form;
};

struct thing foo = {Tree, {Acorn}};

当打开这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:
$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}

当关闭这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:
$1 = {it = Tree, form = {...}}

show print union
查看联合体数据的显示方式

set print object <on/off>
在 C++ 中,如果一个对象指针指向其派生类,如果打开这个选项, GDB 会自动按照虚方法调用的规则显示输出,如果关闭这个选项的话, GDB 就不管虚函数表了。这个选项默认是 off 。

show print object
查看对象选项的设置。

set print static-members <on/off>
这个选项表示,当显示一个 C++ 对象中的内容是,是否显示其中的静态数据成员。默认是 on 。

show print static-members
查看静态数据成员选项设置。

set print vtbl <on/off>
当此选项打开时, GDB 将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。

show print vtbl
查看虚函数显示格式的选项。


八、历史记录

当你用 GDB 的 print 查看程序运行时的数据时,你每一个 print 都会被 GDB 记录下来。 GDB 会以 $1, $2, $3 ..... 这样的方式为你每一个 print 命令编上号。于是,你可以使用这个编号访问以前的表达式,如 $1 。这个功能所带来的好处是,如果你先前输入了一个比较长的表达式,如果你还想查看这个表达式的值,你可以使用历史记录来访问,省去了重复输入。


九、 GDB 环境变量

你可以在 GDB 的调试环境中定义自己的变量,用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个 GDB 的变量很简单只需。使用 GDB 的 set 命令。 GDB 的环境变量和 UNIX 一样,也是以 $ 起头。如:

set $foo = *object_ptr

使用环境变量时, GDB 会在你第一次使用时创建这个变量,而在以后的使用中,则直接对其賦值。环境变量没有类型,你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。

show convenience
该命令查看当前所设置的所有的环境变量。

这是一个比较强大的功能,环境变量和程序变量的交互使用,将使得程序调试更为灵活便捷。例如:

set $i = 0
print bar[$i++]->contents

于是,当你就不必, print bar[0]->contents, print bar[1]->contents 地输入命令了。输入这样的命令后,只用敲回车,重复执行上一条语句,环境变量会自动累加,从而完成逐个输出的功能。


十、查看寄存器

要查看寄存器的值,很简单,可以使用如下命令:

info registers
查看寄存器的情况。(除了浮点寄存器)

info all-registers
查看所有寄存器的情况。(包括浮点寄存器)

info registers <regname ...>
查看所指定的寄存器的情况。

寄存器中放置了程序运行时的数据,比如程序当前运行的指令地址( ip ),程序的当前堆栈地址( sp )等等。你同样可以使用 print 命令来访问寄存器的情况,只需要在寄存器名字前加一个 $ 符号就可以了。如: p $eip 。

改变程序的执行
一旦使用 GDB 挂上被调试程序,当程序运行起来后,你可以根据自己的调试思路来动态地在 GDB 中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值,这个强大的功能能够让你更好的调试你的程序,比如,你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。


一、修改变量值

修改被调试程序运行时的变量值,在 GDB 中很容易实现,使用 GDB 的 print 命令即可完成。如:

(gdb) print x=4

x=4 这个表达式是 C/C++ 的语法,意为把变量 x 的值修改为 4 ,如果你当前调试的语言是 Pascal ,那么你可以使用 Pascal 的语法: x:=4 。

在某些时候,很有可能你的变量和 GDB 中的参数冲突,如:

(gdb) whatis width
type = double
(gdb) p width
$4 = 13
(gdb) set width=47
Invalid syntax in expression.

因为, set width 是 GDB 的命令,所以,出现了 “ Invalid syntax in expression ” 的设置错误,此时,你可以使用 set var 命令来告诉 GDB , width 不是你 GDB 的参数,而是程序的变量名,如:

(gdb) set var width=47

另外,还可能有些情况, GDB 并不报告这种错误,所以保险起见,在你改变程序变量取值时,最好都使用 set var 格式的 GDB 命令。

二、跳转执行

一般来说,被调试程序会按照程序代码的运行顺序依次执行。 GDB 提供了乱序执行的功能,也就是说, GDB 可以修改程序的执行顺序,可以让程序执行随意跳跃。这个功能可以由 GDB 的 jump 命令来完:

jump <linespec>
指定下一条语句的运行点。 <linespce> 可以是文件的行号,可以是 file:line 格式,可以是 +num 这种偏移量格式。表式着下一条运行语句从哪里开始。

jump <address>
这里的 <address> 是代码行的内存地址。

注意, jump 命令不会改变当前的程序栈中的内容,所以,当你从一个函数跳到另一个函数时,当函数运行完返回时进行弹栈操作时必然会发生错误,可能结果还是非常奇怪的,甚至于产生程序 Core Dump 。所以最好是同一个函数中进行跳转。

熟悉汇编的人都知道,程序运行时,有一个寄存器用于保存当前代码所在的内存地址。所以, jump 命令也就是改变了这个寄存器中的值。于是,你可以使用 “ set $pc ” 来更改跳转执行的地址。如:

set $pc = 0x485


三、产生信号量

使用 singal 命令,可以产生一个信号量给被调试的程序。如:中断信号 Ctrl+C 。这非常方便于程序的调试,可以在程序运行的任意位置设置断点,并在该断点用 GDB 产生一个信号量,这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。

语法是: signal <singal> , UNIX 的系统信号量通常从 1 到 15 。所以 <singal> 取值也在这个范围。

single 命令和 shell 的 kill 命令不同,系统的 kill 命令发信号给被调试程序时,是由 GDB 截获的,而 single 命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。

四、强制函数返回

如果你的调试断点在某个函数中,并还有语句没有执行完。你可以使用 return 命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。

return
return <expression>
使用 return 命令取消当前函数的执行,并立即返回,如果指定了 <expression> ,那么该表达式的值会被认作函数的返回值。


五、强制调用函数

call <expr>
表达式中可以一是函数,以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值,如果函数返回值是 void ,那么就不显示。

另一个相似的命令也可以完成这一功能 —— print , print 后面可以跟表达式,所以也可以用他来调用函数, print 和 call 的不同是,如果函数返回 void , call 则不显示, print 则显示函数返回值,并把该值存入历史数据中。

在不同语言中使用 GDB
GDB 支持下列语言: C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill, assembly, 和 Modula-2 。一般说来, GDB 会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言,比如:发现文件名后缀为 “ .c ” 的, GDB 会认为是 C 程序。文件名后缀为 “ .C, .cc, .cp, .cpp, .cxx, .c++ ” 的, GDB 会认为是 C++ 程序。而后缀是 “ .f, .F ” 的, GDB 会认为是 Fortran 程序,还有,后缀为如果是 “ .s, .S ” 的会认为是汇编语言。

也就是说, GDB 会根据你所调试的程序的语言,来设置自己的语言环境,并让 GDB 的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些 GDB 命令需要用到表达式或变量时,这些表达式或变量的语法,完全是根据当前的语言环境而改变的。例如 C/C++ 中对指针的语法是 *p ,而在 Modula-2 中则是 p^ 。并且,如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的,那到在调试过程中, GDB 也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能,真是体贴开发人员的一种设计。


下面是几个相关于 GDB 语言环境的命令:

show language
查看当前的语言环境。如果 GDB 不能识为你所调试的编程语言,那么, C 语言被认为是默认的环境。

info frame
查看当前函数的程序语言。

info source
查看当前文件的程序语言。

如果 GDB 没有检测出当前的程序语言,那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用 set language 命令即可做到。

当 set language 命令后什么也不跟的话,你可以查看 GDB 所支持的语言种类:

(gdb) set language
The currently understood settings are:

local or auto Automatic setting based on source file
c Use the C language
c++ Use the C++ language
asm Use the Asm language
chill Use the Chill language
fortran Use the Fortran language
java Use the Java language
modula-2 Use the Modula-2 language
pascal Use the Pascal language
scheme Use the Scheme language

于是你可以在 set language 后跟上被列出来的程序语言名,来设置当前的语言环境。

后记

GDB 是一个强大的命令行调试工具。大家知道命令行的强大就是在于,其可以形成执行序列,形成脚本。 UNIX 下的软件全是命令行的,这给程序开发提代供了极大的便利,命令行软件的优势在于,它们可以非常容易的集成在一起,使用几个简单的已有工具的命令,就可以做出一个非常强大的功能。



linux调试工具gdb的演示分析

一)gdb的调试信息

1)gdb是一个命令行调试器,它可用于全面控制和检查运行中的程序.
2)所有程序都会对gdb发出的命令有所响应,但只有按照合适选项编译并连接的程序才能包括足够的调试信息.
3)一般我们在gcc编译时,加入-g参数,指定程序在编译的时候加入调试信息到目标文件中.

下面我们对gcc启用debug信息进行分析.首先我们来看一下在加入debug信息与不加入debug信息在生成目标二进制文件后有什么区别.

我们用下面这个有问题的小程序进行测试,源程序如下:
#include <stdio.h>
int wib(int no1, int no2)
{
int result, diff;
diff = no1 - no2;
result = no1 / diff;
return result;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int value, div, result, i, total;
value = 10;
div = 6;
total = 0;
for(i = 0; i < 10; i++)
{
result = wib(value, div);
total += result;
div++;
value--;
}
printf("%d wibed by %d equals %d\n", value, div, total);
return 0;
}

我们用gcc对它进行编译,如下:

gcc test.c -o regular

我们再次对它编译,这里指定用-g参数:
gcc test.c -o gdber -g

我们用readelf来观察他们的区别,如下:

readelf -a gdber

以下是截取内容
Section Headers:
..............
[25] .debug_aranges PROGBITS 00000000 000714 000020 00 0 0 1
[26] .debug_pubnames PROGBITS 00000000 000734 000023 00 0 0 1
[27] .debug_info PROGBITS 00000000 000757 0001e3 00 0 0 1
[28] .debug_abbrev PROGBITS 00000000 00093a 000077 00 0 0 1
[29] .debug_line PROGBITS 00000000 0009b1 000048 00 0 0 1
[30] .debug_frame PROGBITS 00000000 0009fc 000054 00 0 0 4
[31] .debug_str PROGBITS 00000000 000a50 00000d 00 0 0 1
[32] .debug_loc PROGBITS 00000000 000a5d 00006f 00 0 0
..............
注:我们看到gdber的section头中有debug信息,而这是不加-g选项的编译出的程序所没有的.


下面我们来具体查看一下debug信息,这里我们在编译时加入-save-temps,这样我们可以看到汇编文件,如下:

gcc test.c -save-temps -o regular
mv test.s regular.s
gcc test.c -save-temps -o gdber -g
mv test.s gdber.s

我们用vim的-d选项对两个文件进行比较,发现使用-g选项的汇编程序中有大量的调试标记,而这是不加-g选项的汇编程序所没有的.
vim -d gdber.s regular.s

注:下面是wib函数的比较
wib: | wib:
.LFB2: | ---------------------------------------------------------------
.file 1 "test.c" | ---------------------------------------------------------------
.loc 1 3 0 | ---------------------------------------------------------------
pushl %ebp | pushl %ebp
.LCFI0: | ---------------------------------------------------------------
movl %esp, %ebp | movl %esp, %ebp
.LCFI1: | ---------------------------------------------------------------
subl $16, %esp | subl $16, %esp
.LCFI2: | ---------------------------------------------------------------
.loc 1 5 0 | ---------------------------------------------------------------
movl 12(%ebp), %edx | movl 12(%ebp), %edx
movl 8(%ebp), %eax | movl 8(%ebp), %eax
subl %edx, %eax | subl %edx, %eax
movl %eax, -4(%ebp) | movl %eax, -4(%ebp)
.loc 1 6 0 | ---------------------------------------------------------------
movl 8(%ebp), %edx | movl 8(%ebp), %edx
movl %edx, %eax | movl %edx, %eax
sarl $31, %edx | sarl $31, %edx
idivl -4(%ebp) | idivl -4(%ebp)
movl %eax, -8(%ebp) | movl %eax, -8(%ebp)
.loc 1 7 0 | ---------------------------------------------------------------
movl -8(%ebp), %eax | movl -8(%ebp), %eax
.loc 1 8 0 | ---------------------------------------------------------------
leave | leave
ret | ret

同时,我们在readelf中看到的section信息也可以在gdber.s找到,如下:

.section .debug_abbrev,"",@progbits
.Ldebug_abbrev0:
.section .debug_info,"",@progbits
.Ldebug_info0:
.section .debug_line,"",@progbits
.Ldebug_line0:

最后我们也可以用objdump来直接查看二进制程序(以汇编语言的格式),如下:

objdump -S regular> /tmp/regular
objdump -S gdber> /tmp/gdber
注:-S可以以混合的模式输出汇编语言

我们比较一下加入调试信息的文件与没有加入调试信息的文件有什么区别.
vim -d /tmp/gdber /tmp/regular

注:这里比较的依旧是wib函数,我们看到加入调试信息后,我们除了看到汇编代码外,我们也看到了我们的C代码,这是我们可以理解的变量和符号,这就是为什么可以用gdb来跟踪和打印相关语句和变量的原因了.

08048354 <wib>: | 08048354 <wib>:
#include <stdio.h> | ---------------------------------------------------------------
int wib(int no1, int no2) | ---------------------------------------------------------------
{ | ---------------------------------------------------------------
8048354: 55 push %ebp | 8048354: 55 push %ebp
8048355: 89 e5 mov %esp,%ebp | 8048355: 89 e5 mov %esp,%ebp
8048357: 83 ec 10 sub $0x10,%esp | 8048357: 83 ec 10 sub $0x10,%esp
int result, diff; | ---------------------------------------------------------------
diff = no1 - no2; | ---------------------------------------------------------------
804835a: 8b 55 0c mov 0xc(%ebp),%edx | 804835a: 8b 55 0c mov 0xc(%ebp),%edx
804835d: 8b 45 08 mov 0x8(%ebp),%eax | 804835d: 8b 45 08 mov 0x8(%ebp),%eax
8048360: 29 d0 sub %edx,%eax | 8048360: 29 d0 sub %edx,%eax
8048362: 89 45 fc mov %eax,0xfffffffc(%| 8048362: 89 45 fc mov %eax,0xfffffffc(
result = no1 / diff; | ---------------------------------------------------------------
8048365: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx | 8048365: 8b 55 08 mov 0x8(%ebp),%edx
8048368: 89 d0 mov %edx,%eax | 8048368: 89 d0 mov %edx,%eax
804836a: c1 fa 1f sar $0x1f,%edx | 804836a: c1 fa 1f sar $0x1f,%edx
804836d: f7 7d fc idivl 0xfffffffc(%ebp) | 804836d: f7 7d fc idivl 0xfffffffc(%ebp)
8048370: 89 45 f8 mov %eax,0xfffffff8(%| 8048370: 89 45 f8 mov %eax,0xfffffff8(
return result; | ---------------------------------------------------------------
8048373: 8b 45 f8 mov 0xfffffff8(%ebp),| 8048373: 8b 45 f8 mov 0xfffffff8(%ebp)
} | ---------------------------------------------------------------
8048376: c9 leave | 8048376: c9 leave
8048377: c3 ret | 8048377: c3 ret


最后我们来说一下gcc的调试有三个级别,即g1,g2,g3,如果不指定具体的调试级别,默认情况下是g2.
g1:该级别在目标代码中插入的信息最少,它没有可执行代码和源代码相关信息,也没有足够信息可以检查局部变量.
g2:这是默认级别,该级别包括g1的所有信息,而且还添加了从源代码行到可执行代码相关的必要信息,以及局部变量的名字和位置.
g3:该级别包括级别1和级别2的所有信息,此外还加入额外的信息,包括预处理定义.
另外如果在gcc编译程序时加入-O选项优化程序,我们很有可能将无法对程序进行调试,因为优化选项会合并很多堆栈操作和变量名的调整.


二)程序断点调试法

1)gdb加载动态库函数

我们先来调试一个讨厌的小程序,程序源码如下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void *nasty(char *buf, int setlen)
{
memset(buf, 'a', setlen);
}

const int buflen = 16;

int main (int argc,char *argv[])
{
char *buf = malloc(buflen);

int len = buflen;
if (argc > 1)
len = atoi(argv[1]);
nasty(buf,len);
free(buf);

printf("buflen=%d len=%d okay\n", buflen, len);
return 0;
}


gcc -g nasty.c -o nasty
注:
程序会分配16个整型数据空间,不过它也会根据用户的输入参数来填充内存,如果输入参数超过16,那么将会导致内存溢出.
我们来执行一下这个程序,如下:
./nasty
buflen=16 len=16 okay

./nasty 100
*** glibc detected *** ./nasty: free(): invalid next size (fast): 0x08b0b008 ***
======= Backtrace: =========
/lib/libc.so.6[0xbd3f7d]
/lib/libc.so.6(cfree+0x90)[0xbd75d0]
./nasty[0x804849d]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xdc)[0xb83dec]
./nasty[0x8048391]
======= Memory map: ========
0078c000-0078d000 r-xp 0078c000 00:00 0 [vdso]
00b51000-00b6a000 r-xp 00000000 08:01 3704501 /lib/ld-2.5.so
00b6a000-00b6b000 r-xp 00018000 08:01 3704501 /lib/ld-2.5.so
00b6b000-00b6c000 rwxp 00019000 08:01 3704501 /lib/ld-2.5.so
00b6e000-00ca5000 r-xp 00000000 08:01 3704502 /lib/libc-2.5.so
00ca5000-00ca7000 r-xp 00137000 08:01 3704502 /lib/libc-2.5.so
00ca7000-00ca8000 rwxp 00139000 08:01 3704502 /lib/libc-2.5.so
00ca8000-00cab000 rwxp 00ca8000 00:00 0
00dab000-00db6000 r-xp 00000000 08:01 3704511 /lib/libgcc_s-4.1.1-20070105.so.1
00db6000-00db7000 rwxp 0000a000 08:01 3704511 /lib/libgcc_s-4.1.1-20070105.so.1
08048000-08049000 r-xp 00000000 08:01 327681 /root/nasty
08049000-0804a000 rw-p 00000000 08:01 327681 /root/nasty
08b0b000-08b2c000 rw-p 08b0b000 00:00 0
b7e00000-b7e21000 rw-p b7e00000 00:00 0
b7e21000-b7f00000 ---p b7e21000 00:00 0
b7f2a000-b7f2b000 rw-p b7f2a000 00:00 0
b7f3f000-b7f40000 rw-p b7f3f000 00:00 0
bfa68000-bfa7d000 rw-p bfa68000 00:00 0 [stack]
Aborted

我们下面用gdb来调试一下这个程序,如下:
gdb ./nasty
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) b memset //用break来设置断点为memset函数.
Function "memset" not defined.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Breakpoint 1 (memset) pending.
(gdb) run 100 //用run来指定输入参数为100,这会导致内存溢出.
Starting program: /root/nasty 100
Breakpoint 2 at 0xb66520
Pending breakpoint "memset" resolved

Breakpoint 2, 0x00b66520 in memset () from /lib/ld-linux.so.2
(gdb) cont //用cont命令从断点处继续执行,因为这不是nasty函数中的memset调用.
Continuing.

Breakpoint 2, 0x00b66520 in memset () from /lib/ld-linux.so.2
(gdb) cont //用cont命令从断点处继续执行,因为这不是nasty函数中的memset调用.
Continuing.

Breakpoint 2, 0x00b66520 in memset () from /lib/ld-linux.so.2
(gdb) cont //用cont命令从断点处继续执行,因为这不是nasty函数中的memset调用.
Continuing.
Breakpoint 2 at 0xbdb560

Breakpoint 2, 0x00bdb560 in memset () from /lib/libc.so.6
(gdb) bt //用bt命令查看堆栈信息.
#0 0x00bdb560 in memset () from /lib/libc.so.6
#1 0x08048434 in nasty (buf=0x9dee008 "", setlen=100) at nasty.c:7
#2 0x08048492 in main (argc=2, argv=0xbf822a34) at nasty.c:19
(gdb)

注:
当加载程序时,共享的标准库还没有加载,由于memset属于标准库,但是由于它还未加载,因此gdb会提示是否加载该库,同时在程序运行中,会对每个memset的调用都用断点中止.


2)gdb的条件断点设定

我们也可以用条件断点来调试,如下:
gdb ./nasty
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) b nasty if setlen > buflen //当setlen大于buflen时,在nasty函数处暂停.
Breakpoint 1 at 0x804841a: file nasty.c, line 7.
(gdb) run 100 //用run来指定输入参数为100,这会导致内存溢出.
Starting program: /root/nasty 100

Breakpoint 1, nasty (buf=0x9955008 "", setlen=100) at nasty.c:7
7 memset(buf, 'a', setlen);

可以在条件断占中包含任意地址和条件,唯一的限制是使用的变量必须同断点的地址在同一区域,像下面的条件断点将不能执行:
(gdb) b nasty if len > buflen
No symbol "len" in current context.

注:因为len不是nasty函数的局部变量,而是main函数的局部变量.


3)关于Tab键的使用技巧

下面我们讨论gdb下Tab键的小技巧,源程序如下:

namespace inconvenient {
void *annoyingFunctionName1(void *ptr){
return ptr;
};

void *annoyingFunctionName2(void *ptr){
return ptr;
};

void *annoyingFunctionName3(void *ptr){
return ptr;
};

void *annoyingFunctionName3(int x){
return (void *)x;
};
};

using namespace inconvenient;

int main (int argc, char *argv[])
{
annoyingFunctionName1(0);
annoyingFunctionName2(0);
annoyingFunctionName3(0);
annoyingFunctionName3((int) 0);
}

g++ -g cppsym.c -o cppsym

注:
这是一个c++程序,由于C++具有命令空间,重载和模板的技术,因此很难用很少的符号来设置断点.幸运的是,gdb提供了一些捷径来使调试变得更加容易.
上面的程序因为函数名比较长,而且非常相似,所以调试志来尤其困难,首先程序将它们存在命名空间并重载它们,导致输入数量增大,而我们使用自动补全命令和符号,来减少输入数量.
由于上面程序的函数都在命名空间(namespace)中,所以只输入annoy<Tab>是没有用的.我们用info function annoy来查看命名空间中的函数,如下:
gdb ./cppsym
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) info function annoy
All functions matching regular expression "annoy":

File cppsym.c:
void *inconvenient::annoyingFunctionName1(void*);
void *inconvenient::annoyingFunctionName2(void*);
void *inconvenient::annoyingFunctionName3(int);
void *inconvenient::annoyingFunctionName3(void*);

如果我们在这里想设断点为inconvenient::annoyingFunctionName3(int)要这么做:
(gdb) b 'inc<Tab>::<Tab>3(<Tab>
这样的tab键使用会快捷的找到对映的函数,上面的命用等同于下面直接的输入:
b 'inconvenient::annoyingFunctionName3(int)'
这里最后要说明的是一定要在函数前加引号,不然是无法来配匹那两个冒号的.


4)设置观察点

下面我们依然用第一个程序来设置观察点,源程序如下:
#include <stdio.h>
int wib(int no1, int no2)
{
int result, diff;
diff = no1 - no2;
result = no1 / diff;
return result;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int value, div, result, i, total;
value = 10;
div = 6;
total = 0;
for(i = 0; i < 10; i++)
{
result = wib(value, div);
total += result;
div++;
value--;
}
printf("%d wibed by %d equals %d\n", value, div, total);
return 0;
}

注:
在main函数里,如果div==value,将会出现除数为零的情况,所以我们将观察点设为div==value

gdb ./test
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) break main /*在这里设置断点为main函数*/
Breakpoint 1 at 0x8048389: file test.c, line 12.
(gdb) run /*运行程序,此时为停止在断点1,即main函数入门处*/
Starting program: /root/test
Breakpoint 1, main () at test.c:12
12 value = 10;
(gdb) watch div==value /*设定观察点,当div==value时,停止程序的运行*/
Hardware watchpoint 2: div == value
(gdb) cont /*继续运行程序*/
Continuing.
Hardware watchpoint 2: div == value

Old value = 0
New value = 1
main () at test.c:15
15 for(i = 0; i < 10; i++)
(gdb) info locals /*查看当前的变量,我们看到value和div两个变量的值都是8*/
value = 8
div = 8
result = 4
i = 1
total = 6

在这里我们对本次调试做一下说明:
1)使用观察点(watch)的理由是因为观察点使用的是寄存器,速度远快于断点.
2)若要设定观察点,就必须加载相关的变量,所以这里我们设定断点为main函数,当程序执行到main函数时,会加载相关的调试信息到寄存器,这时才可以利用watch来设置观察点div==value.

我们也可以用info watch来查看相应的断点和观察点,这里也可以看到它的命中数,如下:
info watch
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x08048389 in main at test.c:12
breakpoint already hit 1 time
2 hw watchpoint keep y div == value
breakpoint already hit 1 time
三)检查和管理数据

在gdb中有丰富的指令来检测数据,print,x,whatis,info locals可以查看变量,显示输出等.
backtrace,up,down,frame可以用来查看堆栈.

1)print
print可以显示所有格式的数据,包括字符串和数组,print允许使用修饰语法去改变输出行为,修饰语法和print之间用/来分隔.
下面是print的简单应用:
gdb ./test
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) run
Starting program: /root/test

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
6 result = no1 / diff;
(gdb) p result /*打印result变量*/
$1 = 4
(gdb) p no1
$2 = 8
(gdb) p no2
$3 = 8
(gdb) p diff
$4 = 0
(gdb) p/x no1 /*以十六进制的方式打印变量no1*/
$5 = 0x8
(gdb) p/x no2
$6 = 0x8
(gdb) p/t no2 /*以二进制的方式打印变量no2*/
$7 = 1000

print也可以调用函数,如下:
(gdb) p getpid() /*调用getpid()函数,输出当前进程的PID*/
$9 = 2857
(gdb) p kill(getpid(),0) /*调用kill()函数,发送信号0给当前进程*/
$10 = 0
(gdb) p kill(getpid(),9) /*调用kill()函数,发送信号9给当前进程,此时会杀死当前进程*/

Program terminated with signal SIGKILL, Killed.
The program no longer exists.
The program being debugged was signaled while in a function called from GDB.
GDB remains in the frame where the signal was received.
To change this behavior use "set unwindonsignal on"
Evaluation of the expression containing the function (kill) will be abandoned.


2)x
x是examine的缩写,和print命令相似,但它只针对内存地址和一些原始数据.

下面是x的一些简单应用:
gdb ./test
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) run
Starting program: /root/test

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
6 result = no1 / diff;
(gdb) x result /*打印result,此处返回错误,提示不能打印内存地址*/
0x4: Cannot access memory at address 0x4
(gdb) x &result /*打印result的值,此处返回的是result变量的值*/
0xbff62090: 0x00000004
(gdb) x &no1
0xbff620a0: 0x00000008
(gdb) x &diff
0xbff62094: 0x00000000

我们也可以用x指令的i格式在内存的任何地址分解机器代码,如下:
(gdb) x/10i main
0x8048378 <main>: lea 0x4(%esp),%ecx
0x804837c <main+4>: and $0xfffffff0,%esp
0x804837f <main+7>: pushl 0xfffffffc(%ecx)
0x8048382 <main+10>: push %ebp
0x8048383 <main+11>: mov %esp,%ebp
0x8048385 <main+13>: push %ecx
0x8048386 <main+14>: sub $0x34,%esp
0x8048389 <main+17>: movl $0xa,0xffffffe8(%ebp)
0x8048390 <main+24>: movl $0x6,0xffffffec(%ebp)
0x8048397 <main+31>: movl $0x0,0xfffffff8(%ebp)


3)whatis及locals info

whatis对于给定的符号,gdb会给出所有它知道的相关信息,如下:
(gdb) whatis result /*打印出result变量的类型,这里的result为int型*/
type = int


locals info用于显示当前堆栈页的所有本地变量,如下:
(gdb) info locals /*打印本地变量*/
result = 4
diff = 0


4)backtrace与frame

backtrace用于显示当前调用的堆栈,包括本地变量.
frame可以替代up指令和down指令,frame允许转向具体指定的页,所有的页都用数字标记,这些数字被列在backtrace指令中.

gdb ./test
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) run
Starting program: /root/test

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
6 result = no1 / diff;
(gdb) bt /*打印堆栈的信息*/
#0 0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
#1 0x080483b9 in main () at test.c:17
(gdb) frame 0 /*输出堆栈信息中的#0*/
#0 0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
6 result = no1 / diff;
(gdb) frame 1 /*输出堆栈信息中的#1*/
#1 0x080483b9 in main () at test.c:17
17 result = wib(value, div);


5)从gdb中调用函数

之前我们用print指令来调用函数,这里我们也可以用call指令来调用函数.

gdb ./test
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

(gdb) run
Starting program: /root/test

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x0804836d in wib (no1=8, no2=8) at test.c:6
6 result = no1 / diff;
(gdb) call getpid() /*调用getpid()函数,获取当前进程的PID,它默认将PID赋值给$1*/
$1 = 2930
(gdb) call kill($1,0) /*调用kill()函数,发送信号0给当前进程*/
$2 = 0



四)使用gdb连接正在运行的进程

能够将调试器附带到运行程序上是非常有用的,例如,程序运行一段时间之后进行无响应的循环或者程序突然开始做一些不应该做的事情.
将调试器附带到运行程序上必需要满足两个先决条件,首先,必需按照-g选项的形式编译进程,第二,必需确定运行进程的进程号.
下面我们展示一下gdb的这种能力,测试程序如下:
/*looper.c*/
void goaround(int);

int main(int argc,char *argv[])
{
printf("started\n");
goaround(20);
printf("done\n");
}
void goaround(int counter)
{
int i = 0;

while (i < counter){
if (i++ == 17)
i = 10;
}
}

编译:
gcc -g looper.c -o looper

运行looper程序:
./looper &
[2] 3031
started

注:这个程序永远无法跳出循环

我们用gdb加载这个程序,如下:
gdb looper 3031
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

Attaching to program: /root/looper, process 3031
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
0x080483a9 in goaround (counter=20) at looper.c:14
14 if (i++ == 17)

(gdb) display i
1: i = 18
(gdb) step
15 i = 10;
1: i = 18
(gdb) step
13 while (i < counter){
1: i = 10
(gdb) step
14 if (i++ == 17)
1: i = 10
(gdb) step
13 while (i < counter){
1: i = 11
(gdb) step
14 if (i++ == 17)
1: i = 11

我们也可以在gdb中分离进程或加载进程,如下:
gdb
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu".
(gdb) file looper /*加载looper程序*/
Reading symbols from /root/looper...done.
Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".
(gdb) attach 3041 /*加载进程(PID=3041)*/
Attaching to program: /root/looper, process 3041
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
goaround (counter=20) at looper.c:14
14 if (i++ == 17)
(gdb) step
13 while (i < counter){
(gdb) step
14 if (i++ == 17)
(gdb) step
13 while (i < counter){
(gdb) step
14 if (i++ == 17)
(gdb) detach 3041 /*分离进程(PID=3041),让进程继续执行*/
Detaching from program: /root/looper, process 3041
ptrace: Input/output error.



五)调试内核文件

在Linux系统中,崩溃的程序可以激活操作系统的函数,将程序的内容完全复制到core文件中,此时core文件里面包括当时进程的部分虚拟内存,产生core文件往往是一个信号的结果.
调试时经常遇到的内核产生的信号是:
SIGSEGV---段违例,当一个进程尝试读或写一个无效的内存地址,当尝试往一个只读页里写东西或读取一个不允许读的页时产生该信号.
SIGFPE---浮点错误,奇怪的是,这个信号通常不是浮点函数产生的,然而当一个进程尝试用整数去除0时会在x86体系结构中看到SIGFPE.
SIGABRT---异常中断,在异常中断函数和声明函数中使用.
SIGILL---非法指令.在手工汇编过程中,如果试图从用户模式使用特权指令就容易出现这个信号.
SIGBUS---总线错误,不属于是硬件错误,这个信号可能是由于不能完成页的错误结果,比如在运行时超出交换空间.

我们用下面的程序进行调试,源程序如下:
/*falldown.c*/
char **nowhere;
void setbad();

int main (int argc, char *argv[])
{
setbad();
printf("%s\n",*nowhere);
}

void setbad()
{
nowhere = 0;
*nowhere = "This is a string\n";
}

编译:
gcc falldown.c -o falldown -g
注:本程序由于向内存地址0x0写数据,导致产生段违例,这时Linux系统会发送SIGSEGV信号给程序,并将当前的堆栈信息转储到core文件.

运行程序:
./falldown
Segmentation fault (core dumped)

查看core文件,此时产生了一个core文件
ls core.*
core.2650

我们用gdb调试这个程序,如下:
gdb falldown core.2650
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".


warning: Can't read pathname for load map: Input/output error.
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
Core was generated by `./falldown'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0 0x08048394 in setbad () at falldown.c:13
13 *nowhere = "This is a string\n"; /*在执行到这行时程序出现段非法,并收到信号*/
(gdb) print nowhere /*我们打印nowhere,发现它是地址0x0*/
$1 = (char **) 0x0
(gdb) bt /*此处我们打印堆栈信息*/
#0 0x08048394 in setbad () at falldown.c:13
#1 0x0804836a in main () at falldown.c:6



六关于多线程的调试

当用gdb调试多线程的程序时,所有的线程都停止了,当单步执行代码时,gdb尝试停留在当前进程中,如果断点发生在不同的线程,promopt指令会转换线程的堆栈页面.

源程序如下:
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

int GetCpuCount()
{
return (int)sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
}

void *thread_fun()
{
int i;
while(1)
{
i = 0;
}

return NULL;
}

int main()
{
int cpu_num = 0;
cpu_num = GetCpuCount();
printf("The number of cpu is %d\n", cpu_num);

pthread_t t1;
pthread_t t2;
pthread_attr_t attr1;
pthread_attr_t attr2;

pthread_attr_init(&attr1);
pthread_attr_init(&attr2);

cpu_set_t cpu_info;
CPU_ZERO(&cpu_info);
CPU_SET(0, &cpu_info);
if (0!=pthread_attr_setaffinity_np(&attr1, sizeof(cpu_set_t), &cpu_info))
{
printf("set affinity failed");
return;
}

CPU_ZERO(&cpu_info);
CPU_SET(0, &cpu_info);
if (0!=pthread_attr_setaffinity_np(&attr2, sizeof(cpu_set_t), &cpu_info))
{
printf("set affinity failed");
}

if (0!=pthread_create(&t1, &attr1, thread_fun, NULL))
{
printf("create thread 1 error\n");
return;
}

if (0!=pthread_create(&t2, &attr2, thread_fun, NULL))
{
printf("create thread 2 error\n");
return;
}

pthread_join(t1, NULL);
pthread_join(t2, NULL);
}

编译:
gcc test.c -o test -pthread -g

注:程序会派生两个新的线程,它们会陷入死循环.

运行该程序:
./test &
[1] 2719
The number of cpu is 1

我们用gdb来加载该进程,如下:
gdb test 2719
GNU gdb Red Hat Linux (6.5-16.el5rh)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-redhat-linux-gnu"...Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".

Attaching to program: /root/test, process 2719
Reading symbols from /lib/libpthread.so.0...done.
[Thread debugging using libthread_db enabled]
[New Thread -1208904000 (LWP 2719)]
[New Thread -1219396720 (LWP 2721)]
[New Thread -1208906864 (LWP 2720)]
Loaded symbols for /lib/libpthread.so.0
Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
Loaded symbols for /lib/libc.so.6
Reading symbols from /lib/ld-linux.so.2...done.
Loaded symbols for /lib/ld-linux.so.2
0x00600402 in __kernel_vsyscall ()
(gdb) info threads /*查看当前的线程信息*/
3 Thread -1208906864 (LWP 2720) thread_fun () at test.c:17
2 Thread -1219396720 (LWP 2721) thread_fun () at test.c:17
1 Thread -1208904000 (LWP 2719) 0x00600402 in __kernel_vsyscall ()
(gdb) break thread_fun thread 3 /*设定断点在第3个线程的thread_fun函数*/
Breakpoint 1 at 0x804854e: file test.c, line 16.
(gdb) step /*单步执行,由于我们此时在线程1,也就是两个新线程的父进程*/
Single stepping until exit from function __kernel_vsyscall,
which has no line number information.
[Switching to Thread -1208904000 (LWP 2719)] /*注意我们看到此时它切换到了线程2*/
0x00ce2457 in pthread_join () from /lib/libpthread.so.0
(gdb) step /*我们再次单步执行,此时它切换到了线程3,由于我们在线程3设定了断点,以后的单步执行都在线程3上执行*/
Single stepping until exit from function pthread_join,
which has no line number information.
[Switching to Thread -1208906864 (LWP 2720)]

Breakpoint 1, thread_fun () at test.c:16
16 i = 0;
(gdb) step
17 }
(gdb) step

Breakpoint 1, thread_fun () at test.c:16
16 i = 0;


linux 下gdb的使用

/****************************************************/
用GDB调试程序
GDB概述2
使用GDB5
GDB中运行UNIX的shell程序8
在GDB中运行程序8
调试已运行的程序两种方法:9
暂停/恢复程序运行9
一、设置断点(BreakPoint)9
二、设置观察点(WatchPoint)10
三、设置捕捉点(CatchPoint)10
四、维护停止点11
五、停止条件维护12
六、为停止点设定运行命令12
七、断点菜单13
八、恢复程序运行和单步调试13
九、信号(Signals)14
十、线程(ThreadStops)15
查看栈信息16
查看源程序18
一、显示源代码18
二、搜索源代码19
三、指定源文件的路径19
四、源代码的内存20
查看运行时数据21
一、表达式21
二、程序变量21
三、数组22
四、输出格式23
五、查看内存23
六、自动显示24
七、设置显示选项25
GDB中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。25
八、历史记录27
九、GDB环境变量28
十、查看寄存器28
改变程序的执行29
一、修改变量值29
二、跳转执行29
三、产生信号量30
四、强制函数返回30
五、强制调用函数30
在不同语言中使用GDB31
后记32

GDB概述
GDB 是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。或许,各位比较喜欢那种图形界面方式的,像VC、BCB等IDE的调试,但如果你是在 UNIX平台下做软件,你会发现GDB这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。所谓“寸有所长,尺有所短”就是这个道理。

一般来说,GDB主要帮忙你完成下面四个方面的功能:

1、启动你的程序,可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。(断点可以是条件表达式)
3、当程序被停住时,可以检查此时你的程序中所发生的事。
4、动态的改变你程序的执行环境。

从上面看来,GDB和一般的调试工具没有什么两样,基本上也是完成这些功能,不过在细节上,你会发现GDB这个调试工具的强大,大家可能比较习惯了图形化的调试工具,但有时候,命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。让我们一一看来。

一个调试示例
——————

源程序:tst.c
1#include<stdio.h>
2
3intfunc(intn)
4{
5intsum=0,i;
6for(i=0;i<n;i++)
7{
8sum+=i;
9}
10returnsum;
11}
12
13
14main()
15{
16inti;
17longresult=0;
18for(i=1;i<=100;i++)
19{
20result+=i;
21}
22
23printf("result[1-100]=%d/n",result);
24printf("result[1-250]=%d/n",func(250));
25}

编译生成执行文件:(Linux下)
hchen/test>cc-gtst.c-otst

使用GDB调试:

hchen/test>gdbtst<----------启动GDB
GNUgdb5.1.1
Copyright2002FreeSoftwareFoundation,Inc.
GDBisfreesoftware,coveredbytheGNUGeneralPublicLicense,andyouare
welcometochangeitand/ordistributecopiesofitundercertainconditions.
Type"showcopying"toseetheconditions.
ThereisabsolutelynowarrantyforGDB.Type"showwarranty"fordetails.
ThisGDBwasconfiguredas"i386-suse-linux"...
(gdb)l<--------------------l命令相当于list,从第一行开始例出原码。
1#include<stdio.h>
2
3intfunc(intn)
4{
5intsum=0,i;
6for(i=0;i<n;i++)
7{
8sum+=i;
9}
10returnsum;
(gdb)<--------------------直接回车表示,重复上一次命令
11}
12
13
14main()
15{
16inti;
17longresult=0;
18for(i=1;i<=100;i++)
19{
20result+=i;
(gdb)break16<--------------------设置断点,在源程序第16行处。
Breakpoint1at0x8048496:filetst.c,line16.
(gdb)breakfunc<--------------------设置断点,在函数func()入口处。
Breakpoint2at0x8048456:filetst.c,line5.
(gdb)infobreak<--------------------查看断点信息。
NumTypeDispEnbAddressWhat
1breakpointkeepy0x08048496inmainattst.c:16
2breakpointkeepy0x08048456infuncattst.c:5
(gdb)r<---------------------运行程序,run命令简写
Startingprogram:/home/hchen/test/tst

Breakpoint1,main()attst.c:17<----------在断点处停住。
17longresult=0;
(gdb)n<---------------------单条语句执行,next命令简写。
18for(i=1;i<=100;i++)
(gdb)n
20result+=i;
(gdb)n
18for(i=1;i<=100;i++)
(gdb)n
20result+=i;
(gdb)c<---------------------继续运行程序,continue命令简写。
Continuing.
result[1-100]=5050<----------程序输出。

Breakpoint2,func(n=250)attst.c:5
5intsum=0,i;
(gdb)n
6for(i=1;i<=n;i++)
(gdb)pi<---------------------打印变量i的值,print命令简写。
$1=134513808
(gdb)n
8sum+=i;
(gdb)n
6for(i=1;i<=n;i++)
(gdb)psum
$2=1
(gdb)n
8sum+=i;
(gdb)pi
$3=2
(gdb)n
6for(i=1;i<=n;i++)
(gdb)psum
$4=3
(gdb)bt<---------------------查看函数堆栈。
#0func(n=250)attst.c:5
#10x080484e4inmain()attst.c:24
#20x400409edin__libc_start_main()from/lib/libc.so.6
(gdb)finish<---------------------退出函数。
Runtillexitfrom#0func(n=250)attst.c:5
0x080484e4inmain()attst.c:24
24printf("result[1-250]=%d/n",func(250));
valuereturnedis$6=31375
(gdb)c<---------------------继续运行。
Continuing.
result[1-250]=31375<----------程序输出。

Programexitedwithcode027.<--------程序退出,调试结束。
(gdb)q<---------------------退出gdb。
hchen/test>

好了,有了以上的感性认识,还是让我们来系统地认识一下gdb吧。
使用GDB
一般来说GDB主要调试的是C/C++的程序。要调试C/C++的程序,首先在编译时,我们必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器(cc/gcc/g++)的-g参数可以做到这一点。如:

>cc-ghello.c-ohello
>g++-ghello.cpp-ohello

如果没有-g,你将看不见程序的函数名、变量名,所代替的全是运行时的内存地址。当你用-g把调试信息加入之后,并成功编译目标代码以后,让我们来看看如何用gdb来调试他。

启动GDB的方法有以下几种:

1、gdb<program>
program也就是你的执行文件,一般在当然目录下。

2、gdb<program>core
用gdb同时调试一个运行程序和core文件,core是程序非法执行后coredump后产生的文件。

3、gdb<program><PID>
如果你的程序是一个服务程序,那么你可以指定这个服务程序运行时的进程ID。gdb会自动attach上去,并调试他。program应该在PATH环境变量中搜索得到。



GDB启动时,可以加上一些GDB的启动开关,详细的开关可以用gdb-help查看。我在下面只例举一些比较常用的参数:

-symbols<file>
-s<file>
从指定文件中读取符号表。

-sefile
从指定文件中读取符号表信息,并把他用在可执行文件中。

-core<file>
-c<file>
调试时coredump的core文件。

-directory<directory>
-d<directory>
加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中PATH所定义的路径。
启动gdb后,就你被带入gdb的调试环境中,就可以使用gdb的命令开始调试程序了,gdb的命令可以使用help命令来查看,如下所示:

/home/hchen>gdb
GNUgdb5.1.1
Copyright2002FreeSoftwareFoundation,Inc.
GDBisfreesoftware,coveredbytheGNUGeneralPublicLicense,andyouare
welcometochangeitand/ordistributecopiesofitundercertainconditions.
Type"showcopying"toseetheconditions.
ThereisabsolutelynowarrantyforGDB.Type"showwarranty"fordetails.
ThisGDBwasconfiguredas"i386-suse-linux".
(gdb)help
Listofclassesofcommands:

aliases--Aliasesofothercommands
breakpoints--Makingprogramstopatcertainpoints
data--Examiningdata
files--Specifyingandexaminingfiles
internals--Maintenancecommands
obscure--Obscurefeatures
running--Runningtheprogram
stack--Examiningthestack
status--Statusinquiries
support--Supportfacilities
tracepoints--Tracingofprogramexecutionwithoutstoppingtheprogram
user-defined--User-definedcommands

Type"help"followedbyaclassnameforalistofcommandsinthatclass.
Type"help"followedbycommandnameforfulldocumentation.
Commandnameabbreviationsareallowedifunambiguous.
(gdb)

gdb 的命令很多,gdb把之分成许多个种类。help命令只是例出gdb的命令种类,如果要看种类中的命令,可以使用help<class> 命令,如:helpbreakpoints,查看设置断点的所有命令。也可以直接help<command>来查看命令的帮助。

gdb中,输入命令时,可以不用打全命令,只用打命令的前几个字符就可以了,当然,命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令,在Linux下,你可以敲击两次TAB键来补齐命令的全称,如果有重复的,那么gdb会把其例出来。

示例一:在进入函数func时,设置一个断点。可以敲入breakfunc,或是直接就是bfunc
(gdb)bfunc
Breakpoint1at0x8048458:filehello.c,line10.

示例二:敲入b按两次TAB键,你会看到所有b打头的命令:
(gdb)b
backtracebreakbt
(gdb)

示例三:只记得函数的前缀,可以这样:
(gdb)bmake_<按TAB键>
(再按下一次TAB键,你会看到:)
make_a_section_from_filemake_environ
make_abs_sectionmake_function_type
make_blockvectormake_pointer_type
make_cleanupmake_reference_type
make_commandmake_symbol_completion_list
(gdb)bmake_
GDB把所有make开头的函数全部例出来给你查看。

示例四:调试C++的程序时,有可以函数名一样。如:
(gdb)b'bubble(M-?
bubble(double,double)bubble(int,int)
(gdb)b'bubble(
你可以查看到C++中的所有的重载函数及参数。(注:M-?和“按两次TAB键”是一个意思)

要退出gdb时,只用发quit或命令简称q就行了。
GDB中运行UNIX的shell程序
在gdb环境中,你可以执行UNIX的shell的命令,使用gdb的shell命令来完成:

shell<commandstring>
调用UNIX的shell来执行<commandstring>,环境变量SHELL中定义的UNIX的shell将会被用来执行< commandstring>,如果SHELL没有定义,那就使用UNIX的标准shell:/bin/sh。(在Windows中使用 Command.com或cmd.exe)

还有一个gdb命令是make:
make<make-args>
可以在gdb中执行make命令来重新build自己的程序。这个命令等价于“shellmake<make-args>”。
在GDB中运行程序
当以gdb<program>方式启动gdb后,gdb会在PATH路径和当前目录中搜索<program>的源文件。如要确认gdb是否读到源文件,可使用l或list命令,看看gdb是否能列出源代码。

在gdb中,运行程序使用r或是run命令。程序的运行,你有可能需要设置下面四方面的事。

1、程序运行参数。
setargs可指定运行时参数。(如:setargs1020304050)
showargs命令可以查看设置好的运行参数。

2、运行环境。
path<dir>可设定程序的运行路径。
showpaths查看程序的运行路径。
setenvironmentvarname[=value]设置环境变量。如:setenvUSER=hchen
showenvironment[varname]查看环境变量。

3、工作目录。
cd<dir>相当于shell的cd命令。
pwd显示当前的所在目录。

4、程序的输入输出。
infoterminal显示你程序用到的终端的模式。
使用重定向控制程序输出。如:run>outfile
tty命令可以指写输入输出的终端设备。如:tty/dev/ttyb


调试已运行的程序两种方法:
1、在UNIX下用ps查看正在运行的程序的PID(进程ID),然后用gdb<program>PID格式挂接正在运行的程序。
2、先用gdb<program>关联上源代码,并进行gdb,在gdb中用attach命令来挂接进程的PID。并用detach来取消挂接的进程。
暂停/恢复程序运行
调试程序中,暂停程序运行是必须的,GDB可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住,在什么条件下停住,在收到什么信号时停往等等。以便于你查看运行时的变量,以及运行时的流程。

当进程被gdb停住时,你可以使用infoprogram来查看程序的是否在运行,进程号,被暂停的原因。

在gdb 中,我们可以有以下几种暂停方式:断点(BreakPoint)、观察点(WatchPoint)、捕捉点(CatchPoint)、信号(Signals)、线程停止(ThreadStops)。如果要恢复程序运行,可以使用c或是continue命令。
一、设置断点(BreakPoint)

我们用break命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法:

break<function>
在进入指定函数时停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格式来指定函数名。

break<linenum>
在指定行号停住。

break+offset
break-offset
在当前行号的前面或后面的offset行停住。offiset为自然数。

breakfilename:linenum
在源文件filename的linenum行处停住。

breakfilename:function
在源文件filename的function函数的入口处停住。

break*address
在程序运行的内存地址处停住。

break
break命令没有参数时,表示在下一条指令处停住。

break...if<condition>
...可以是上述的参数,condition表示条件,在条件成立时停住。比如在循环境体中,可以设置breakifi=100,表示当i为100时停住程序。

查看断点时,可使用info命令,如下所示:(注:n表示断点号)
infobreakpoints[n]
infobreak[n]
二、设置观察点(WatchPoint)
观察点一般来观察某个表达式(变量也是一种表达式)的值是否有变化了,如果有变化,马上停住程序。我们有下面的几种方法来设置观察点:

watch<expr>
为表达式(变量)expr设置一个观察点。一量表达式值有变化时,马上停住程序。

rwatch<expr>
当表达式(变量)expr被读时,停住程序。

awatch<expr>
当表达式(变量)的值被读或被写时,停住程序。

infowatchpoints
列出当前所设置了的所有观察点。
三、设置捕捉点(CatchPoint)
你可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如:载入共享库(动态链接库)或是C++的异常。设置捕捉点的格式为:

catch<event>
当event发生时,停住程序。event可以是下面的内容:
1、throw一个C++抛出的异常。(throw为关键字)
2、catch一个C++捕捉到的异常。(catch为关键字)
3、exec调用系统调用exec时。(exec为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
4、fork调用系统调用fork时。(fork为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
5、vfork调用系统调用vfork时。(vfork为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
6、load或load<libname>载入共享库(动态链接库)时。(load为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
7、unload或unload<libname>卸载共享库(动态链接库)时。(unload为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)

tcatch<event>
只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。
四、维护停止点
上面说了如何设置程序的停止点,GDB中的停止点也就是上述的三类。在GDB中,如果你觉得已定义好的停止点没有用了,你可以使用delete、clear、disable、enable这几个命令来进行维护。

clear
清除所有的已定义的停止点。

clear<function>
clear<filename:function>
清除所有设置在函数上的停止点。

clear<linenum>
clear<filename:linenum>
清除所有设置在指定行上的停止点。

delete[breakpoints][range...]
删除指定的断点,breakpoints为断点号。如果不指定断点号,则表示删除所有的断点。range表示断点号的范围(如:3-7)。其简写命令为d。

比删除更好的一种方法是disable停止点,disable了的停止点,GDB不会删除,当你还需要时,enable即可,就好像回收站一样。

disable[breakpoints][range...]
disable所指定的停止点,breakpoints为停止点号。如果什么都不指定,表示disable所有的停止点。简写命令是dis.

enable[breakpoints][range...]
enable所指定的停止点,breakpoints为停止点号。

enable[breakpoints]oncerange...
enable所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被GDB自动disable。
enable[breakpoints]deleterange...
enable所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被GDB自动删除。
五、停止条件维护
前面在说到设置断点时,我们提到过可以设置一个条件,当条件成立时,程序自动停止,这是一个非常强大的功能,这里,我想专门说说这个条件的相关维护命令。一般来说,为断点设置一个条件,我们使用if关键词,后面跟其断点条件。并且,条件设置好后,我们可以用condition命令来修改断点的条件。(只有 break和watch命令支持if,catch目前暂不支持if)

condition<bnum><expression>
修改断点号为bnum的停止条件为expression。

condition<bnum>
清除断点号为bnum的停止条件。


还有一个比较特殊的维护命令ignore,你可以指定程序运行时,忽略停止条件几次。

ignore<bnum><count>
表示忽略断点号为bnum的停止条件count次。
六、为停止点设定运行命令
我们可以使用GDB提供的command命令来设置停止点的运行命令。也就是说,当运行的程序在被停止住时,我们可以让其自动运行一些别的命令,这很有利行自动化调试。对基于GDB的自动化调试是一个强大的支持。

commands[bnum]
...command-list...
end

为断点号bnum指写一个命令列表。当程序被该断点停住时,gdb会依次运行命令列表中的命令。

例如:

breakfooifx>0
commands
printf"xis%d/n",x
continue
end
断点设置在函数foo中,断点条件是x>0,如果程序被断住后,也就是,一旦x的值在foo函数中大于0,GDB会自动打印出x的值,并继续运行程序。

如果你要清除断点上的命令序列,那么只要简单的执行一下commands命令,并直接在打个end就行了。
七、断点菜单
在C ++中,可能会重复出现同一个名字的函数若干次(函数重载),在这种情况下,break<function>不能告诉GDB要停在哪个函数的入口。当然,你可以使用break<function(type)>也就是把函数的参数类型告诉GDB,以指定一个函数。否则的话, GDB会给你列出一个断点菜单供你选择你所需要的断点。你只要输入你菜单列表中的编号就可以了。如:

(gdb)bString::after
[0]cancel
[1]all
[2]file:String.cc;linenumber:867
[3]file:String.cc;linenumber:860
[4]file:String.cc;linenumber:875
[5]file:String.cc;linenumber:853
[6]file:String.cc;linenumber:846
[7]file:String.cc;linenumber:735
>246
Breakpoint1at0xb26c:fileString.cc,line867.
Breakpoint2at0xb344:fileString.cc,line875.
Breakpoint3at0xafcc:fileString.cc,line846.
Multiplebreakpointswereset.
Usethe"delete"commandtodeleteunwanted
breakpoints.
(gdb)

可见,GDB列出了所有after的重载函数,你可以选一下列表编号就行了。0表示放弃设置断点,1表示所有函数都设置断点。
八、恢复程序运行和单步调试
当程序被停住了,你可以用continue命令恢复程序的运行直到程序结束,或下一个断点到来。也可以使用step或next命令单步跟踪程序。

continue[ignore-count]
c[ignore-count]
fg[ignore-count]
恢复程序运行,直到程序结束,或是下一个断点到来。ignore-count表示忽略其后的断点次数。continue,c,fg三个命令都是一样的意思。


step<count>
单步跟踪,如果有函数调用,他会进入该函数。进入函数的前提是,此函数被编译有debug信息。很像VC等工具中的stepin。后面可以加count也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的count条指令,然后再停住。

next<count>
同样单步跟踪,如果有函数调用,他不会进入该函数。很像VC等工具中的stepover。后面可以加count也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的count条指令,然后再停住。

setstep-mode
setstep-modeon
打开step-mode模式,于是,在进行单步跟踪时,程序不会因为没有debug信息而不停住。这个参数有很利于查看机器码。

setstep-modoff
关闭step-mode模式。

finish
运行程序,直到当前函数完成返回。并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息。

until或u
当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时,这个命令可以运行程序直到退出循环体。

stepi或si
nexti或ni
单步跟踪一条机器指令!一条程序代码有可能由数条机器指令完成,stepi和nexti可以单步执行机器指令。与之一样有相同功能的命令是 “display/i$pc”,当运行完这个命令后,单步跟踪会在打出程序代码的同时打出机器指令(也就是汇编代码)
九、信号(Signals)
信号是一种软中断,是一种处理异步事件的方法。一般来说,操作系统都支持许多信号。尤其是UNIX,比较重要应用程序一般都会处理信号。UNIX定义了许多信号,比如SIGINT表示中断字符信号,也就是Ctrl+C的信号,SIGBUS表示硬件故障的信号;SIGCHLD表示子进程状态改变信号; SIGKILL表示终止程序运行的信号,等等。信号量编程是UNIX下非常重要的一种技术。

GDB有能力在你调试程序的时候处理任何一种信号,你可以告诉GDB需要处理哪一种信号。你可以要求GDB收到你所指定的信号时,马上停住正在运行的程序,以供你进行调试。你可以用GDB的handle命令来完成这一功能。

handle<signal><keywords...>
在GDB 中定义一个信号处理。信号<signal>可以以SIG开头或不以SIG开头,可以用定义一个要处理信号的范围(如:SIGIO- SIGKILL,表示处理从SIGIO信号到SIGKILL的信号,其中包括SIGIO,SIGIOT,SIGKILL三个信号),也可以使用关键字 all来标明要处理所有的信号。一旦被调试的程序接收到信号,运行程序马上会被GDB停住,以供调试。其<keywords>可以是以下几种关键字的一个或多个。

nostop
当被调试的程序收到信号时,GDB不会停住程序的运行,但会打出消息告诉你收到这种信号。
stop
当被调试的程序收到信号时,GDB会停住你的程序。
print
当被调试的程序收到信号时,GDB会显示出一条信息。
noprint
当被调试的程序收到信号时,GDB不会告诉你收到信号的信息。
pass
noignore
当被调试的程序收到信号时,GDB不处理信号。这表示,GDB会把这个信号交给被调试程序会处理。
nopass
ignore
当被调试的程序收到信号时,GDB不会让被调试程序来处理这个信号。

infosignals
infohandle
查看有哪些信号在被GDB检测中。
十、线程(ThreadStops)
如果你程序是多线程的话,你可以定义你的断点是否在所有的线程上,或是在某个特定的线程。GDB很容易帮你完成这一工作。

break<linespec>thread<threadno>
break<linespec>thread<threadno>if...
linespec 指定了断点设置在的源程序的行号。threadno指定了线程的ID,注意,这个ID是GDB分配的,你可以通过“infothreads”命令来查看正在运行程序中的线程信息。如果你不指定thread<threadno>则表示你的断点设在所有线程上面。你还可以为某线程指定断点条件。如:

(gdb)breakfrik.c:13thread28ifbartab>lim

当你的程序被GDB停住时,所有的运行线程都会被停住。这方便你你查看运行程序的总体情况。而在你恢复程序运行时,所有的线程也会被恢复运行。那怕是主进程在被单步调试时。
查看栈信息
当程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的。当你的程序调用了一个函数,函数的地址,函数参数,函数内的局部变量都会被压入“栈”(Stack)中。你可以用GDB命令来查看当前的栈中的信息。

下面是一些查看函数调用栈信息的GDB命令:

backtrace
bt
打印当前的函数调用栈的所有信息。如:

(gdb)bt
#0func(n=250)attst.c:6
#10x08048524inmain(argc=1,argv=0xbffff674)attst.c:30
#20x400409edin__libc_start_main()from/lib/libc.so.6

从上可以看出函数的调用栈信息:__libc_start_main-->main()-->func()


backtrace<n>
bt<n>
n是一个正整数,表示只打印栈顶上n层的栈信息。

backtrace<-n>
bt<-n>
-n表一个负整数,表示只打印栈底下n层的栈信息。

如果你要查看某一层的信息,你需要在切换当前的栈,一般来说,程序停止时,最顶层的栈就是当前栈,如果你要查看栈下面层的详细信息,首先要做的是切换当前栈。

frame<n>
f<n>
n是一个从0开始的整数,是栈中的层编号。比如:frame0,表示栈顶,frame1,表示栈的第二层。

up<n>
表示向栈的上面移动n层,可以不打n,表示向上移动一层。

down<n>
表示向栈的下面移动n层,可以不打n,表示向下移动一层。

上面的命令,都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令:

select-frame<n>对应于frame命令。
up-silently<n>对应于up命令。
down-silently<n>对应于down命令。


查看当前栈层的信息,你可以用以下GDB命令:

frame或f
会打印出这些信息:栈的层编号,当前的函数名,函数参数值,函数所在文件及行号,函数执行到的语句。

infoframe
infof
这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息,只不过,大多数都是运行时的内内地址。比如:函数地址,调用函数的地址,被调用函数的地址,目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。如:
(gdb)infof
Stacklevel0,frameat0xbffff5d4:
eip=0x804845dinfunc(tst.c:6);savedeip0x8048524
calledbyframeat0xbffff60c
sourcelanguagec.
Arglistat0xbffff5d4,args:n=250
Localsat0xbffff5d4,Previousframe'sspis0x0
Savedregisters:
ebpat0xbffff5d4,eipat0xbffff5d8

infoargs
打印出当前函数的参数名及其值。

infolocals
打印出当前函数中所有局部变量及其值。

infocatch
打印出当前的函数中的异常处理信息。
查看源程序
一、显示源代码
GDB 可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加上-g的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序了。当程序停下来以后, GDB会报告程序停在了那个文件的第几行上。你可以用list命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码的GDB命令吧。

list<linenum>
显示程序第linenum行的周围的源程序。

list<function>
显示函数名为function的函数的源程序。

list
显示当前行后面的源程序。

list-
显示当前行前面的源程序。

一般是打印当前行的上5行和下5行,如果显示函数是是上2行下8行,默认是10行,当然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设置一次显示源程序的行数。

setlistsize<count>
设置一次显示源代码的行数。

showlistsize
查看当前listsize的设置。


list命令还有下面的用法:

list<first>,<last>
显示从first行到last行之间的源代码。

list,<last>
显示从当前行到last行之间的源代码。

list+
往后显示源代码。


一般来说在list后面可以跟以下这们的参数:

<linenum>行号。
<+offset>当前行号的正偏移量。
<-offset>当前行号的负偏移量。
<filename:linenum>哪个文件的哪一行。
<function>函数名。
<filename:function>哪个文件中的哪个函数。
<*address>程序运行时的语句在内存中的地址。
二、搜索源代码
不仅如此,GDB还提供了源代码搜索的命令:

forward-search<regexp>
search<regexp>
向前面搜索。

reverse-search<regexp>
全部搜索。

其中,<regexp>就是正则表达式,也主一个字符串的匹配模式,关于正则表达式,我就不在这里讲了,还请各位查看相关资料。
三、指定源文件的路径
某些时候,用-g编译过后的执行程序中只是包括了源文件的名字,没有路径名。GDB提供了可以让你指定源文件的路径的命令,以便GDB进行搜索。

directory<dirname...>
dir<dirname...>
加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径,UNIX下你可以使用“:”,Windows下你可以使用“;”。
directory
清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。

showdirectories
显示定义了的源文件搜索路径。

四、源代码的内存
你可以使用infoline命令来查看源代码在内存中的地址。infoline后面可以跟“行号”,“函数名”,“文件名:行号”,“文件名:函数名”,这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址,如:

(gdb)infolinetst.c:func
Line5of"tst.c"startsataddress0x8048456<func+6>andendsat0x804845d<func+13>.

还有一个命令(disassemble)你可以查看源程序的当前执行时的机器码,这个命令会把目前内存中的指令dump出来。如下面的示例表示查看函数func的汇编代码。

(gdb)disassemblefunc
Dumpofassemblercodeforfunctionfunc:
0x8048450<func>:push%ebp
0x8048451<func+1>:mov%esp,%ebp
0x8048453<func+3>:sub$0x18,%esp
0x8048456<func+6>:movl$0x0,0xfffffffc(%ebp)
0x804845d<func+13>:movl$0x1,0xfffffff8(%ebp)
0x8048464<func+20>:mov0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048467<func+23>:cmp0x8(%ebp),%eax
0x804846a<func+26>:jle0x8048470<func+32>
0x804846c<func+28>:jmp0x8048480<func+48>
0x804846e<func+30>:mov%esi,%esi
0x8048470<func+32>:mov0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048473<func+35>:add%eax,0xfffffffc(%ebp)
0x8048476<func+38>:incl0xfffffff8(%ebp)
0x8048479<func+41>:jmp0x8048464<func+20>
0x804847b<func+43>:nop
0x804847c<func+44>:lea0x0(%esi,1),%esi
0x8048480<func+48>:mov0xfffffffc(%ebp),%edx
0x8048483<func+51>:mov%edx,%eax
0x8048485<func+53>:jmp0x8048487<func+55>
0x8048487<func+55>:mov%ebp,%esp
0x8048489<func+57>:pop%ebp
0x804848a<func+58>:ret
Endofassemblerdump.


查看运行时数据
在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用print命令(简写命令为p),或是同义命令inspect来查看当前程序的运行数据。print命令的格式是:

print<expr>
print/<f><expr>
<expr>是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式(GDB可以调试多种编程语言),<f>是输出的格式,比如,如果要把表达式按16进制的格式输出,那么就是/x。

一、表达式
print和许多GDB的命令一样,可以接受一个表达式,GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。

表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于C/C++是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于C/C++的。(而关于用GDB调试其它语言的章节,我将在后面介绍)

在表达式中,有几种GDB所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。

@
是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。

::
指定一个在文件或是一个函数中的变量。

{<type>}<addr>
表示一个指向内存地址<addr>的类型为type的一个对象。

二、程序变量
在GDB中,你可以随时查看以下三种变量的值:
1、全局变量(所有文件可见的)
2、静态全局变量(当前文件可见的)
3、局部变量(当前Scope可见的)

如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用print显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用“::”操作符:

file::variable
function::variable
可以通过这种形式指定你所想查看的变量,是哪个文件中的或是哪个函数中的。例如,查看文件f2.c中的全局变量x的值:

gdb)p'f2.c'::x

当然,“::”操作符会和C++中的发生冲突,GDB能自动识别“::”是否C++的操作符,所以你不必担心在调试C++程序时会出现异常。

另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用GDB调试被优化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变量等,所以在GDB调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如,GNU的 C/C++编译器GCC,你可以使用“-gstabs”选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器的使用说明文档。
三、数组
有时候,你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段,或是动态分配的数据的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”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。例如,你的程序中有这样的语句:

int*array=(int*)malloc(len*sizeof(int));

于是,在GDB调试过程中,你可以以如下命令显示出这个动态数组的取值:

p*array@len

@的左边是数组的首地址的值,也就是变量array所指向的内容,右边则是数据的长度,其保存在变量len中,其输出结果,大约是下面这个样子的:

(gdb)p*array@len
$1={2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,40}

如果是静态数组的话,可以直接用print数组名,就可以显示数组中所有数据的内容了。


四、输出格式
一般来说,GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式。例如,你想输出一个整数的十六进制,或是二进制来查看这个整型变量的中的位的情况。要做到这样,你可以使用GDB的数据显示格式:

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。

(gdb)pi
$21=101

(gdb)p/ai
$22=0x65

(gdb)p/ci
$23=101'e'

(gdb)p/fi
$24=1.41531145e-43

(gdb)p/xi
$25=0x65

(gdb)p/ti
$26=1100101
五、查看内存
你可以使用examine命令(简写是x)来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示:

x/<n/f/u><addr>

n、f、u是可选的参数。

n是一个正整数,表示显示内存的长度,也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。
f表示显示的格式,参见上面。如果地址所指的是字符串,那么格式可以是s,如果地十是指令地址,那么格式可以是i。
u 表示从当前地址往后请求的字节数,如果不指定的话,GDB默认是4个bytes。u参数可以用下面的字符来代替,b表示单字节,h表示双字节,w表示四字节,g表示八字节。当我们指定了字节长度后,GDB会从指内存定的内存地址开始,读写指定字节,并把其当作一个值取出来。

<addr>表示一个内存地址。

n/f/u三个参数可以一起使用。例如:

命令:x/3uh0x54320表示,从内存地址0x54320读取内容,h表示以双字节为一个单位,3表示三个单位,u表示按十六进制显示。
六、自动显示
你可以设置一些自动显示的变量,当程序停住时,或是在你单步跟踪时,这些变量会自动显示。相关的GDB命令是display。

display<expr>
display/<fmt><expr>
display/<fmt><addr>

expr是一个表达式,fmt表示显示的格式,addr表示内存地址,当你用display设定好了一个或多个表达式后,只要你的程序被停下来,GDB会自动显示你所设置的这些表达式的值。

格式i和s同样被display支持,一个非常有用的命令是:

display/i$pc

$pc是GDB的环境变量,表示着指令的地址,/i则表示输出格式为机器指令码,也就是汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很有意思的功能。

下面是一些和display相关的GDB命令:

undisplay<dnums...>
deletedisplay<dnums...>
删除自动显示,dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个,编号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如:2-5)

disabledisplay<dnums...>
enabledisplay<dnums...>
disable和enalbe不删除自动显示的设置,而只是让其失效和恢复。
infodisplay
查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格,向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置,其中包括,设置的编号,表达式,是否enable。
七、设置显示选项
GDB中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。

setprintaddress
setprintaddresson
打开地址输出,当程序显示函数信息时,GDB会显出函数的参数地址。系统默认为打开的,如:

(gdb)f
#0set_quotes(lq=0x34c78"<<",rq=0x34c88">>")
atinput.c:530
530if(lquote!=def_lquote)

setprintaddressoff
关闭函数的参数地址显示,如:

(gdb)setprintaddroff
(gdb)f
#0set_quotes(lq="<<",rq=">>")atinput.c:530
530if(lquote!=def_lquote)

showprintaddress
查看当前地址显示选项是否打开。

setprintarray
setprintarrayon
打开数组显示,打开后当数组显示时,每个元素占一行,如果不打开的话,每个元素则以逗号分隔。这个选项默认是关闭的。与之相关的两个命令如下,我就不再多说了。

setprintarrayoff
showprintarray

setprintelements<number-of-elements>
这个选项主要是设置数组的,如果你的数组太大了,那么就可以指定一个<number-of-elements>来指定数据显示的最大长度,当到达这个长度时,GDB就不再往下显示了。如果设置为0,则表示不限制。

showprintelements
查看printelements的选项信息。
setprintnull-stop<on/off>
如果打开了这个选项,那么当显示字符串时,遇到结束符则停止显示。这个选项默认为off。

setprintprettyon
如果打开printfpretty这个选项,那么当GDB显示结构体时会比较漂亮。如:

$1={
next=0x0,
flags={
sweet=1,
sour=1
},
meat=0x54"Pork"
}

setprintprettyoff
关闭printfpretty这个选项,GDB显示结构体时会如下显示:

$1={next=0x0,flags={sweet=1,sour=1},meat=0x54"Pork"}

showprintpretty
查看GDB是如何显示结构体的。


setprintsevenbit-strings<on/off>
设置字符显示,是否按“/nnn”的格式显示,如果打开,则字符串或字符数据按/nnn显示,如“/065”。

showprintsevenbit-strings
查看字符显示开关是否打开。

setprintunion<on/off>
设置显示结构体时,是否显式其内的联合体数据。例如有以下数据结构:

typedefenum{Tree,Bug}Species;
typedefenum{Big_tree,Acorn,Seedling}Tree_forms;
typedefenum{Caterpillar,Cocoon,Butterfly}
Bug_forms;

structthing{
Speciesit;
union{
Tree_formstree;
Bug_formsbug;
}form;
};

structthingfoo={Tree,{Acorn}};

当打开这个开关时,执行pfoo命令后,会如下显示:
$1={it=Tree,form={tree=Acorn,bug=Cocoon}}

当关闭这个开关时,执行pfoo命令后,会如下显示:
$1={it=Tree,form={...}}

showprintunion
查看联合体数据的显示方式

setprintobject<on/off>
在C++中,如果一个对象指针指向其派生类,如果打开这个选项,GDB会自动按照虚方法调用的规则显示输出,如果关闭这个选项的话,GDB就不管虚函数表了。这个选项默认是off。

showprintobject
查看对象选项的设置。

setprintstatic-members<on/off>
这个选项表示,当显示一个C++对象中的内容是,是否显示其中的静态数据成员。默认是on。

showprintstatic-members
查看静态数据成员选项设置。

setprintvtbl<on/off>
当此选项打开时,GDB将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。

showprintvtbl
查看虚函数显示格式的选项。
八、历史记录
当你用GDB的print查看程序运行时的数据时,你每一个print都会被GDB记录下来。GDB会以$1,$2,$3.....这样的方式为你每一个print命令编上号。于是,你可以使用这个编号访问以前的表达式,如$1。这个功能所带来的好处是,如果你先前输入了一个比较长的表达式,如果你还想查看这个表达式的值,你可以使用历史记录来访问,省去了重复输入。


九、GDB环境变量
你可以在GDB的调试环境中定义自己的变量,用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个GDB的变量很简单只需。使用GDB的set命令。GDB的环境变量和UNIX一样,也是以$起头。如:

set$foo=*object_ptr

使用环境变量时,GDB会在你第一次使用时创建这个变量,而在以后的使用中,则直接对其賦值。环境变量没有类型,你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。

showconvenience
该命令查看当前所设置的所有的环境变量。

这是一个比较强大的功能,环境变量和程序变量的交互使用,将使得程序调试更为灵活便捷。例如:

set$i=0
printbar[$i++]->contents

于是,当你就不必,printbar[0]->contents,printbar[1]-> contents地输入命令了。输入这样的命令后,只用敲回车,重复执行上一条语句,环境变量会自动累加,从而完成逐个输出的功能。
十、查看寄存器
要查看寄存器的值,很简单,可以使用如下命令:

inforegisters
查看寄存器的情况。(除了浮点寄存器)

infoall-registers
查看所有寄存器的情况。(包括浮点寄存器)

inforegisters<regname...>
查看所指定的寄存器的情况。

寄存器中放置了程序运行时的数据,比如程序当前运行的指令地址(ip),程序的当前堆栈地址(sp)等等。你同样可以使用print命令来访问寄存器的情况,只需要在寄存器名字前加一个$符号就可以了。如:p$eip。



改变程序的执行
一旦使用GDB挂上被调试程序,当程序运行起来后,你可以根据自己的调试思路来动态地在GDB中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值,这个强大的功能能够让你更好的调试你的程序,比如,你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。
一、修改变量值
修改被调试程序运行时的变量值,在GDB中很容易实现,使用GDB的print命令即可完成。如:

(gdb)printx=4

x=4这个表达式是C/C++的语法,意为把变量x的值修改为4,如果你当前调试的语言是Pascal,那么你可以使用Pascal的语法:x:=4。

在某些时候,很有可能你的变量和GDB中的参数冲突,如:

(gdb)whatiswidth
type=double
(gdb)pwidth
$4=13
(gdb)setwidth=47
Invalidsyntaxinexpression.

因为,setwidth是GDB的命令,所以,出现了“Invalidsyntaxin expression”的设置错误,此时,你可以使用setvar命令来告诉GDB,width不是你GDB的参数,而是程序的变量名,如:

(gdb)setvarwidth=47

另外,还可能有些情况,GDB并不报告这种错误,所以保险起见,在你改变程序变量取值时,最好都使用setvar格式的GDB命令。
二、跳转执行
一般来说,被调试程序会按照程序代码的运行顺序依次执行。GDB提供了乱序执行的功能,也就是说,GDB可以修改程序的执行顺序,可以让程序执行随意跳跃。这个功能可以由GDB的jump命令来完:

jump<linespec>
指定下一条语句的运行点。<linespce>可以是文件的行号,可以是file:line格式,可以是+num这种偏移量格式。表式着下一条运行语句从哪里开始。

jump<address>
这里的<address>是代码行的内存地址。

注意,jump命令不会改变当前的程序栈中的内容,所以,当你从一个函数跳到另一个函数时,当函数运行完返回时进行弹栈操作时必然会发生错误,可能结果还是非常奇怪的,甚至于产生程序CoreDump。所以最好是同一个函数中进行跳转。

熟悉汇编的人都知道,程序运行时,有一个寄存器用于保存当前代码所在的内存地址。所以,jump命令也就是改变了这个寄存器中的值。于是,你可以使用“set$pc”来更改跳转执行的地址。如:

set$pc=0x485
三、产生信号量
使用singal命令,可以产生一个信号量给被调试的程序。如:中断信号Ctrl+C。这非常方便于程序的调试,可以在程序运行的任意位置设置断点,并在该断点用GDB产生一个信号量,这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。

语法是:signal<singal>,UNIX的系统信号量通常从1到15。所以<singal>取值也在这个范围。

single命令和shell的kill命令不同,系统的kill命令发信号给被调试程序时,是由GDB截获的,而single命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。
四、强制函数返回
如果你的调试断点在某个函数中,并还有语句没有执行完。你可以使用return命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。

return
return<expression>
使用return命令取消当前函数的执行,并立即返回,如果指定了<expression>,那么该表达式的值会被认作函数的返回值。
五、强制调用函数
call<expr>
表达式中可以一是函数,以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值,如果函数返回值是void,那么就不显示。
另一个相似的命令也可以完成这一功能——print,print后面可以跟表达式,所以也可以用他来调用函数,print和call的不同是,如果函数返回void,call则不显示,print则显示函数返回值,并把该值存入历史数据中。
在不同语言中使用GDB
GDB 支持下列语言:C,C++,Fortran,PASCAL,Java,Chill,assembly,和Modula-2。一般说来, GDB会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言,比如:发现文件名后缀为“.c”的,GDB会认为是C程序。文件名后缀为“.C,.cc,.cp, .cpp,.cxx,.c++”的,GDB会认为是C++程序。而后缀是“.f,.F”的,GDB会认为是Fortran程序,还有,后缀为如果是“.s,.S”的会认为是汇编语言。

也就是说,GDB会根据你所调试的程序的语言,来设置自己的语言环境,并让GDB的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些GDB命令需要用到表达式或变量时,这些表达式或变量的语法,完全是根据当前的语言环境而改变的。例如C/C++中对指针的语法是*p,而在Modula-2中则是p^。并且,如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的,那到在调试过程中,GDB也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能,真是体贴开发人员的一种设计。


下面是几个相关于GDB语言环境的命令:

showlanguage
查看当前的语言环境。如果GDB不能识为你所调试的编程语言,那么,C语言被认为是默认的环境。

infoframe
查看当前函数的程序语言。

infosource
查看当前文件的程序语言。

如果GDB没有检测出当前的程序语言,那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用setlanguage命令即可做到。

当setlanguage命令后什么也不跟的话,你可以查看GDB所支持的语言种类:

(gdb)setlanguage
Thecurrentlyunderstoodsettingsare:

localorautoAutomaticsettingbasedonsourcefile
cUsetheClanguage
c++UsetheC++language
asmUsetheAsmlanguage
chillUsetheChilllanguage
fortranUsetheFortranlanguage
javaUsetheJavalanguage
modula-2UsetheModula-2language
pascalUsethePascallanguage
schemeUsetheSchemelanguage

于是你可以在setlanguage后跟上被列出来的程序语言名,来设置当前的语言环境。

分享到:
评论

相关推荐

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics