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分类: LINUX

2010-03-28 23:09:16

1. GDB调试程序
   通过制定core dump 文件,还可以调试core文件
   gdb --core core来制定core文件
2. GDB内部命令
   可以用help命令来查看命令的类型
(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
    然后用help +类型查看该类型所支持的所有命令,如果要获得某个命令的帮助文档,可以help +命令,如:help handle

3. 程序的运行
   用到的命令:
   run/r

   运行程序前,可以给程序设置参数、环境和程序的输出等等
   set args 用于设置参数<---->show args用来查看

   可设定程序的运行路径。
   show paths 查看程序的运行路径。
   set environment varname [=value] 设置环境变量。如:set env USER=hchen
   show environment [varname] 查看环境变量
   在GDB中也可以使用shell命令,shell +命令就可以了,如:shell ls;但是注意,GDB直接支持cd来改变工作目录。

   程序输出的重定向---->使用重定向控制程序输出。如:run > outfile

4. 暂停/恢复程序运行
   当进程被gdb停住时,你可以使用info program 来查看程序的是否在运行,进程号,被暂停的原因。

   在gdb中,我们可以有以下几种暂停方式:断点(BreakPoint)、观察点(WatchPoint)、捕捉点(CatchPoint)、信号(Signals)、线程停止(Thread Stops)。如果要恢复程序运行,可以使用c或是continue命令。

断点(BreakPoint)
   我们用break命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法:

break 
在进入指定函数时停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格

式来指定函数名。

break num
在指定行号停住。

break +offset 
break -offset 
在当前行号的前面或后面的offset行停住。offiset为自然数。

break filename:linenum 
在源文件filename的linenum行处停住。

break filename:function 
在源文件filename的function函数的入口处停住。

break *address
在程序运行的内存地址处停住。

break 
break命令没有参数时,表示在下一条指令处停住。

break ... if 
...可以是上述的参数,condition表示条件,在条件成立时停住。比如在循环境体中

,可以设置break if i=100,表示当i为100时停住程序。

查看断点时,可使用info命令,如下所示:(注:n表示断点号)
info breakpoints [n] 
info break [n]

观察点(WatchPoint)
   观察点一般来观察某个表达式(变量也是一种表达式)的值是否有变化了,如果有变化,马上停住程序。我们有下面的几种方法来设置观察点:

watch 
为表达式(变量)expr设置一个观察点。一量表达式值有变化时,马上停住程序。

rwatch 
当表达式(变量)expr被读时,停住程序。

awatch 
当表达式(变量)的值被读或被写时,停住程序。

info watchpoints
列出当前所设置了的所有观察点。

捕捉点(CatchPoint)
   你可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如:载入共享库(动态链接库)

或是C++的异常。设置捕捉点的格式为:

catch 
当event发生时,停住程序。event可以是下面的内容:
1、throw 一个C++抛出的异常。(throw为关键字)
2、catch 一个C++捕捉到的异常。(catch为关键字)
3、exec 调用系统调用exec时。(exec为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
4、fork 调用系统调用fork时。(fork为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
5、vfork 调用系统调用vfork时。(vfork为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
6、load 或 load 载入共享库(动态链接库)时。(load为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)
7、unload 或 unload 卸载共享库(动态链接库)时。(unload为关键字,目前此功能只在HP-UX下有用)

tcatch 
只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。

维护停止点
   上面说了如何设置程序的停止点,GDB中的停止点也就是上述的三类。在GDB中,

如果你觉得已定义好的停止点没有用了,你可以使用delete、clear、disable、

enable这几个命令来进行维护。

clear
清除所有的已定义的停止点。

clear 
clear 
清除所有设置在函数上的停止点。

clear 
clear 
清除所有设置在指定行上的停止点。

delete [breakpoints] [range...]
删除指定的断点,breakpoints为断点号。如果不指定断点号,则表示删除所有的断

点。range 表示断点号的范围(如:3-7)。其简写命令为d。

比删除更好的一种方法是disable停止点,disable了的停止点,GDB不会删除,当你

还需要时,enable即可,就好像回收站一样。

disable [breakpoints] [range...]
disable所指定的停止点,breakpoints为停止点号。如果什么都不指定,表示

disable所有的停止点。简写命令是dis.

enable [breakpoints] [range...]
enable所指定的停止点,breakpoints为停止点号。

enable [breakpoints] once range...
enable所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被GDB自动disable。

enable [breakpoints] delete range...
enable所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被GDB自动删除。

停止条件维护
前面在说到设置断点时,我们提到过可以设置一个条件,当条件成立时,程序自动停

止,这是一个非常强大的功能,这里,我想专门说说这个条件的相关维护命令。一般

来说,为断点设置一个条件,我们使用if关键词,后面跟其断点条件。并且,条件设

置好后,我们可以用condition命令来修改断点的条件。(只有break和watch命令支

持if,catch目前暂不支持if)

condition 
修改断点号为bnum的停止条件为expression。

condition 
清除断点号为bnum的停止条件。


还有一个比较特殊的维护命令ignore,你可以指定程序运行时,忽略停止条件几次。

ignore 
表示忽略断点号为bnum的停止条件count次

断点菜单
   在C++中,可能会重复出现同一个名字的函数若干次(函数重载),在这种情况下

,break 不能告诉GDB要停在哪个函数的入口。当然,你可以使用break 也就是把函

数的参数类型告诉GDB,以指定一个函数。否则的话,GDB会给你列出一个断点菜单供

你选择你所需要的断点。你只要输入你菜单列表中的编号就可以了。如:

(gdb) b String::after
[0] cancel
[1] all
[2] file:String.cc; line number:867
[3] file:String.cc; line number:860
[4] file:String.cc; line number:875
[5] file:String.cc; line number:853
[6] file:String.cc; line number:846
[7] file:String.cc; line number:735
> 2 4 6
Breakpoint 1 at 0xb26c: file String.cc, line 867.
Breakpoint 2 at 0xb344: file String.cc, line 875.
Breakpoint 3 at 0xafcc: file String.cc, line 846.
Multiple breakpoints were set.
Use the "delete" command to delete unwanted
breakpoints.
(gdb)

可见,GDB列出了所有after的重载函数,你可以选一下列表编号就行了。0表示放弃设置断点,1表示所有函数都设置断点。

5. 恢复程序运行和单步调试
   当程序被停住了,你可以用continue命令恢复程序的运行直到程序结束,或下一个断点到来。也可以使用step或next命令单步跟踪程序。

continue [ignore-count]
c [ignore-count]
fg [ignore-count]
恢复程序运行,直到程序结束,或是下一个断点到来。ignore-count表示忽略其后的断点次数。continue,c,fg三个命令都是一样的意思。


step 
单步跟踪,如果有函数调用,他会进入该函数。进入函数的前提是,此函数被编译有debug信息。很像VC等工具中的step in。后面可以加count也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的count条指令,然后再停住。

next 
同样单步跟踪,如果有函数调用,他不会进入该函数。很像VC等工具中的step over。后面可以加count也可以不加,不加表示一条条地执行,加表示执行后面的count条指令,然后再停住。

set step-mode
set step-mode on
打开step-mode模式,于是,在进行单步跟踪时,程序不会因为没有debug信息而不停住。这个参数有很利于查看机器码。

set step-mod off
关闭step-mode模式。

finish
运行程序,直到当前函数完成返回。并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息。

until 或 u
当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时,这个命令可以运行程序直到退出循环体。

stepi 或 si
nexti 或 ni
单步跟踪一条机器指令!一条程序代码有可能由数条机器指令完成,stepi和nexti可以单步执行机器指令。与之一样有相同功能的命令是 “display/i $pc” ,当运行完这个命令后,单步跟踪会在打出程序代码的同时打出机器指令(也就是汇编代码)

6. 信号(signals)
信号是一种软中断,是一种处理异步事件的方法。一般来说,操作系统都支持许多信号。尤其是UNIX,比较重要应用程序一般都会处理信号。UNIX定义了许多信号,比如SIGINT表示中断字符信号,也就是Ctrl+C的信号,SIGBUS表示硬件故障的信号;SIGCHLD表示子进程状态改变信号; SIGKILL表示终止程序运行的信号,等等。信号量编程是UNIX下非常重要的一种技术。GDB有能力在你调试程序的时候处理任何一种信号,你可以告诉GDB需要处理哪一种信号。你可以要求GDB收到你所指定的信号时,马上停住正在运行的程序,以供你进行调试。你可以用GDB的handle命令来完成这一功能。

handle 
在GDB中定义一个信号处理。信号可以以SIG开头或不以SIG开头,可以用定义一个要处理信号的范围(如:SIGIO-SIGKILL,表示处理从SIGIO信号到SIGKILL的信号,其中包括SIGIO,SIGIOT,SIGKILL三个信号),也可以使用关键字all来标明要处理所有的信号。一旦被调试的程序接收到信号,运行程序马上会被GDB停住,以供调试。

其可以是以下几种关键字的一个或多个。

nostop
当被调试的程序收到信号时,GDB不会停住程序的运行,但会打出消息告诉你收到这种信号。
stop
当被调试的程序收到信号时,GDB会停住你的程序。
print
当被调试的程序收到信号时,GDB会显示出一条信息。
noprint
当被调试的程序收到信号时,GDB不会告诉你收到信号的信息。
pass
noignore
当被调试的程序收到信号时,GDB不处理信号。这表示,GDB会把这个信号交给被调试程序会处理。
nopass
ignore
当被调试的程序收到信号时,GDB不会让被调试程序来处理这个信号。


info signals
info handle
查看有哪些信号在被GDB检测中。

7. 线程(Thread Stops)
   如果你程序是多线程的话,你可以定义你的断点是否在所有的线程上,或是在某个特定的线程。GDB很容易帮你完成这一工作。

break thread 
break thread if ...
linespec指定了断点设置在的源程序的行号。threadno指定了线程的ID,注意,这个ID是GDB分配的,你可以通过“info threads”命令来查看正在运行程序中的线程信息。如果你不指定thread 则表示你的断点设在所有线程上面。你还可以为某线程指定断点条件。如:

(gdb) break frik.c:13 thread 28 if bartab > lim

当你的程序被GDB停住时,所有的运行线程都会被停住。这方便你你查看运行程序的总体情况。而在你恢复程序运行时,所有的线程也会被恢复运行。那怕是主进程在被单步调试时。

查看栈信息
—————

当程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的。当你的程序调用了一个函数,函数的地址,函数参数,函数内的局部变量都会被压入“栈”(Stack)中。你可以用GDB命令来查看当前的栈中的信息。下面是一些查看函数调用栈信息的GDB命令:

backtrace 
bt 
打印当前的函数调用栈的所有信息。如:

(gdb) bt
#0 func (n=250) at tst.c:6
#1 0x08048524 in main (argc=1, argv=0xbffff674) at tst.c:30
#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6

从上可以看出函数的调用栈信息:__libc_start_main --> main() --> func()


backtrace 
bt 
n是一个正整数,表示只打印栈顶上n层的栈信息。

backtrace <-n> 
bt <-n> 
-n表一个负整数,表示只打印栈底下n层的栈信息。

如果你要查看某一层的信息,你需要在切换当前的栈,一般来说,程序停止时,最顶

层的栈就是当前栈,如果你要查看栈下面层的详细信息,首先要做的是切换当前栈。

frame 
n是一个从0开始的整数,是栈中的层编号。比如:frame 0,表示栈顶,frame 1,表

示栈的第二层。

up 
表示向栈的上面移动n层,可以不打n,表示向上移动一层。 

down 
表示向栈的下面移动n层,可以不打n,表示向下移动一层。 

上面的命令,都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使

用这三个命令:

select-frame 对应于 frame 命令。
up-silently 对应于 up 命令。
down-silently 对应于 down 命令。


查看当前栈层的信息,你可以用以下GDB命令:

frame 或 f 
会打印出这些信息:栈的层编号,当前的函数名,函数参数值,函数所在文件及行号

,函数执行到的语句。

info frame 
info f 
这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息,只不过,大多数都是运行时的内内地址。比如:函数地址,调用函数的地址,被调用函数的地址,目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。如:
(gdb) info f
Stack level 0, frame at 0xbffff5d4:
eip = 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524
called by frame at 0xbffff60c
source language c.
Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250
Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0
Saved registers:
ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8

info args
打印出当前函数的参数名及其值。

info locals
打印出当前函数中所有局部变量及其值。

info catch
打印出当前的函数中的异常处理信息。

8. 查看源代码
   GDB 可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加上-g的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序了。当程序停下来以后, GDB会报告程序停在了那个文件的第几行上。你可以用list命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码的GDB命令吧。

list 
显示程序第linenum行的周围的源程序。

list 
显示函数名为function的函数的源程序。

list 
显示当前行后面的源程序。

list - 
显示当前行前面的源程序。

一般是打印当前行的上5行和下5行,如果显示函数是是上2行下8行,默认是10行,当

然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设置一次显示源程序的行数。

set listsize 
设置一次显示源代码的行数。

show listsize
查看当前listsize的设置。

查看运行时数据
在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用print命令(简写命令为p),或是同

义命令inspect来查看当前程序的运行数据。print命令的格式是:

print 
print / 
是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式(GDB可以调试多种编程语言),是输

出的格式,比如,如果要把表达式按16进制的格式输出,那么就是/x。


一、表达式

print和许多GDB的命令一样,可以接受一个表达式,GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于C/C++是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于C/C++的。(而关于用GDB调试其它语言的章节,我将在后面介绍)在表达式中,有几种GDB所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。

@
是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。

::
指定一个在文件或是一个函数中的变量。

{} 
表示一个指向内存地址的类型为type的一个对象。


二、程序变量

在GDB中,你可以随时查看以下三种变量的值:
1、全局变量(所有文件可见的)
2、静态全局变量(当前文件可见的)
3、局部变量(当前Scope可见的)

如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用print显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用“::”操作符:

file::variable
function::variable
可以通过这种形式指定你所想查看的变量,是哪个文件中的或是哪个函数中的。例如

,查看文件f2.c中的全局变量x的值:

gdb) p 'f2.c'::x

当然,“::”操作符会和C++中的发生冲突,GDB能自动识别“::” 是否C++的操作符

,所以你不必担心在调试C++程序时会出现异常。

另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用GDB调试被优

化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正

常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变

量等,所以在GDB调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就

会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一

般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如,GNU 的C/C++编译器GCC,

你可以使用“-gstabs”选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器

的使用说明文档。

三、数组

有时候,你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段,或是动态分配的数

据的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”的左边是第一个内存的地址的值,

“@”的右边则你你想查看内存的长度。例如,你的程序中有这样的语句:

int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));

于是,在GDB调试过程中,你可以以如下命令显示出这个动态数组的取值:

p *array@len

@的左边是数组的首地址的值,也就是变量array所指向的内容,右边则是数据的长度

,其保存在变量len中,其输出结果,大约是下面这个样子的:

(gdb) p *array@len
$1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 

38, 40}

如果是静态数组的话,可以直接用print数组名,就可以显示数组中所有数据的内容

了。


四、输出格式

一般来说,GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式

。例如,你想输出一个整数的十六进制,或是二进制来查看这个整型变量的中的位的

情况。要做到这样,你可以使用GDB的数据显示格式:

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。

(gdb) p i
$21 = 101 

(gdb) p/a i
$22 = 0x65

(gdb) p/c i
$23 = 101 'e'

(gdb) p/f i
$24 = 1.41531145e-43

(gdb) p/x i
$25 = 0x65

(gdb) p/t i
$26 = 1100101


五、查看内存

你可以使用examine命令(简写是x)来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示


x/ 

n、f、u是可选的参数。

n 是一个正整数,表示显示内存的长度,也就是说从当前地址向后显示几个地址的内

容。
f 表示显示的格式,参见上面。如果地址所指的是字符串,那么格式可以是s,如果

地十是指令地址,那么格式可以是i。
u 表示从当前地址往后请求的字节数,如果不指定的话,GDB默认是4个bytes。u参数

可以用下面的字符来代替,b表示单字节,h表示双字节,w表示四字节,g表示八字节

。当我们指定了字节长度后,GDB会从指内存定的内存地址开始,读写指定字节,并

把其当作一个值取出来。

表示一个内存地址。

n/f/u三个参数可以一起使用。例如:

命令:x/3uh 0x54320 表示,从内存地址0x54320读取内容,h表示以双字节为一个单

位,3表示三个单位,u表示按十六进制显示。


六、自动显示

你可以设置一些自动显示的变量,当程序停住时,或是在你单步跟踪时,这些变量会

自动显示。相关的GDB命令是display。

display 
display/ 
display/ 

expr是一个表达式,fmt表示显示的格式,addr表示内存地址,当你用display设定好

了一个或多个表达式后,只要你的程序被停下来,GDB会自动显示你所设置的这些表

达式的值。

格式i和s同样被display支持,一个非常有用的命令是:

display/i $pc

$pc是GDB的环境变量,表示着指令的地址,/i则表示输出格式为机器指令码,也就是

汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很

有意思的功能。

下面是一些和display相关的GDB命令:

undisplay 
delete display 
删除自动显示,dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个,编

号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如:2-5)

disable display 
enable display 
disable和enalbe不删除自动显示的设置,而只是让其失效和恢复。

info display
查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格,向你报告当然调试中设置

了多少个自动显示设置,其中包括,设置的编号,表达式,是否enable。

list命令还有下面的用法:

list , 
显示从first行到last行之间的源代码。

list , 
显示从当前行到last行之间的源代码。

list +
往后显示源代码。

一般来说在list后面可以跟以下这们的参数:

行号。
<+offset> 当前行号的正偏移量。
<-offset> 当前行号的负偏移量。
哪个文件的哪一行。
函数名。
哪个文件中的哪个函数。
<*address> 程序运行时的语句在内存中的地址。

9。 其他
info registers 
查看寄存器的情况。(除了浮点寄存器)

info all-registers
查看所有寄存器的情况。(包括浮点寄存器)

info registers 
查看所指定的寄存器的情况。

(gdb) print x=4

x=4这个表达式是C/C++的语法,意为把变量x的值修改为4,如果你当前调试的语言是

Pascal,那么你可以使用Pascal的语法:x:=4。

还有一个命令(disassemble)你可以查看源程序的当前执行时的机器码,这个命令

会把目前内存中的指令dump出来。如下面的示例表示查看函数func的汇编代码。
(gdb) disassemble func
Dump of assembler code for function func:
0x8048450 : push %ebp
0x8048451 : mov %esp,%ebp
0x8048453 : sub $0x18,%esp
0x8048456 : movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)
0x804845d : movl $0x1,0xfffffff8(%ebp)
0x8048464 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048467 : cmp 0x8(%ebp),%eax
0x804846a : jle 0x8048470 
0x804846c : jmp 0x8048480 
0x804846e : mov %esi,%esi
0x8048470 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048473 : add %eax,0xfffffffc(%ebp)
0x8048476 : incl 0xfffffff8(%ebp)
0x8048479 : jmp 0x8048464 
0x804847b : nop
0x804847c : lea 0x0(%esi,1),%esi
0x8048480 : mov 0xfffffffc(%ebp),%edx
0x8048483 : mov %edx,%eax
0x8048485 : jmp 0x8048487 
0x8048487 : mov %ebp,%esp
0x8048489 : pop %ebp
0x804848a : ret
End of assembler dump.

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