GDB调试知识总结
目录
1 GDB简介
2 使用GDB调试程序前提
3 GDB调试程序三种方式
3.1 gdb filename 调试目标程序
3.2 gdb attach pid 附加进程
3.3 gdb filename corename 调试core文件
3.3.1 自定义生成的core文件名
4 GDB调试策略
4.1 GDB运行选项
4.2 GDB输出格式
4.2.1 p 输出格式 p/x value
4.2.2 x 输出格式 检查内存
4.3 GDB调试指令
4.4 设置GDB调试断点
4.5 GDB调试信号程序
4.6 GDB调试多线程
4.7 GDB调试多进程
4.8 可自定义GDB调试命令
5 GDB中显示程序源码调试
5.1 GDB TUI模式，GDB自带，无需安装
6 知识扩展
1 GDB简介
GDB（GNU Debugger）是类 Unix（如 Linux）操作系统下的一款开源的 C/C++ 程序调试器。Linux平台下C/C++程序都是使用GDB调试，注：gcc、g++和gdb都需要额外安装.GDB调试器支持C，C ++，Fortran，Java，Chill，汇编语言和Modula-2。GDB提供gdbserver以支持远程调试。
部分应用不能使用断点调试，因为中断调试影响程序结果，只能使用跟踪点技术，但跟踪点只适用远端目标机。
GDB调试器提供覆盖技术支持程序太大无法载入目标系统内存的应用。
2 使用GDB调试程序前提
编译时使用-g选项使编译后的可执行文件保留调试符号信息。调试符号信息包括但不局限与可以调试代码、调用堆栈、变量名和函数名。但调试信息不包含代码，若需要在运行环境看到代码，需要连同代码打包。
可以使用strip命令移除程序中调试信息，不带调试信息可以减少程序体积和提高程序执行效率。
调试程序，加上-g选项并建议关闭编译器优化。O0到O4，默认O0不优化；符号文件显示的调试变量等能与源代码对应起来。
Debug、Release模式和GCC选项没有严格对应关系。一般情况下，Debug模式使用GCC的-g -O0开启调试和不优化选项，Release模式使用GCC的-O2 -s -DNDEBUG开启优化和移除调试信息选项。
GCC默认情况下使用-O0不优化作为默认值，-O等于-O1，-Os打开除增加代码大小优化外所有O2的优化。
3 GDB调试程序三种方式
3.1 gdb filename 调试目标程序
gdb filename 调试程序，使用run（r)命令启动程序；
3.2 gdb attach pid 附加进程
gdb attach pid将GDB调试器附加到正在运行的进程。调试器暂停下来，可以添加断点或continue；调试结束后，detach使程序和调试器分离，continue继续，退出GDB即可。
gdb program 1234或gdb -p 1234
3.3 gdb filename corename 调试core文件
Linux默认不开启生成core文件，使用ulimit -c查看。使用ulimit -c unlimited开启，但只能当前会话有效。希望永久有效，将ulimit -c unlimited加入到/etc/profile文件最后一行，再让配置文件生效。默认生成的core文件名为core.
3.3.1 自定义生成的core文件名
默认core文件名core，但可通过修改/proc/sys/kernel/core_uses_pid文件内容控制是否添加pid作为扩展，内容1表示扩展.
/proc/sys/kernel/core_pattern文件可控制core文件生成位置和文件名。
通过echo "/corefile/core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern 修改文件内容。生成的core文件将存储在/corefile目录下。
注：用户必须对core文件目录具有写权限，否则因权限不足无法生成core文件.
以下为支持的参数配置:
| 参数名称 | 参数含义（中文） |
|---|---|
| %p | 添加 pid 到 core 文件名中。主进程号，即包含main函数进程 |
| %t | 添加 core 文件生成时间（UNIX）到 core 文件名中 |
| %e | 添加程序名到 core 文件名中 |
| %u | 添加当前 uid 到 core 文件名中 |
| %g | 添加当前 gid 到 core 文件名中 |
| %s | 添加导致产生 core 的信号到 core 文件名中 |
| %h | 添加主机名到 core 文件名中 |
4 GDB调试策略
4.1 GDB运行选项
| GDB运行选项 | 含义 |
| gdb --help | GDB帮助文档 |
| gdb -silent | GDB不打印版本和介绍信息 |
| gdb -d directory | 指定gdb的源码搜索路径 |
| path directory | 将directory添加到path.path值存储可执行文件搜索路径列表 |
| show paths | 显示path值.path值存储可执行文件搜索路径列表 |
| cd directory | 设置GDB工作目录 |
| pwd | 输出GDB工作目录 |
| run > outfile | 改变程序输出位置。默认输出到终端，info terminal可查看 |
| show directories | 显示源码查询路径。源码路径默认包含cdir、cwd。可通过directory dirname或dir dirname加入path到搜索路径 |
| signal signal | 向程序发送信号signal |
| TAB | 补全命令 |
使用gdb attach时，查找可执行程序和源代码先后顺序：1）当前工作目录，2）源文件搜索目录。gdb attach时，运行run，将杀死进程；不执行detach，直接quit，默认detach，不会杀死进程。
4.2 GDB输出格式
4.2.1 p 输出格式 p/x value
| 命令 | 含义 |
| x | 以十六进制输出 |
| d | unsigned int 输出 |
| o | 八进制输出 |
| t | 二进制输出 |
| a | 作为地址输出 |
| c | 作为字符输出 |
| f | 浮点型输出 |
注：动态数组输出方式，int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int)); p *array@len；vector直接p v
4.2.2 x 输出格式 检查内存
| 命令 | 含义 |
| x addr | 输出addr内存 |
| x/nfu addr | n重复几次，f显示格式,u字节单元.b bytes,h two bytes,w four bytes.g eight bytes. |
4.3 GDB调试指令
| 命令名称 | 命令缩写 | 命令说明 |
|---|---|---|
| run | r | 运行一个程序 |
| continue | c | 让暂停的程序继续运行 |
| next | n | 单步运行，遇到函数直接跳过 |
| step | s | 单步步入遇到函数进入 |
| until | u | 运行到指定行停下来.u 84 |
| finish | fi | 结束当前调用函数，到上一层函数调用处.执行整个函数 |
| return | return | 结束当前调用函数并返回指定值，到上一层函数调用处.立即结束，后面代码不执行 |
| p | 打印变量或寄存器值。p &server.port 来输出 server.port 的地址值；p this 显示当前对象的地址，p *this 来列出当前对象的各个成员变量值；p func() 命令输出该变量的执行结果，可以使用 p strerror(errno) 将这个错误码对应的文字信息打印出来；print也可修改变量值p server.port=6060，修改之后的值对程序后续运行产生影响 print打印较长变量，例如字符串和数组，输出不全。使用set print element 0设置，可全部输出 |
|
| backtrace | bt | 查看当前线程的调用堆栈 |
| frame | f | 切换到当前调用线程的指定堆栈，具体堆栈通过堆栈序号指定 |
| thread | thread | 切换到指定线程 |
| break | b | 添加断点 |
| watch | watch | 监视某一个变量或内存地址的值是否发生变化.监视值变化时，断点命中.监视变量失效后，观察点也失效 |
| list | l | 显示源码.list + 行数，list - 行数.用于向前向后查看源码 list function:以function为中心打印源码 list first,last:打印first到last行 list filename:number:打印文件中number行前后的源码 list number:打印文件number前后的源码 |
| info | info | 查看断点 / 线程等信息 info program:可查看进程状态、停止位置及原因； info line linespec:显示程序映射的地址； info address symbol:依据符号名显示地址； info symbol addr:依据地址显示符号名 |
| ptype | ptype | 查看变量类型，也可查看复合数据类型的成员名 |
| disassemble | dis | 查看汇编代码.set disassembly-flavor intel设置汇编显示格式 |
| jump | j | 将当前程序执行流跳转到指定行或地址.慎用 |
| tbreak | tb | 添加临时断点.触发后删除 |
| delete | del | 删除断点.如果后面不跟随断点编号，表示删除所有断点.delete 3 5 |
| enable | enable | 启用某个断点.如果后面不跟随断点编号，表示启动所有断点 |
| disable | disable | 禁用某个断点.如果后面不跟随断点编号，表示禁用所有断点 |
| display | display监视变量和内存，每次中断触发自动输出变量或内存的值。info display查看当前自动添加哪些值，使用delete display清除自动输出的变量。使用delete display编号删除某个自动输出的变量 | |
| set args | 设置程序启动命令行参数.set args 1 2，多个命令行参数，空格.若参数包含空格，使用引号包裹 使用set args不加参数清除已设置的参数 |
|
| show args | 查看设置的命令行参数 |
info thread查看程序所有进程/线程.星号*表示GDB作用于线程.可通过bt查看调用堆栈看是否存在main判断主进程.bt查看当前线程调用堆栈.
info args查看当前函数的参数值.指针类型参数，输出变量地址，使用*解引用输出对象值
help info 查看info帮助手册
因代码中经常使用条件编译方式，生成的可执行程序不一定包含条件代码，导致源码与gdb调试代码不匹配。所以建议以gdb list命令的代码行号为准。
可以使用make命令对makefile文件进行编译:make CFLAGS="-g -O0" -j 4.
gcc编译器，使用CFLAGS选项；g++编译器，使用CXXFLAGS选项。-j表示使用4个进程同时编译，加快编译速度.
whatis expr:显示expr的数据类型
4.4 设置GDB调试断点
1.break functionname：在函数名上加断点;
2.break lineNo：在行号上加断点；
3.break filename:lineNo:在文件的lineNo行号上加断点;
4.break filename:functionname:在文件的functionname上加断点;
5.break lineNo if condition:条件断点
6.condition 断点编号 condition：普通断点加条件
7.break *address:在没有调试信息或源码，只有地址时很有用
8.break linespec thread threadno 指定线程上设置断点
9.break linespec thread threadno if ... 可以在指定线程上设置断点GDB显示字符串或字符数组时，如果数值连续重复n次，GDB将以''{0 \
常用函数调用方式_cdecl(c语言默认)和_stdcall，c++非静态成员函数的调用方式_thiscall.
catchpoint 断点用于c++抛出异常和加载库,catch xxx.catchpoint只能捕获指定的事件。可通过help catch查看
watchpoint：只要表达式的值发送变化就停止调试。观察点的实现有可能以软件或硬件实现，取决于系统。系统尽可能使用硬件断点，无法设置硬件观察点，才会设置软件观察点
4.5 GDB调试信号程序
默认情况下，调试程序信号触发时，信号会被GDB接收.可通过以下方式解决
1.GDB手动使用signal函数发送信息.signal SIGINT
2.GDB命令中输入handle SIGINT nostop print改变GDB信号处理设置，通知GDB收到SIGINT不停止并将信号传递给目标程序注：存在断点失效情况，换种断点设置方式
4.6 GDB调试多线程
多线程下调试会出现运行过程错乱，这是由于线程切换导致.可以使用set scheduler-locking on 开启锁定当前线程，禁止线程切换；set sheduler-locking off关闭选项.
4.7 GDB调试多进程
GDB调试器默认情况下调试父进程
1.调试父进程，等子进程fork出来后，使用gdb attach到子进程中，但需要开启一个session窗口调试。
2.进程fork出子进程时，通过set follow-fork mode设置调试父进程还是子进程.
set follow-fork child调试子进程，set follow-fork parent调试父进程.show follow-fork mode查看当前值.4.8 可自定义GDB调试命令
5 GDB中显示程序源码调试
5.1 GDB TUI模式，GDB自带，无需安装
1.gdbtui -q 可执行文件名
2.进入gdb调试页面，快捷键Ctrl+X+A显示GDB TUIGDB TUI模式提供多个窗口模式，command(cmd),source(src),assembly(asm),register(reg).
使用layout+窗口类型切换窗口，例如layout asm，可以使用help layout查看手册；help winheight查看修改窗口大小手册；当GDB TUI 窗口放大或缩小后，内容不会刷新适应新窗口，通过space 空格键强行刷新；通过focus next切换焦点，help focus查看手册.
6 知识扩展
《Debugging with GDB：The The gnu Source-Level Debugger》 书籍介绍了GDB 调试知识，pdf版本已保存在百度云盘中.