GDB调试入门

之前都没怎么系统地用过gdb debug功能,再复习一下,做个笔记。

网上找的教程,原网址

测试程序

#include <stdio.h>

int func(int n)
{
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++)
        sum += i;
    return sum;
}

int main()
{
    int result = 0;
    for (int i = 0; i < 100; i++)
        result += i;
    printf("0-100: %d\n", result);
    printf("0-250: %d\n", func(250));
    int  *p = NULL;
    printf("%d\n",*p); //core dump
    return 0;
}

编译程序

在使用gcc等编译器编译的时候,需要加上-g参数,表示用于调试。-Wall可以显示所有warning

gcc -g -Wall -o test test.c 

启动gdb

启动GDB的方法有以下几种:

gdb <program>
program也就是你的执行文件,一般在当前目录下。
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。
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。

ubuntu生成core文件的方法

通过ulimit命令进行查看、设置core文件大小

#查看
ulimit -a
#设置core file size
ulimit -c 1024

gdb参数

在启动gdb时,可以设置参数,具体可通过gdb -help查看。常用的如下

-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。

进入gdb环境后,可以通过help命令获取帮助。可以通过help breakpoints类似命令获得进一步的帮助。支持tab补全。

gdb中运行shell程序

shell ifconfig

也可以执行make,重新编译生成

make <args>

快速入门

打断点

#main 函数设置断点
b main 
break main
#源文件第十行设置断点
b 10
#以地址作为断点
b * 0x4004f4

执行程序

r
run

打印变量值

在调试的过程中查看变量的值

p <var>
print <var>
p filename:global var

单步调试

一次只往下执行一个语句

n
next

打印源代码

l
list 

继续执行程序

在到达断点后,恢复程序运行

c
continue

退出

q
quit

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

设置断点

设置断点(Break Points)
我们用break命令来设置断点。下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]

设置观察点

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。

设置捕捉点(CatchPoint)

你可设置捕捉点来捕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:

throw 一个C++抛出的异常。(throw为关键字)
catch 一个C++捕捉到的异常。(catch为关键字)
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)
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)
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)
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)
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,当程序停住以後,该点被自动删除。

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。

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。
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。

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。
这个参数很有利于查看机器码。
set step-mode 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。
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