使用GDB(二)：调试程序常用命令

GDB官网参考

一、GDB配置文件

当gdb启动时，会读取HOME目录和当前目录下的的配置文件，执行里面的命令。配置文件名通常为.gdbinit，一些常用配置如下所示：

# 打印STL容器中的内容
python
import sys
sys.path.insert(0, "/home/xmj/project/gcc-trunk/libstdc++-v3/python")
from libstdcxx.v6.printers import register_libstdcxx_printers
register_libstdcxx_printers (None)
end

# 保存历史命令
set history filename ~/.gdb_history
set history save on

# 退出时不显示提示信息
set confirm off

# 按照派生类型打印对象
set print object on

# 打印数组的索引下标
set print array-indexes on

# 每行打印一个结构体成员
set print pretty on

gdb支持的脚本文件分为两种：一种是只包含gdb自身命令的脚本，例如.gdbinit文件，当gdb在启动时，就会执行.gdbinit文件中的命令；此外，gdb还支持其它一些语言写的脚本文件（比如python）。

gdb用set script-extension命令来决定按何种格式来解析脚本文件。它可以取3个值：

• off：所有的脚本文件都解析成gdb的命令脚本；
• soft：根据脚本文件扩展名决定如何解析脚本。如果gdb支持解析这种脚本语言（比如python），就按这种语言解析，否则就按命令脚本解析；
• strict：根据脚本文件扩展名决定如何解析脚本。如果gdb支持解析这种脚本语言（比如python），就按这种语言解析，否则不解析；

写一个脚本文件（gdb.py），但内容是一个gdb命令，不是真正的python脚本。用途是退出gdb时不提示：

# gdb.py
set confirm off

然后在gdb中按顺序执行以下命令：

# 查看script-extension的值，默认值是soft
show script-extension

# 因为soft会按照pyhton语言解析gdb.py文件，但是这个文件实质上是一个gdb命令脚本，所以解析会出错
set script-extension off

# 正确解析gdb.py文件，配置生效
source gdb.py

二、启动程序/挂载进程

• gdb [-tui] [execut_file] [| tee log_file]，启动gdb
  -tui选项，启动可以直接将屏幕分成两个部分，上面显示源代码；
  tee命令可以将gdb调试时显示的所有信息输出到指定的文件中。
• gdb attach pid，调试正在运行的进程

  // 查找所有正在运行的进程，筛选出名字中带有luarocks的，在筛选结果中剔除名字中带有auto的
  // 找出筛选结果的第二列，作为gdb attach 后面跟的参数
  gdb attach `ps -ef | grep "luarocks" | grep -v "auto" | awk '{print $2}'`
  

• run，简写r：运行被调试的程序。如果此前没有下过断点，则执行完整个程序；如果有断点，则程序暂停在第一个可用断点处
• start，开始调试,停在第一行代码处
• gdb -args ./a.out arg1 arg2 ...，启动时设置被调试程序的参数
  set args ，修改发送给程序的参数(run后面跟的参数)

  ## 也可以采用以下方式设置被调试程序的参数
  gdb ./a.out
  set args arg1 arg2 ...
  ## 还可以
  gdb ./a.out
  start arg1 arg2 ...
  

三、改变变量和控制流程

• set var ，修改指定变量的值

  # assignment的语法跟随调试语言本身(= 、:=)
  set var i = 10
  
  # 也可以只用set，但可能会存在变量名(i)与gdb参数冲突的情况(print、args)
  # 所以最好还是用set var
  set i=10
  

• set ，修改该指定寄存器中的值，如set $pc = 100、set $r1 = 0
• set [*|*(type*)|{type}]address = value，修改指定地址处的值，如给存储地址在address，变量类型为type的变量赋值

  # 根据地址修改字符串的值
  (gdb) p &p1
    $1 = (char (*)[4]) 0x80477a4
  (gdb) set {char [4]} 0x80477a4 = "Ace"
  
  # 根据地址修改变量的值，有三种方式可选择
  (gdb) p &i
    $2 = (int *) 0x8047a54
  (gdb) set *0x8047a54 = 8
  (gdb) set *(int *)0x8047a54 = 8
  (gdb) set {int}0x8047a54 = 8
  

• 使用修改指定地址处的值，修改二进制文件中的指令，永久生效。

  # 缺省情况下，gdb是以只读方式加载程序的。可以通过以下命令行选项指定为可写
  gdb -write ./a.out
  # 或者
  (gdb) set write on
  (gdb) file ./a.out
  
  # 将函数fun-name的每一行源码与其汇编指令和指令的具体值对应显示
  disassemble /mr fun-name
  
  # 修改二进制代码（注意大小端和指令长度）
  # 如将0x0000000120000760处的指令改为：andi	$r0,$r0,0x0
  set *0x0000000120000760=0x03400000
  set variable *(int*)0x0000000120000760=0x03400000
  set {int}0x0000000120000760=0x03400000
  

• next，简写n：执行一行源程序代码，此行代码中的函数调用也一并执行，(gdb) n，(gdb) n line-number
• step，简写s：执行一行源程序代码，如果此行代码中有函数调用，则进入该函数，(gdb) s，(gdb) s line-number
  没带调试信息的函数无法step进入（如系统库函数），但执行set step-mode on即可。
• continue，简写c：继续执行被调试程序，直至下一个断点或程序结束，(gdb) c，(gdb) c line-number
• until [line-number]，简写u [line-number]：可以指定程序运行到某一行停下来，如当前程序停在第10行，使用(gdb) u 23，则快速执行完中间代码，在23行停下来
• finish，执行完当前函数的所有语句，然后正常退出该函数
• return [expression]，立即结束当前正在执行的函数，不再执行函数的后面语句，并返回，expression是函数返回的值

四、打印表达式(变量)信息

• print[/f|等] [var|ptr|addr]，简写p[/f|等] [var]：显示指定变量的值，(gdb) p [var]，(gdb) p [&var]，(gdb) p [ptr]，(gdb) p [*ptr]，(gdb) p/x [var]，参考自print打印。
  其中f 表示显示方式, 可取如下值：
  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
  s 按字符串格式显示变量
  打印数组前n个元素p *arr@n，打印数组下标从m开始的n个元素p arr[m]@n

• set print ，以指定的格式显示输出变量的值，在查看表达式(变量)信息时使用
  set print address [on|off]，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
  set print array [on|off]，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
  set print elements [num|unlimited]，指定数组显示的最大长度，，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
  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 union [on|off]，设置显示结构体时，是否显式其内的联合体数据。
  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
  set print pretty [on|off]，控制结构体输出格式，打开则会以如下形式显示：

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

• x /nfu ，查看指定内存中存放的值，addr是个地址之，也可以用p *addr，但是一次只能查看一个字节，没有x好用
  1)n 表示要显示的内存单元的个数
  2)f同上面print指令中的f作用一样
  3)u表示一个地址单元的长度，可取如下值：
  b表示单字节
  h表示双字节
  w表示四字节
  g表示八字节

• display [var]，设置想要跟踪的变量，自动显示
  display/[n]i $pc，每次回到gdb命令行时，显示当前要执行的汇编指令，n为显示条数
  info display，简写i display：显示所有跟踪变量
  undisplay [varnum|varnum1-varnum2]，取消禁用指定编号/范围的变量跟踪显示，(gdb) undisplay 1
disable display [varnum|varnum1-varnum2]，禁用指定编号/范围的变量跟踪显示，(gdb) disable display 2-4
enable display [varnum|varnum1-varnum2]，启用指定编号/范围的变量跟踪显示
  delete display [varnum|varnum1-varnum2]，删除指定编号/范围的变量跟踪显示

• whatis [var]和ptype [var]，显示一个变量的类型

五、永久/条件/一次/自动断点操作

• break，简写b：
  b，在下一条命令处停止运行
  b [函数名]，在某个函数的开始处设置断点，(gdb) b main
b [行号]，在当前文件的指定行，(gdb) b 10
b [文件名:函数名/行号]，指定文件的指定行
  b [*address]，在程序运行的内存地址处打断点
  以上任意b命令 [if ]，cond为true时，指定位置打断点，(gdb) b 10 if i==12

• rbreak [REGEX|FILE:REGEX].，REGEX是正则表达式，程序中函数的函数名只要满足REGEX条件，rbreak命令就会其内部的开头位置打断点。如在所有函数上面打断点(gdb) rbreak .，在main.c文件中的所有函数上面打断电(gdb) rbreak main.c:.

• tbreak，简写tb，临时断点，只生效一次，如(gdb) tb main.c:10

• watch，一般来观察某个表达式(变量也是表达式)或内存地址的值是否发生了变化，如果发生变化则程序立即暂停，自动断点
  watch [exp|*addr]，为exp设置一个观察点，如果其值变化，程序暂停，(gdb) watch a，(gdb) watch *(int *) 0xffffff318c
rwatch [exp|*addr]，exp被读时，程序暂停
  awatch [exp|*addr]，exp的值被读或被写时，程序暂停
  info watchpoints，列出当前所设置的所有观察点

• ignore N COUNT，让N断点执行COUNT后停下，也就是前COUNT - 1次该断点不会起效

  (gdb) b lj_BC_JLOOP 
  Breakpoint 3 at 0x12003b020
  (gdb) ignore 3 316
  Will ignore next 316 crossings of breakpoint 3.
  

• info breakpoints，简写i b：查看所有断点信息

• disable [break-num]，禁用某一个断点

• enable [break-num]，启用某一个断点

• delete [break-num]，简写d [break-num]：删除某一个断点

• save breakpoints [file-name]，将设置的断点保存下来，等需要时（退出gdb再进入也ok），使用命令source [file-name]批量设置被保存的断点，保存和使用的[file-name]一致既可

六、查看源码及其编译后的相关信息

• list命令，简写l
l，显示当前行后面的代码
  l [-]，继当前显示向前再显示10行
  l [行号]，显示10行，指定行号处于中间位置
  l [fun-name]，显示指定函数名的上下文
• backtrace，简写bt：查看当前程序的调用堆栈
  info frame，简写i f：查看当前栈帧信息
  frame [num]，简写f [num]：切换到其他堆栈处，通常与bt一起使用，(gdb) f 2。也可以用up [num]和down [num]向上或向下选择函数堆栈帧，其中n是层数
• show args，查看发送给程序的参数(run后面跟的参数)
• info registers，简写i r：查看除了浮点寄存器以外的寄存器
  info register [reg-name]，简写i r [reg-name]：查看指定寄存器reg-name
info all-registers，简写: 查看所有的寄存器包括浮点寄存器
  p $reg-name，可以查看寄存器的值
• info break，简写i b：查看所有断点信息
• info functions 查看所有的函数
• info watchpoints，查看当前设置的所有观察点
• info signals info handle，查看有哪些信号正在被gdb检测
• info line [currLineNum]，查看源代码在内存中的地址
• info threads，查看线程信息，只会输出线程的简短信息，通常只是一层栈

  (gdb) info threads
    Id   Target Id                                  Frame 
  * 1    Thread 0xfff7c3ce70 (LWP 26956) "sysbench" main (argc=2, argv=0xffffff33b8) at sysbench.c:1405
  

• info source，查看当前所在的源代码文件信息，文件名称，程序语言等
• info files，查看当前可执行文件的一些信息，如程序入口地址、各个段的内存布局等
• info frame，查看当前函数栈的一些详细信息

  (gdb) info frame
  Stack level 0, frame at 0xffffff2d40:
   pc = 0xaaaab00e4c in sb_histogram_print (sb_histogram.c:321); saved pc = 0xaaaab85948
   called by frame at 0xffffff2d40
   source language c.
   Arglist at 0xffffff2d40, args: h=0xaaaae46020
   Locals at 0xffffff2d40, Previous frame's sp is 0xffffff2d40
   Saved registers:
    gp at 0xffffff2d28, s8 at 0xffffff2d30, ra at 0xffffff2d38, pc at 0xffffff2d38
  

七、反汇编相关

• b *fun-name，在函数的第一条汇编指令打断点
• 自动反汇编后面要执行的代码
  set disassemble-next-line auto，当前代码没有源码（没有调试信息）时，自动反汇编执行到的每一行代码
  set disassemble-next-line on，不管是否有源码，都自动反汇编执行到的每一行代码
  set disassemble-next-line off，关闭自动反汇编功能
• display /[n]i $pc，显示当前要执行的汇编指令，n为显示条数
• disassemble [/r] fun-name，查看函数fun-name的反汇编代码
  /r参数，以16进制显示每条汇编指令的值，下面指令都可以使用
  disassemble /m fun-name，将函数的每一行源码与其汇编指令对应显示
  disassemble addr：将addr所在函数的指令全部反汇编
  disassemble addr1, addr2：反汇编[addr1, addr2)处的指令，常与info line [currLineNum]配合使用

八、多进程与多线程

调试多进程常用命令。

• set follow-fork-mode [child|parent]，设置调试哪个进程
  child，调试子进程
  parent，调试父进程
• set detach-on-fork [off|on]，GDB在fork之后是否断开（detach）某个进程的调试
  off，同时调试父进程和子进程
  on，只调试父进程
• set schedule-multiple on，让父子进程都同时运行
• info inferiors，查看所有进程信息
• inferiors ，切换到指定进程

调试多线程。用gdb调试多线程程序时，一旦程序断住，所有的线程都处于暂停状态。此时当你调试其中一个线程时（比如执行“step”，“next”命令），所有的线程都会同时执行。

• set print thread-events off，当有线程产生和退出时，就不会打印提示信息

• show scheduler-locking， 查看控制其他线程执行的设置

• set scheduler-locking [off|on|step]
on，表示调试线程执行时，其余线程锁定，阻塞等待
  off，表示不锁定其他线程，也是默认值
  step，表示在step（单步）调试时，只有当前线程运行，其它线程不会执行，但是用其它命令（比如"next"）调试线程时，其它线程也许会执行

• info threads，查看所有线程的信息

• thread ，切换到指定线程

• break thread ，在line行为指定tid的线程打断点

• break thread all，在line行为所有的线程打断点

• thread apply ，让tid线程执行gdb_cmd命令

九、其它常用命令

• Enter键，复制上一条命令

• help [cmd]，指定命令帮助提示，(gdb) help list

• quit，简写q，退出GDB调试环境

• gcc -g编译生成的程序，是不包含预处理器宏信息; 如果想在gdb中查看宏信息，可以使用gcc -g3进行编译

• set logging xxx组合可以将调试信息输出到指定文件，下面将gdb调试的过程记录到thread_info.txt文件中：

  set height 0	##设置在文件中的起始位置
  set logging file thread_info.txt	##指定输出文件
  set logging on	##此命令之后的所有调试信息将输出到thread_info.txt文件
  ## 开始gdb调试，会将过程记录
  set logging off	##关闭到指定文件的输出
  
  ## 在启动gdb的时候加入tee命令也可以保存调试信息，不过这就没有上面的方式灵活
  gdb ./a.out | tee log_file
  

• info sharedlibrary regex，显示程序加载的共享链接库信息，其中regex可以是正则表达式，意为显示名字符合regex的共享链接库。如果没有regex，则列出所有的库

  (gdb) info sharedlibrary
  From                To                  Syms Read   Shared Object Library
  0x000000fff7fd2540  0x000000fff7feafd8  Yes         /lib64/ld.so.1
  0x000000fff7ef28f0  0x000000fff7f4e56c  Yes         /lib/loongarch64-linux-gnu/libm.so.6
  0x000000fff7ed90b0  0x000000fff7eda064  Yes         /lib/loongarch64-linux-gnu/libdl.so.2
  0x000000fff7e91a90  0x000000fff7eb9300  Yes (*)     /lib/loongarch64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
  0x000000fff7cfd040  0x000000fff7df7af8  Yes         /lib/loongarch64-linux-gnu/libc.so.6
  (*): 带“*”表示库缺少调试信息.
  

• stack 20，查看栈内20个值
  vmmap，查看映射状况 peda带有
  readelf，查看elf文件中各个段的起始地址 peda带有
  parseheap，显示堆状况 peda带有