gdb调试多进程与多线程

一，gdb的基础知识

1>介绍： gdb是Linux环境下的代码调试工具。
2>使用：需要在源代码生成的时候加上 -g 选项.
3>开始使用： gdb binFile
4>退出：ctrl + d 或 quit
5>调试过程中的常用命令：

   list／l 行号：显示binFile源代码，接着上次的位置往下列，每次列10行。
   list／l 函数名：列出某个函数的源代码。
   r或run：运行程序。
   s或step：进入函数调用
   breaktrace（bt)：查看各级函数调用及参数
   info（i) locals：查看当前栈帧局部变量的值
   info break ：查看断点信息。
   finish：执行到当前函数返回，然后挺下来等待命令
   print(p)：打印表达式的值，通过表达式可以修改变量的值或者调用函数
   set var：修改变量的值
   quit：退出gdb
   break(b) 行号：在某一行设置断点
   break 函数名：在某个函数开头设置断点
   continue(或c)：从当前位置开始连续而非单步执行程序
   run(或r)：从开始连续而非单步执行程序
   delete breakpoints：删除所有断点
   delete breakpoints n：删除序号为n的断点
   disable breakpoints：禁用断点
   enable breakpoints：启用断点
   info(或i) breakpoints：参看当前设置了哪些断点
   display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值
   undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪
   until X行号：跳至X行
   p 变量：打印变量值
   n 或 next：单条执行

二，使用gdb调试多进程

1 ,调试代码

  1 /**************************************
  2 *文件说明:process.c
  3 *作者:段晓雪
  4 *创建时间:2017年06月10日 星期六 10时59分14秒
  5 *开发环境:Kali Linux/g++ v6.3.0
  6 ****************************************/
  7 
  8 #include
  8 #include
  9 #include
 10 #include
 11 #include
 12 
 13 int main()
 14 {
 15     pid_t pid = fork();//创建子进程
 16 
 17     if(pid == -1)
 18     {
 19         perror("fork error");
 20         return -1;
 21     }
 22     else if(pid == 0)//child
 23     {
 24         printf("i am a child:my pid is %d,my father is %d\n",getpid(),getppid());
 25     }
 26     else//father
 27     {
 28         printf("i am a father:my pid is %d\n",getpid());
 29         wait(NULL);//等待子进程
 30     }
 31 
 32     return 0;
 33 
 34 }

2，默认设置下，在调试多进程程序时GDB只会调试主进程。但是GDB（>V7.0）支持多进程的分别以及同时调试，换句话说，GDB可以同时调试多个程序。只需要设置follow-fork-mode(默认值：parent)和detach-on-fork（默认值：on）即可。

follow-fork-mode detach-on-fork 说明：

parent                   on               只调试主进程（GDB默认）
child                    on               只调试子进程
parent                   off              同时调试两个进程，gdb跟主进程，子进程block在fork位置
child                    off              同时调试两个进程，gdb跟子进程，主进程block在fork位置

1>进入gdb调试模式：

2>查看系统默认的follow-fork-mode 和 detach-on-fork：

show follow-fork-mode
show detach-on-fork

3>设置follow-fork-mode 和 detach-on-fork：

set follow-fork-mode [parent|child]   
set detach-on-fork [on|off]

4>用l/list命令查看源代码（按enter翻页），分别在子进程和父进程相应位置下断点：

下断点：

5>运行程序,查询正在调试的进程：
显示GDB调试的所有inferior，GDB会为他们分配ID。其中带有*的进程是正在调试的inferior。（ GDB将每一个被调试程序的执行状态记录在一个名为inferior的结构中。一般情况下一个inferior对应一个进程，每个不同的inferior有不同的地址空间。inferior有时候会在进程没有启动的时候就存在。）

run
info inferiors

6> 切换调试的进程：

 inferior <infer number>

7>其他

(1)add-inferior [-copies n] [-exec executable]

添加新的调试进程,可以用file executable来分配给inferior可执行文件。增加n个inferior并执行程序为executable。如果不指定n只增加一个inferior。如果不指定executable，则执行程序留空，增加后可使用file命令重新指定执行程序。这时候创建的inferior其关联的进程并没启动。

(2)remove-inferiors infno

删除一个infno号的inferior。如果inferior正在运行，则不能删除，所以删除前需要先kill或者detach这个inferior。

(3)clone-inferior [-copies n] [infno]

复制n个编号是infno的inferior。如果不指定n的话，就只复制一个inferior。如果不指定infno，则就复制正在调试的inferior。

 (4)detach inferior

detach掉编号是infno的inferior。注意这个inferior还存在，可以再次用run命令执行它。

(5)kill inferior infno: 

kill掉infno号inferior。注意这个inferior仍然存在，可以再次用run等命令执行它。

(6)set schedule-multiple on|off

设为off:只有当前inferior会执行。
设为on：全部是执行状态的inferior都会执行。
这个选项类似于多线程调试里的set .

(7)scheduler-locking

注意:如果scheduler-locking是指为on，即使schedule-multiple设置为on，也只有当前进程的当前线程会执行。
show schedule-multiple： 查看schedule-multiple的状态。

(8)set follow-exec-mode new|same

设置same:当发生exec的时候，在执行exec的inferior上控制子进程。
设置为new:新建一个inferior给执行起来的子进程。而父进程的inferior仍然保留，当前保留的inferior的程序状态是没有执行。

show follow-exec-mode

查看follow-exec-mode设置的模式。

(9)set print inferior-events on|off

用来打开和关闭inferior状态的提示信息。

show print inferior-events

查看print inferior-events设置的状态。

(10)maint info program-spaces

用来显示当前GDB一共管理了多少地址空间。

三，gdb 调试多线程

1，多线程程序举例

  1 /**************************************
  2 *文件说明:thread.c
  3 *作者:段晓雪
  4 *创建时间:2017年06月10日 星期六 15时24分05秒
  5 *开发环境:Kali Linux/g++ v6.3.0
  6 ****************************************/
  7 
  8 #include
  9 #include
 10 
 11 void* thread1(void* arg)
 12 {
 13     printf("i am thread1,my tid is %u\n",pthread_self());
 14     return NULL;
 15 }
 16 
 17 void* thread2(void* arg)
 18 {
 19     printf("i am thread2,my tid is %u\n",pthread_self());
 20     return NULL;
 21 }
 22 
 23 int main()
 24 {
 25     pthread_t tid1,tid2;
 26     pthread_create(&tid1,NULL,thread1,NULL);//创建线程1
 27     pthread_create(&tid2,NULL,thread2,NULL);//创建线程2
 28 
 29     pthread_join(tid1,NULL);//等待线程1
 30     pthread_join(tid2,NULL);//等待线程2 
 31 
 32     return 0;
 33 }

以上代码中，主线程main创建了两个子线程分别是thread1和thread2,所以线程的总数为3个。

2，使用gdb对多线程程序进行调试
在多线程编程时，当我们需要调试时，有时需要控制某些线程停在断点，有些线程继续执行。有时需要控制线程的运行顺序。有时需要中断某个线程，切换到其他线程。这些都可以通过gdb实现。
GDB默认支持调试多线程，跟主线程，子线程block在create thread。

gdb调试多线程常用命令：

(1)info threads

显示可以调试的所有线程。gdb会为每个线程分配一个ID（和tid不同），编号一般从1开始。后面的ID是指这个ID。

1>在主线程处打断点

由于断点在第25行，线程1和线程2还没创建，所以可以调试的只有一个主线程。

2>在线程1中打断点

断点设置在线程1中，显示可以调试的线程有3个，正在运行的为线程1.

3>在线程2中打断点

断点设置在19行（线程2中），由于线程1已经运行完毕，所以可以调试的线程只有两个，正在运行的为线程2。

(2)thread ID

切换当前调试的线程为指定ID的线程。

(3)其他
break FileName.cpp:LinuNum thread all:
所有线程都在文件FileName.cpp的第LineNum行有断点。

thread apply ID1 ID2 IDN command:
让线程编号是ID1，ID2…等等的线程都执行command命令。

thread apply all command：所有线程都执行command命令。

set scheduler-locking off|on|step：
在调式某一个线程时，其他线程是否执行。在使用step或continue命令调试当前被调试线程的时候，其他线程也是同时执行的，如果我们只想要被调试的线程执行，而其他线程停止等待，那就要锁定要调试的线程，只让他运行。

off:不锁定任何线程，默认值。
on:锁定其他线程，只有当前线程执行。

step:在step（单步）时，只有被调试线程运行。

set non-stop on/off:
当调式一个线程时，其他线程是否运行。

set pagination on/off:
在使用backtrace时，在分页时是否停止。

set target-async on/ff:
同步和异步。同步，gdb在输出提示符之前等待程序报告一些线程已经终止的信息。而异步的则是直接返回。

show scheduler-locking：
查看当前锁定线程的模式