linux程序调试补充（gdb ） (2)

作者：good bai   

后来一段时间，对linux下的程序调试有了一些新的认识，所以补充出了这一篇，前一篇文章可以查看这里 Linux下程序的调式(gdb) 。

一 调式器介绍 

1 gdb，快速高效，功能强大，相对操作复杂。 
2 DDD，gdb图形前端，提供了比gdb更好的界面操作，直观的界面，更友好的鼠标操作之类。同时保留了gdb的命令行终端。 
3 eclipse，界面更加完善，对用户友好的功能丰富，够多的傻瓜式操作。操作简单，但一些功能可能没有提供操作接口。（据说可以直接启用gdb线程在终端下操作）。 

二 gdb的几则使用 

1 watchpointer ［（条件）］/变量名，观察点，在设置的变量（或者是条件）发生时，中断执行（据说在大型循环内部，基于条件的观察点可能导致调试器很慢）。使用如: 
gdb>watch (num >30） ＃当num的值大于30时中断 

2 frame,切换当前执行栈（即函数栈），一般编号0为当前执行栈，它的父调用函数栈依次为1,2...，使用下面的命令，可以切换想要查看的栈空间，但该操作不会改变进程的执行序列。 
gdb>frame 栈编号 

3 continue,继续执行到下一个断点（或者到程序结束）。 

三 信号与段错误 

1 segment fault（段错误），一般是因为进程访问了非法内存地址，操作系统为了保护系统会中断该进程的执行，但不是所有的非法内存访问会导致段错误 
1）内存管理的基本单元是页，所以访问权限也是以页为单位来标识的，那么有些情况，一些操作虽然已经访问了允许之外的内存空间，但因为该页对它具有访问权限，所以不会发生错误。 
2）非法访问内存应该是说进程访问了超出它访问权限之外的内存空间，比如访问了内核保护空间等其他，但还有一种情况（我个人以为）：就是进程对自身内存空间管理不善，导致一些内存区域被不正常的操作改写，丢失数据（此情况也可能是一些恶意的人为因素）。那么这种情况，内存管理系统是不可能探知到的，也更不会出现什么段错误之类，这个可能只能由用户自己小心严谨编程来保证可靠性。 
所以没有发生段错误，不表示内存操作没有错误。断错误实质是默认的信号处理操作对SIGSEGV信号响应的结果。 

2 signal(信号），一般系统会给我们的程序实现好了一套默认的信号处理函数，如段错误信号（SIGSEGV)发生时直接报错退出，中断信号（SIGINT,Ctrl+c操作对应）发生时中断运行，一些特殊情况下当需要特殊的信号处理操作时，可以使用signal函数搞定，signal函数符合POSIX规范，具体使用可以参考man手册。有一个特殊的现象：我试着使用下面的代码把段错误的处理函数定义为空： 
signal(SIGSEGV, NULL); 
执行程序后段错误发生时，程序报错”segment fault“并退出。 
当修改SIGSEGV信号响应处理函数为自定义的非空函数时，该函数被反复调用执行执行，即程序不再继续执行。貌似这是系统为保证程序的可靠性和安全性而作了强制限制。 

四 一些其他调试思路 

功能调用跟踪调试，对于一些无法依附源码调试的软件，可以借助strace和ltrace工具来跟踪程序执行时的大概行为，strace可以跟踪每一个系统调用的详细情况，包括调用名，传递的参数和返回值。ltrace与strace类似，不同的是它用来跟踪库的调用情况。 

其他内容： 

1） 实际测试发现在不同的linux版本下（gcc版本不同），未赋值的指针值不确定，有些为NULL,而有些则为随机值。 

五 数据内存存储 

1 经测试intel e8400 cpu平台，linux 2.18 x86_64系统下，存储类型为小端存储，即数值位的低位存在内存较低的位置，高位存储在高位。 
如：int num＝0x1122; 
实际内存情况是 
0x***001 -- 0x22 
0x***002 -- 0x11 
2 数值存储形式 
数值以补码形式存储，32位机上，数值与内存形式对应表如下： 
int 1 0x00000001 
int 0 0x00000000 
int -1 0x11111111 
int 100 0x00000064 
3 非零值在c中表示真值。 
TRUE，FALSE本质上是一个预处理宏，使用时需要小心。 

六 gdb多进程调试方法 

1 使用attach命令把gdb附加的目标进程，无参数启动gdb，使用attach命令后加pid的方式完成附加，如果你有该程序调试符号表文件，也可以使用file命令附加，这样就可以像正常调试一样操作了。调试完成后使用detach命令解除附加，使目标进程恢复正常允许。 

2 较新版的gdb已经开始简单支持多进程调试了（貌似依赖于内核版本），通常在fork一个新进程后，gdb默认跟踪父进程往下执行，不会管子进程的存在。新的支持多进程的gdb可以使用set follow_fork_mode parent/child命令指定gdb在fork执行之后follow那个进程。 

3 gdb warpper,没有试过，不了解。 


参考： 
使用 GDB 调试多进程程序 田 强 (), IBM中国软件开发中心 
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-gdbmp/index.html