GDB调试

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gdb -v # 看信息返回结果，如果没有安装，执行下一步，安装GDB

sudo apt-get install gdb

调试开始

• 只有当源程序编译成可执行文件时，GDB才可以调试，并且仅仅使用（gcc、g++）命令编译生成的可执行文件，也是无法借助GDB进行调试的。

  gcc main.c -o main # 不可以调试
  

• 只需要使用 gcc -g 选项编译源文件，即可生成满足 GDB 要求的可执行文件，该文件中必须包含必要的调试信息（比如各行代码所在的行号、包含程序中所有变量名称的列表（又称为符号表）等）

  gcc main.c -o main -g
  

• 第一步，利用编译指令，生产可以debug的可执行文件

  gcc/g++ 源程序 -o 可执行文件名 -g # 举例
  

• 第二步，启动调试器

  # 打开终端，切换到可执行文件所在的路径
  gdb 可执行文件名 # 这样启动GDB，会打印一堆免责条款
  或者：
  gdb 可执行文件名 --silent # 这样会省略免责条款
  
  直到最后出现下面的显示，表示启动成功：
  (gdb)
  

• GDB常用调试指令

  调试指令	作用
  (gdb) break xxx (gdb) b xxx	在源代码指定的某一行设置断点，其中 xxx 用于指定具体打断点的位置（行号）。
  (gdb) run (gdb) r	执行被调试的程序，其会自动在第一个断点处暂停执行。
  (gdb) continue (gdb) c	当程序在某一断点处停止运行后，使用该指令可以继续执行，直至遇到下一个断点或者程序结束。
  (gdb) next (gdb) n	令程序一行代码一行代码的执行。
  (gdb) print xxx (gdb) p xxx	打印指定变量的值，其中 xxx 指的就是某一变量名。
  (gdb) list (gdb) l	显示源程序代码的内容，包括各行代码所在的行号。
  (gdb) quit (gdb) q	终止调试。

GDB查看命令

启动 GDB 调试器之后，可以使用 help 命令查看 GDB 指令

• help 单独使用是查看命令的种类

• help 添加命令的种类，表示使用这条命令查看各个种类中具体命令选项

• help 添加具体的一条命令，表示查看命令的使用方式

• 举例：

  # 1、使用 help 命令，向我们展示了命令总体被划分成了12种，其中每一种又会包含许多的命令
  (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
  
  # 2、查看各个种类种的命令使用方法：
  (gdb) help <class>
  # 其中  表示 help 命令显示的 GDB 中的命令的种类
  # 比如：
  (gdb) help breakpoints
  Making program stop at certain points.
   
  List of commands:
   
  awatch -- Set a watchpoint for an expression
  break -- Set breakpoint at specified location
  break-range -- Set a breakpoint for an address range
  catch -- Set catchpoints to catch events
  catch assert -- Catch failed Ada assertions
  catch catch -- Catch an exception
  ……
  
  # 3、命令的具体使用方式
  (gdb) help <command>
  # 其中， 表示的是具体的一条命令
  # 比如：
  (gdb) help break
  Set breakpoint at specified location.
  break [PROBE_MODIFIER] [LOCATION] [thread THREADNUM] [if CONDITION]
  

调用GDB调试器的四种方式

• 直接使用 gdb 指令启动 GDB 调试器，由于事先未指定要调试的具体程序，因此需启动后借助 file 或者 exec-file 命令指定

  举例：

  # 启动GDB调试器
  gdb
  # 然后指定可执行文件
  file demo.exe # 路径自己选择
  # 可以切换 GDB调试器所处的工作路径
  cd /root/... # 可以自己更改路径
  

  run 和 start 指令都可以用来在 GDB 调试器中启动程序，它们之间的区别是：

  • 默认情况下，run 指令会一直执行程序，直到断点执行结束。如果程序中手动设置有断点，则 run 指令会执行程序至第一个断点处；

  • start 指令会执行程序至 main() 主函数的起始位置，即在 main() 函数的第一行语句处停止执行（该行代码尚未执行）。

  程序执行过程中使用 run 或者 start 指令，表示的是重新启动程序。

• 调试尚未执行的程序

  gdb 可执行文件名
  

• 调试正在执行的程序

  如果需要使用 GDB 调试正在运行的 C、C++ 程序，需要事先找到该程序运行所对应的进程号。

  pidof 可执行文件名 # 获得进程号
  # 然后开始调试
  gdb -p PID # PID就是进程号
  

  注意，当 GDB 调试器成功连接到指定进程上时，程序执行会暂停，此时可以通过断点调试、逐步运行等方式监控程序的执行过程。

  注意，当调试完成后，如果想令当前程序继续执行，消除调试操作对它的影响，需手动将 GDB 调试器与程序分离，分离过程分为 2 步：

  1、执行 detach 指令，使 GDB 调试器和程序分离；

  2、执行 quit（或 q）指令，退出 GDB 调试。

• 调试执行异常崩溃的程序

  在 Linux 操作系统中，当程序执行发生异常崩溃时，系统可以将发生崩溃时的内存数据、调用堆栈情况等信息自动记录下载，并存储到一个文件中，该文件通常称为 core 文件，Linux 系统所具备的这种功能又称为核心转储（core dump）。幸运的是，GDB 对 core 文件的分析和调试提供有非常强大的功能支持，当程序发生异常崩溃时，通过 GDB 调试产生的 core 文件，往往可以更快速的解决问题。

  默认情况下，Linux 系统是不开启 core dump 这一功能的，可以用以下指令查看

  # 输入ulimit -a 指令
  ulimit -a
  # 输出
  core file size          (blocks, -c) 0
  data seg size           (kbytes, -d) unlimited
  scheduling priority             (-e) 0
  file size               (blocks, -f) unlimited
  ......
  

  其中，如果 core file size（core 文件大小）对应的值为 0，表示当前系统未开启 core dump 功能，可以使用下面的 指令开启 core dump 功能

  ulimit -c unlimited # 开启 core dump 功能
  # 查看是否开启成功
  ulimit -a 
  core file size          (blocks, -c) unlimited
  data seg size           (kbytes, -d) unlimited
  scheduling priority             (-e) 0
  file size               (blocks, -f) unlimited
  ......
  

  举例：

  # 编译一个源程序，出现了错误
  gcc main.c -o main.exe -g
  ./main.exe
  # 下面是报错信息
  Segmentation fault (core dumped)   <--发生段错误，并生成了 core 文件
  
  # 然后系统主动把报错信息 存储了下来
  ls # 可以查看路径里面的内容，多了 core 文件
  core  main.c  main.exe
  

  对于 core 文件的调试，其调用 GDB 调试器的指令为：

  # 输入这个指令
  gdb main.exe core
  # 下面就会有详细的报错信息，可以帮助调试程序
  

• 启动 GDB调试器可用的参数

  参数	功能
  -pid number -p number	调试进程 ID 为 number 的程序。
  -symbols file -s file	仅从指定 file 文件中读取符号表。
  -q -quiet -silent	取消启动 GDB 调试器时打印的介绍信息和版权信息
  -cd directory	以 directory 作为启动 GDB 调试器的工作目录，而非当前所在目录。
  –args 参数1 参数2…	向可执行文件传递执行所需要的参数。

设置普通断点（break）

1、break命令的语法格式有：

1、(gdb) break location # b location
2、(gdb) break ... if cond # b ... if cond

location 用于指定打断点的具体位置，

... 可以是 1 中所有参数的值，用于指定打断点的具体位置；cond 为某个表达式。整体的含义为：每次程序执行到 ... 位置时都计算 cond 的值，如果为 True，则程序在该位置暂停；反之，程序继续执行。

2、tbreak 命令：tbreak 和 break 命令的用法和功能都非常相似，唯一的不同在于，使用 tbreak 命令打的断点仅会作用 1 次，即使程序暂停之后，该断点就会自动消失。

3、rbreak 命令：rbreak 命令的作用对象是 C、C++ 程序中的函数，它会在指定函数的开头位置打断点。和 break 命令打断点的效果是一样的，会一直存在，不会自动消失。

设置观察断点（watch）

watch 命令的功能是：只有当被监控 **变量（或表达式）**的值发生改变，程序才会停止运行。

语法格式：

(gdb) watch cond # cond指的是要监控的变量或表达式

和 watch 命令功能相似的，还有 rwatch 和 awatch 命令。其中：

• rwatch 命令：只要程序中出现读取目标变量（表达式）的值的操作，程序就会停止运行；
• awatch 命令：只要程序中出现读取目标变量（表达式）的值或者改变值的操作，程序就会停止运行。

设置捕捉断点（catch）

捕捉断点的作用是，监控程序中某一事件的发生，例如程序发生某种异常时、某一动态库被加载时等等，一旦目标时间发生，则程序停止执行。

（用捕捉断点监控某一事件的发生，等同于在程序中该事件发生的位置打普通断点。）

语法格式：

(gdb) catch event # event参数表示要监控的具体事件

单步调试程序

• next 命令：

  单步调试的命令，其最大的特点是当遇到包含调用函数的语句时，无论函数内部包含多少行代码，next 指令都会一步执行完。也就是说，对于调用的函数来说，next 命令只会将其视作一行代码。

  语法格式：

  (gdb) next count # count 表示单步执行多少行代码，默认为 1 行
  

• step 命令：

  step 命令也是单步执行程序。但是 step 命令所执行的代码行中包含函数时，会进入该函数内部，并在函数第一行代码处停止执行，会一行一行执行函数内部的代码。

  语法格式：

  (gdb) step count # count 表示一次执行的行数，默认为 1 行
  

• until 命令：

  语法格式：

  (gdb) until
  (gdb) until location # 参数 location 为某一行代码的行号
  

  不带参数的 until 命令，可以使 GDB 调试器快速运行完当前的循环体，并运行至循环体外停止。注意，until 命令并非任何情况下都会发挥这个作用，只有当执行至循环体尾部（最后一行代码）时，until 命令才会发生此作用；反之，until 命令和 next 命令的功能一样，只是单步执行程序。

  until 命令还可以后跟某行代码的行号，以指示 GDB 调试器直接执行至指定位置后停止。

断点调试常用命令

命令（缩写）	功能
run（r）	启动或者重启一个程序。
list（l）	显示带有行号的源码。
continue（c）	让暂停的程序继续运行。
next（n）	单步调试程序，即手动控制代码一行一行地执行。不进入函数内部
step（s）	如果有调用函数，进入调用的函数内部；否则，和 next 命令的功能一样。
until（u） until location（u location）	当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时，单纯使用 until 命令，可以运行程序直到退出循环体。 until n 命令中，n 为某一行代码的行号，该命令会使程序运行至第 n 行代码处停止。
finish（fi）	结束当前正在执行的函数，并在跳出函数后暂停程序的执行。
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停止程序执行。
jump（j）	使程序从当前要执行的代码处，直接跳转到指定位置处继续执行后续的代码。
print（p）	打印指定变量的值。
quit（q）	退出 GDB 调试器。

GDB print和display命令：查看变量的值

1、print 命令，功能就是在 GDB 调试程序的过程中，输出或者修改指定变量或者表达式的值。

语法格式：

(gdb) print num
(gdb) p num 
# 参数 num 用来代指要查看或者修改的目标变量或者表达式。

2、display 命令也用于调试阶段查看某个变量或表达式的值，它们的区别是，使用 display 命令查看变量或表达式的值，每当程序暂停执行（例如单步执行）时，GDB 调试器都会自动帮我们打印出来（每次都打印）

语法格式：

(gdb) display expr
(gdb) display/fmt expr
# expr 表示要查看的目标变量或表达式；参数fmt用于指定输出变量或表达式的格式

/fmt 常用的值

/fmt	功能
/x	以十六进制的形式打印出整数。
/d	以有符号、十进制的形式打印出整数。
/u	以无符号、十进制的形式打印出整数。
/o	以八进制的形式打印出整数。
/t	以二进制的形式打印出整数。
/f	以浮点数的形式打印变量或表达式的值。
/c	以字符形式打印变量或表达式的值。

对于使用 display 命令查看的目标变量或表达式，都会被记录在一张列表（称为自动显示列表）中。通过执行 info dispaly 命令，可以打印出这张表。

GDB禁用和删除断点

GDB 调试器支持 3 种断点，分别为普通断点（用 break 命令创建）、观察断点（用 watch 命令建立）以及捕捉断点（用 catch 命令建立）。并且如果需要的话，我们可以在被调试程序中打多个断点，甚至于 GDB 允许在同一位置打多个断点。

如果之前建立的断点不再需要或者暂时不需要，该如何删除或者禁用呢？常用的方式有 2 种：

1、使用 quit 命令退出调试，然后重新对目标程序启动调试，此方法会将消除上一次调试操作中建立的所有断点；

2、使用专门删除或禁用断点的命令，既可以删除某一个断点，也可以删除全部断点。

• 查看当前已经建好的断点

  (gdb) info breakpoint [n]
  (gdb) info break [n]
  # 参数 n 作为可选参数，为某个断点的编号，表示查看指定断点而非全部断点。
  # 不加参数 n，表示查看所有断点
  

• 删除断点

  • clear 命令

    (gdb) clear location
    # 参数 location 通常为某一行代码的行号或者某个具体的函数名。当 location 参数为某个函数的函数名时，表示删除位于该函数入口处的所有断点。
    

  • delete 命令

    (gdb) delete [breakpoints] [num]
    # breakpoints 参数可有可无，num 参数为指定断点的编号，其可以是 delete 删除某一个断点，而非全部。
    # 如果不指定 num 参数，则会删除当前程序中存在的所有断点
    

• 禁用断点

  disable [breakpoints] [num...]
  # breakpoints 参数可有可无；num... 表示可以有多个参数，每个参数都为要禁用断点的编号。如果指定 num...，disable 命令会禁用指定编号的断点；反之若不设定 num...，则 disable 会禁用当前程序中所有的断点。
  

  激活断点

  # 激活用 num... 参数指定的多个断点，如果不设定 num...，表示激活所有禁用的断点
  enable [breakpoints] [num...]
  # 临时激活以 num... 为编号的多个断点，但断点只能使用 1 次，之后会自动回到禁用状态
  enable [breakpoints] once num…   
  # 临时激活以 num... 为编号的多个断点，断点可以使用 count 次，之后进入禁用状态
  enable [breakpoints] count num...
  # 激活 num.. 为编号的多个断点，但断点只能使用 1 次，之后会被永久删除。
  enable [breakpoints] delete num…