随笔 - 297  文章 - 377  trackbacks - 0
<2007年8月>
2930311234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930311
2345678

常用链接

留言簿(31)

随笔分类

随笔档案

文章档案

相册

收藏夹

搜索

  •  

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜

无论是多么优秀的程序员,都难以保证自己在编写代码时不会出现任何错误,因此调试是软件开发过程中的一个必不可少的组成部分。当程序完成编译之后,它很可能无法正常运行,或者会彻底崩溃,或者不能实现预期的功能。此时如何通过调试找到问题的症结所在,就变成了摆在开发人员面前最严峻的问题。通常说来,软件项目的规模越大,调试起来就会越困难,越需要一个强大而高效的调试器作为后盾。对于Linux程序员来讲,目前可供使用的调试器非常多,GDB(GNU DeBugger)就是其中较为优秀的。

    初识GDB

    GDB是自由软件基金会(Free Software Foundation,FSF)的软件工具之一。它的作用是协助程序员找到代码中的错误。如果没有GDB的帮助,程序员要想跟踪代码的执行流程,唯一的办法就是添加大量的语句来产生特定的输出。但这一手段本身就可能会引入新的错误,从而也就无法对那些导致程序崩溃的错误代码进行分析。GDB的出现减轻了开发人员的负担,他们可以在程序运行的时候单步跟踪自己的代码,或者通过断点暂时中止程序的执行。此外,他们还能够随时察看变量和内存的当前状态,并监视关键的数据结构是如何影响代码运行的。

    调试方法

    如果想对程序进行调试,必须先在用GCC编译源代码时加上-g选项,以便产生GDB所需要的调试符号信息。例如,debugme.c是一个存在错误程序,可以使用如下的命令对其进行编译,同时产生调试符号:
    # gcc -g debugme.c -o debugme

    如果愿意的话,还可以在编译时使用“-ggdb”选项来生成更多的调试信息。由于这些调试信息中的相当一部分是GDB所特有的,所以生成的代码将无法在其它调试器中正常调试。对于大多数情况来说,普通的-g选项就足够了。需要注意的是,GCC虽然允许同时使用-g(调试)和-o(优化)选项,但优化会影响最终生成的代码,导致程序源代码和二进制代码之间的关系变得复杂起来。如果不想为调试制造障碍,建议不要将-g和-o选项一同使用,并且只在程序彻底调试完后才开始进行代码优化。这样调试过程将变得相对轻松和愉快。

    基本应用

    现在可以启动GDB来调试已经生成的可执行程序debugme,命令如下:

# gdb debugme
            GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh)
            ……
            (gdb)


    如果一切正常,GDB将被启动并在屏幕上输出版权信息,但如果使用了-q或--quiet选项则不会显示它们。启动GDB时另外一个有用的命令行选项是“-d dirname”,其中dirname是一个目录名。该目录名告诉GDB应该到哪里去寻找源代码。

    一旦出现GDB的命令提示符(gdb),就表明GDB已经准备好接收来自用户的各种调试命令了。如果想在调试环境下运行这个程序,可以使用GDB提供的“run”命令,而程序在正常运行时所需的各种参数可以作为“run”命令的参数传入,或者使用单独的“set args”命令进行设置。如果在执行“run”命令时没有给出任何参数,GDB将使用上一次“run”或“set args”命令指定的参数。如果想取消上次设置的参数,可以执行不带任何参数的“set args”命令。下面尝试在调试器中运行这个程序:

(gdb) run
            ……
            Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
            0x4000c6ac in _dl_fini () from /lib/ld-linux.so.2


    最后一行输出表明程序在调用动态链接库/lib/ld-linux.so.2中的_dl_fini()函数时出现了错误,地址是0x4000c6ac。这些对调试是非常重要的线索。另外还有一种信息对调试也很重要,就是错误发生时的函数调用层级关系,可以通过执行“backtrace”命令来获得。在使用GDB调试命令时,用户可以不必输入完整的命令名称,使用任何惟一的缩写都可以。例如“backtrace”命令就可以缩写成“back”甚至“bt”。GDB还支持很多常用的Shell命令编辑特征,比如可以像在bash或tcsh中那样按Tab键补齐命令。如果相关命令不惟一的话,则列出所有可能的匹配项。此外键盘上的方向键可用来翻动历史命令。

    GDB是一个源代码级的调试器,使用“list”命令可以查看当前调试对象的源代码。该命令的通用格式为“list [m,n]”,表示显示从m行开始到n行结束的代码段,而不带任何参数的“list”命令将显示最近10行源代码。

    设置断点
    在调试有问题的代码时,在某一点停止运行往往很管用。这样程序运行到此外时会暂时挂起,等待用户的进一步输入。GDB允许在几种不同的代码结构上设置断点,包括行号和函数名等,并且还允许设置条件断点,让程序只有在满足一定的条件时才停止执行。要根据行号设置断点,可以使用“ break linenum”命令。要根据函数名设置断点,则应该使用“break funcname”命令。

    在以上两种情况中,GDB将在执行指定的行号或进入指定的函数之前停止执行程序。此时可以使用“print”显示变量的值,或者使用“list”查看将要执行的代码。对于由多个源文件组成的项目,如果想在执行到非当前源文件的某行或某个函数时停止执行,可以使用如下形式的命令:

# break 20041126110727.htm:linenum
            # break 20041126110727.htm:funcname


    条件断点允许当一定条件满足时暂时停止程序的执行。它对于调试来讲非常有用。设置条件断点的正确语法如下:

break linenum if expr
            break funcname if expr


    其中expr是一个逻辑表达式。当该表达式的值为真时,程序将在该断点处暂时挂起。例如,下面的命令将在debugme程序的第38行设置一个条件断点。当程序运行到该行时,如果count的值等于3,就将暂时停止执行:
    (gdb) break 38 if count==3

    设置断点是调试程序时最常用到的一种手段。它可以中断程序的运行,给程序员一个单步跟踪的机会。使用命令“ break main”在main函数上设置断点可以在程序启动时就开始进行跟踪。

    接下去使用“continue”命令继续执行程序,直到遇到下一个断点。如果在调试时设置了很多断点,可以随时使用“info breakpoints”命令来查看设置的断点。此外,开发人员还可以使用“delete”命令删除断点,或者使用“disable”命令来使设置的断点暂时无效。被设置为无效的断点在需要的时候可以用“enable”命令使其重新生效。

    观察变量
    GDB最有用的特性之一是能够显示被调试程序中几乎任何表达式、变量或数组的类型和值,并且能够用编写程序所用的语言打印出任何合法表达式的值。查看数据最简单的办法是使用“print”命令,只需在“print”命令后面加上变量表达式,就可以打印出此变量表达式的当前值,示例如下:

(gdb) print str
            $1 = 0x40015360 "Happy new year!\n"


    从输出信息中可以看出,输入字符串被正确地存储在了字符指针str所指向的内存缓冲区中。除了给出变量表达式的值外,“print”命令的输出信息中还包含变量标号($1)和对应的内存地址(0x40015360)。变量标号保存着被检查数值的历史记录,如果此后还想访问这些值,就可以直接使用别名而不用重新输入变量表达式。

    如果想知道变量的类型,可以使用“whatis”命令,示例如下:

(gdb) whatis str
            type = char *


    对于第一次调试别人的代码,或者面对的是一个异常复杂的系统时,“whatis”命令的作用不容忽视。

    单步执行
    为了单步跟踪代码,可以使用单步跟踪命令“step”,它每次执行源代码中的一行。

    在GDB中可以使用许多方法来简化操作,除了可以将“step”命令简化为“s”之外,还可以直接输入回车键来重复执行前面一条命令。

    除了可以用“step”命令来单步运行程序之外,GDB还提供了另外一条单步调试命令“next”。两者功能非常相似,差别在于如果将要被执行的代码行中包含函数调用,使用step命令将跟踪进入函数体内,而使用next命令则不进入函数体内。

    在进入下一部分之前,使用下面的命令退出GDB:
    (gdb) quit

    分析核心(core)文件

    在程序发生崩溃时,有时可能无法直接运行GDB来进行调试。比如程序可能是在另外一台机器上运行的,或者因为程序对时间比较敏感,所以手动跟踪调试会产生无法接受的延迟等。遇到这些情况,就只能等到程序运行结束后才能判断崩溃的原因了。这时需要用到Linux提供的core dump机制。当程序中出现内存操作错误时,会发生崩溃并产生核心文件。使用GDB可以对产生的核心文件进行分析,找出程序是在什么时候崩溃的和在崩溃之前程序都做了些什么。当然,如果要用GDB来分析核心文件,也必须在编译时加上-g选项来产生调试符号表。

    在分析核心文件之前必须确认系统是否允许生成核心文件,很多Linux发行版在默认时禁止生成核心文件。为了生成核心文件,首先必须执行下面的命令:
    # ulimit -c unlimited

    然后就可以生成核心文件了。这里仍以前面的debugme程序为例,再次执行下面命令将产生核心文件:

# ./debugme
            Enter a string to count words:Happy new year!
            The number of words is 3.
            Segmentation fault (core dumped)


    生成的核心文件名根据系统配置的不同会有所差异。要在GDB中分析核心文件,除了要给出核心文件的文件名外,还必须给出生成该核心文件的可执行程序的名称,示例如下:

#gdb debugme core.547
            ……
            Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
            Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
            ……


    从GDB的输出信息中可以看出,产生这个核心文件的原因是因为程序收到了序号为11的信号。如果想知道程序在崩溃之前运行到了哪里,可以使用“backtrace”或“info stack”命令查看一下堆栈的历史记录。示例如下:

(gdb) info stack
            #0 0x4000c6ac in _dl_fini () from /lib/ld-linux.so.2
            #1 0x40057940 in exit () from /lib/libc.so.6
            #2 0x4004291f in _libc_start_main () from /lib/libc.so.6


    由上可知,程序崩溃时正处于_dl_fini()函数之中。但很多时候程序员感兴趣的可能并不是这个,而是exit()或_libc_start_main()函数,因为它们才可能是问题真正的症结所在。GDB提供的“frame”命令可以用来在不同的调用上下文中切换。例如下面的命令可以查看exit()函数在执行时的状况:

(gdb) frame 1
            #1 0x40057940 in exit () from /lib/libc.so.6


    此外还可以用“up”或“down”命令在不同的函数调用上下文中切换。开发人员使用这三条命令可以很轻松地实现调用栈的遍历。在分析核心文件时,通过将遍历栈的命令和检查变量值的“print”命令结合起来,就能够复原程序运行时的全部景象。

    调试其它进程

    有时会遇到一种很特殊的调试需求,对当前正在运行的其它进程进行调试。这种情况有可能发生在那些无法直接在调试器中运行的进程身上,例如有的进程只能在系统启动时运行。另外如果需要对进程产生的子进程进行调试的话,也只能采用这种方式。GDB可以对正在执行的程序进行调度,它允许开发人员中断程序并查看其状态,之后还能让这个程序正常地继续执行。

    GDB提供了两种方式来调试正在运行的进程:一种是在GDB命令行上指定进程的PID,另一种是在GDB中使用“attach”命令。例如,开发人员可以先启动debugme程序,让其开始等待用户的输入。示例如下:

#./debugme
            Enter a string to count words:


    接下去在另一个虚拟控制台中用下面的命令查出该进程对应的进程号:

# ps -ax | grep debugme
            555 pts/1 S 0:00 ./debugme


    得到进程的PID后,就可以使用GDB对其进行调试了:

# gdb debugme 555
            GNU gdb Red Hat Linux (5.3post-0.20021129.18rh)
            Attaching to program: /home/xiaowp/debugme, process 555
            Reading symbols from /lib/libc.so.6...done.
            ……


    在上面的输出信息中,以Attaching to program开始的行表明GDB已经成功地附加在PID为555的进程上了。另外一种连接到其它进程的方法是先用file命令加载调试时所需的符号表,然后再通过“attaché”命令进行连接:

(gdb) file /home/xiaowp/debugme
            Reading symbols from /home/xiaowp/debugme...done.
            (gdb) attach 555
            ……


    如果想知道程序现在运行到了哪里,同样可以使用“backtrace”命令。当然也可以使用“step”命令对程序进行单步调试。

    在完成调试之后,不要忘记用detach命令断开连接,让被调试的进程可以继续正常运行:

    GDB是Linux下一个最基本的调试器,其功能非常丰富。完整地介绍GDB的功能可能需要几百页,本文只涵盖了GDB的一些最常见的用法。作为一个合格的Linux程序员,花在GDB上的功夫和时间越多,从调试中获得的益处就越多。
posted on 2008-07-27 02:51 聂文龙 阅读(14892) 评论(11)  编辑 收藏 引用

FeedBack:
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 02:54 聂文龙
Linux 包含了一个叫 gdb 的 GNU 调试程序. gdb 是一个用来调试 C 和 C++ 程序的强力调试器. 它使你能在程序运行时观察程序的内部结构和内存的使用情况. 以下是 gdb 所提供的一些功能:
它使你能监视你程序中变量的值.
它使你能设置断点以使程序在指定的代码行上停止执行.
它使你能一行行的执行你的代码.

在命令行上键入 gdb 并按回车键就可以运行 gdb 了, 如果一切正常的话, gdb 将被启动并且你将在屏幕上看到类似的内容:
GDB is free software and you are welcome to distribute copies of it
under certain conditions; type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB; type "show warranty" for details.
GDB 4.14 (i486-slakware-linux), Copyright 1995 Free Software Foundation, Inc.
(gdb)
当你启动 gdb 后, 你能在命令行上指定很多的选项. 你也可以以下面的方式来运行 gdb :
gdb <fname>
当你用这种方式运行 gdb , 你能直接指定想要调试的程序. 这将告诉gdb 装入名为 fname 的可执行文件. 你也可以用 gdb 去检查一个因程序异常终止而产生的 core 文件, 或者与一个正在运行的程序相连. 你可以参考 gdb 指南页或在命令行上键入 gdb -h 得到一个有关这些选项的说明的简单列表.

为调试编译代码(Compiling Code for Debugging)
为了使 gdb 正常工作, 你必须使你的程序在编译时包含调试信息. 调试信息包含你程序里的每个变量的类型和在可执行文件里的地址映射以及源代码的行号. gdb 利用这些信息使源代码和机器码相关联.
在编译时用 -g 选项打开调试选项.

gdb 基本命令
gdb 支持很多的命令使你能实现不同的功能. 这些命令从简单的文件装入到允许你检查所调用的堆栈内容的复杂命令, 表27.1列出了你在用 gdb 调试时会用到的一些命令. 想了解 gdb 的详细使用请参考 gdb 的指南页.
表 27.1. 基本 gdb 命令.

命 令 描 述
file 装入想要调试的可执行文件.
kill 终止正在调试的程序.
list 列出产生执行文件的源代码的一部分.
next 执行一行源代码但不进入函数内部.
step 执行一行源代码而且进入函数内部.
run 执行当前被调试的程序
quit 终止 gdb
watch 使你能监视一个变量的值而不管它何时被改变.
break 在代码里设置断点, 这将使程序执行到这里时被挂起.
make 使你能不退出 gdb 就可以重新产生可执行文件.
shell 使你能不离开 gdb 就执行 UNIX shell 命令.

gdb 支持很多与 UNIX shell 程序一样的命令编辑特征. 你能象在 bash 或 tcsh里那样按 Tab 键让 gdb 帮你补齐一个唯一的命令, 如果不唯一的话 gdb 会列出所有匹配的命令. 你也能用光标键上下翻动历史命令.

gdb 应用举例
本节用一个实例教你一步步的用 gdb 调试程序. 被调试的程序相当的简单, 但它展示了 gdb 的典型应用.

下面列出了将被调试的程序. 这个程序被称为 greeting , 它显示一个简单的问候, 再用反序将它列出.
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}

void my_print (char *string)
{
printf ("The string is %s\n", string);
}

void my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, i;

size = strlen (string);
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size - i] = string[i];
string2[size+1] = `\0';
printf ("The string printed backward is %s\n", string2);
}
用下面的命令编译它:

gcc -o test test.c
这个程序执行时显示如下结果:
The string is hello there

The string printed backward is
输出的第一行是正确的, 但第二行打印出的东西并不是我们所期望的. 我们所设想的输出应该是:
The string printed backward is ereht olleh
由于某些原因, my_print2 函数没有正常工作. 让我们用 gdb 看看问题究竟出在哪儿, 先键入如下命令:

gdb greeting

--------------------------------------------------------------------------------
注意: 记得在编译 greeting 程序时把调试选项打开.
--------------------------------------------------------------------------------

如果你在输入命令时忘了把要调试的程序作为参数传给 gdb , 你可以在 gdb 提示符下用 file 命令来载入它:

(gdb) file greeting
这个命令将载入 greeting 可执行文件就象你在 gdb 命令行里装入它一样.
这时你能用 gdb 的 run 命令来运行 greeting 了. 当它在 gdb 里被运行后结果大约会象这样:

(gdb) run
Starting program: /root/greeting
The string is hello there
The string printed backward is
Program exited with code 041
这个输出和在 gdb 外面运行的结果一样. 问题是, 为什么反序打印没有工作? 为了找出症结所在, 我们可以在 my_print2 函数的 for 语句后设一个断点, 具体的做法是在 gdb 提示符下键入 list 命令三次, 列出源代码:
(gdb) list

(gdb) list

(gdb) list
--------------------------------------------------------------------------------
技巧: 在 gdb 提示符下按回车健将重复上一个命令.
--------------------------------------------------------------------------------

第一次键入 list 命令的输出如下:
1 #include <stdio.h>
2
3 main ()
4 {
5 char my_string[] = "hello there";
6
7 my_print (my_string);
8 my_print2 (my_string);
9 }
10
如果按下回车, gdb 将再执行一次 list 命令, 给出下列输出:
11 my_print (char *string)
12 {
13 printf ("The string is %s\n", string);
14 }
15
16 my_print2 (char *string)
17 {
18 char *string2;
19 int size, i;
20
再按一次回车将列出 greeting 程序的剩余部分:
21 size = strlen (string);
22 string2 = (char *) malloc (size + 1);
23 for (i = 0; i < size; i++)
24 string2[size - i] = string[i];
25 string2[size+1] = `\0';
26 printf ("The string printed backward is %s\n", string2);
27 }
根据列出的源程序, 你能看到要设断点的地方在第24行, 在 gdb 命令行提示符下键入如下命令设置断点:
(gdb) break 24
gdb 将作出如下的响应:
Breakpoint 1 at 0x139: file greeting.c, line 24
(gdb)
现在再键入 run 命令, 将产生如下的输出:
Starting program: /root/greeting
The string is hello there
Breakpoint 1, my_print2 (string = 0xbfffdc4 "hello there") at greeting.c :24
24 string2[size-i]=string[i]
你能通过设置一个观察 string2[size - i] 变量的值的观察点来看出错误是怎样产生的, 做法是键入:
(gdb) watch string2[size - i]
gdb 将作出如下回应:
Watchpoint 2: string2[size - i]
现在可以用 next 命令来一步步的执行 for 循环了:
(gdb) next
经过第一次循环后, gdb 告诉我们 string2[size - i] 的值是 `h`. gdb 用如下的显示来告诉你这个信息:
Watchpoint 2, string2[size - i]
Old value = 0 `\000'
New value = 104 `h'
my_print2(string = 0xbfffdc4 "hello there") at greeting.c:23
23 for (i=0; i<size; i++)
这个值正是期望的. 后来的数次循环的结果都是正确的. 当 i=10 时, 表达式 string2[size - i] 的值等于 `e`, size - i 的值等于 1, 最后一个字符已经拷到新串里了.
如果你再把循环执行下去, 你会看到已经没有值分配给 string2[0] 了, 而它是新串的第一个字符, 因为 malloc 函数在分配内存时把它们初始化为空(null)字符. 所以 string2 的第一个字符是空字符. 这解释了为什么在打印 string2 时没有任何输出了.

现在找出了问题出在哪里, 修正这个错误是很容易的. 你得把代码里写入 string2 的第一个字符的的偏移量改为 size - 1 而不是 size. 这是因为 string2 的大小为 12, 但起始偏移量是 0, 串内的字符从偏移量 0 到 偏移量 10, 偏移量 11 为空字符保留.

为了使代码正常工作有很多种修改办法. 一种是另设一个比串的实际大小小 1 的变量. 这是这种解决办法的代码:
#include <stdio.h>
main ()
{
char my_string[] = "hello there";
my_print (my_string);
my_print2 (my_string);
}

my_print (char *string)
{
printf ("The string is %s\n", string);
}

my_print2 (char *string)
{
char *string2;
int size, size2, i;

size = strlen (string);
size2 = size -1;
string2 = (char *) malloc (size + 1);
for (i = 0; i < size; i++)
string2[size2 - i] = string[i];
string2[size] = `\0';
printf ("The string printed backward is %s\n", string2);
}
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:00 聂文龙
在Linux下调试程序一般用GDB来执行。
  这里简要介绍一下是否gdb调试程序的方法:
  (1)进入gdb调试:
  gdb + 已经编译通过的可执行程序 -》 就进入调试模式。例如:gdb MiddlePublisher
  (2)r + 运行时的参数 -》 开始运行可执行程序。例如 r -lxml2 -f refile
  (3)b + 断点 -》设置调试的断点。两种:一种是:b CMSTask.cpp:200 表示在CMSTask.cpp文件的第200行设置断点。另一种:b TaskManager::buildPubWinTask 表示在执行buildPubWinTask这个函数的时候停止。
  (4)取消断点:
  dis 1 表示取消第一个断点
  dis 2 表示取消第二个断点
  (5)查看设置断点信息: info b
  (6)在断点停止处查看所在代码的详细信息:l
  (7)可以在gdb中直接编译,然后再重新运行时,gdb会直接执行新编译好的可执行程序。例如:直接在gdb下执行make后再重庆运行。
  (8)跟进一个函数:s
  如果设置的断点是在一个函数入口。到达该断点时,键入s就可以进入该函数内部进行调试。如果有多个函数就多次键入S来进入内部的函数。
  PS:
  1、在SecureCRT远程登录界面上开启多个窗口。在窗口之间切换时用:Alt+1,Alt+2.....表示切换到第1个,第2个窗口。
  2、同样在在SecureCRT远程登录界面上要粘贴复制好的内容用:Shift+Insert。

  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:02 聂文龙
检查一切
memcpy, strcpy, strcat sprintf 动态数组下标。
这种问题多半世内存访问错误或者缓冲区溢出覆盖堆栈造成的。
调试方法:
gdb 调试程序或者gdb调试core文件  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:04 聂文龙
编译时加入-g调试选项,去掉-Ox选项
使用gdb运行,如果中断退出,使用bt命令查看调用堆栈,如果不是可以
通过thr n (n表示线程号,用 info thr查看)切换,然后bt看堆栈
以上方法在kernel 2.6+gdb 6中有问题
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:17 聂文龙
一:列文件清单    
  1.   List    
  (gdb)   list   line1,line2    
   
  二:执行程序    
  要想运行准备调试的程序,可使用run命令,在它后面可以跟随发给该程序的任何参数,包括标准输入和标准输出说明符(<和>)和外壳通配符(*、?、[、])在内。    
  如果你使用不带参数的run命令,gdb就再次使用你给予前一条run命令的参数,这是很有用的。    
  利用set   args   命令就可以修改发送给程序的参数,而使用show   args   命令就可以查看其缺省参数的列表。    
  (gdb)set   args   –b   –x    
  (gdb)   show   args    
  backtrace命令为堆栈提供向后跟踪功能。    
  Backtrace   命令产生一张列表,包含着从最近的过程开始的所以有效过程和调用这些过程的参数。    
   
  三:显示数据    
  利用print   命令可以检查各个变量的值。    
  (gdb)   print   p   (p为变量名)    
  whatis   命令可以显示某个变量的类型    
  (gdb)   whatis   p    
  type   =   int   *    
   
  print   是gdb的一个功能很强的命令,利用它可以显示被调试的语言中任何有效的表达式。表达式除了包含你程序中的变量外,还可以包含以下内容:    
  l   对程序中函数的调用    
  (gdb)   print   find_entry(1,0)    
  l   数据结构和其他复杂对象    
  (gdb)   print   *table_start    
  $8={e=reference=’\000’,location=0x0,next=0x0}    
  l   值的历史成分    
  (gdb)print   $1   ($1为历史记录变量,在以后可以直接引用   $1   的值)    
  l   人为数组    
  人为数组提供了一种去显示存储器块(数组节或动态分配的存储区)内容的方法。早期的调试程序没有很好的方法将任意的指针换成一个数组。就像对待参数一样,让我们查看内存中在变量h后面的10个整数,一个动态数组的语法如下所示:    
  base@length    
  因此,要想显示在h后面的10个元素,可以使用h@10:    
  (gdb)print   h@10    
  $13=(-1,345,23,-234,0,0,0,98,345,10)    
   
  四:断点(breakpoint)    
  break命令(可以简写为b)可以用来在调试的程序中设置断点,该命令有如下四种形式:    
  l   break   line-number   使程序恰好在执行给定行之前停止。    
  l   break   function-name   使程序恰好在进入指定的函数之前停止。    
  l   break   line-or-function   if   condition   如果condition(条件)是真,程序到达指定行或函数时停止。    
  l   break   routine-name   在指定例程的入口处设置断点    
   
  如果该程序是由很多原文件构成的,你可以在各个原文件中设置断点,而不是在当前的原文件中设置断点,其方法如下:    
  (gdb)   break   filename:line-number    
  (gdb)   break   filename:function-name    
   
  要想设置一个条件断点,可以利用break   if命令,如下所示:    
  (gdb)   break   line-or-function   if   expr    
  例:    
  (gdb)   break   46   if   testsize==100    
   
  从断点继续运行:countinue   命令    
  五.断点的管理    
   
  1.   显示当前gdb的断点信息:    
  (gdb)   info   break    
  他会以如下的形式显示所有的断点信息:    
  Num   Type   Disp   Enb   Address   What    
  1   breakpoint   keep   y   0x000028bc   in   init_random   at   qsort2.c:155    
  2   breakpoint   keep   y   0x0000291c   in   init_organ   at   qsort2.c:168    
  (gdb)    
  2.删除指定的某个断点:    
  (gdb)   delete   breakpoint   1    
  该命令将会删除编号为1的断点,如果不带编号参数,将删除所有的断点    
  (gdb)   delete   breakpoint    
  3.禁止使用某个断点    
  (gdb)   disable   breakpoint   1    
  该命令将禁止断点   1,同时断点信息的   (Enb)域将变为   n    
  4.允许使用某个断点    
  (gdb)   enable   breakpoint   1    
  该命令将允许断点   1,同时断点信息的   (Enb)域将变为   y    
  5.清除原文件中某一代码行上的所有断点    
  (gdb)clean   number    
  注:number   为原文件的某个代码行的行号    
  六.变量的检查和赋值    
  l   whatis:识别数组或变量的类型    
  l   ptype:比whatis的功能更强,他可以提供一个结构的定义    
  l   set   variable:将值赋予变量    
  l   print   除了显示一个变量的值外,还可以用来赋值    
七.单步执行    
  l   next    
  不进入的单步执行    
  l   step    
  进入的单步执行    
  如果已经进入了某函数,而想退出该函数返回到它的调用函数中,可使用命令finish    
  八.函数的调用    
  l   call   name   调用和执行一个函数    
  (gdb)   call   gen_and_sork(   1234,1,0   )    
  (gdb)   call   printf(“abcd”)    
  $1=4    
  l   finish   结束执行当前函数,显示其返回值(如果有的话)    
   
  九.机器语言工具    
  有一组专用的gdb变量可以用来检查和修改计算机的通用寄存器,gdb提供了目前每一台计算机中实际使用的4个寄存器的标准名字:    
  l   $pc   :   程序计数器    
  l   $fp   :   帧指针(当前堆栈帧)    
  l   $sp   :   栈指针    
  l   $ps   :   处理器状态    
   
  十.信号    
  gdb通常可以捕捉到发送给它的大多数信号,通过捕捉信号,它就可决定对于正在运行的进程要做些什么工作。例如,按CTRL-C将中断信号发送给gdb,通常就会终止gdb。但是你或许不想中断gdb,真正的目的是要中断gdb正在运行的程序,因此,gdb要抓住该信号并停止它正在运行的程序,这样就可以执行某些调试操作。    
   
  Handle命令可控制信号的处理,他有两个参数,一个是信号名,另一个是接受到信号时该作什么。几种可能的参数是:    
  l   nostop   接收到信号时,不要将它发送给程序,也不要停止程序。    
  l   stop   接受到信号时停止程序的执行,从而允许程序调试;显示一条表示已接受到信号的消息(禁止使用消息除外)    
  l   print   接受到信号时显示一条消息    
  l   noprint   接受到信号时不要显示消息(而且隐含着不停止程序运行)    
  l   pass   将信号发送给程序,从而允许你的程序去处理它、停止运行或采取别的动作。    
  l   nopass   停止程序运行,但不要将信号发送给程序。    
  例如,假定你截获SIGPIPE信号,以防止正在调试的程序接受到该信号,而且只要该信号一到达,就要求该程序停止,并通知你。要完成这一任务,可利用如下命令:    
  (gdb)   handle   SIGPIPE   stop   print    
  请注意,UNIX的信号名总是采用大写字母!你可以用信号编号替代信号名    
  如果你的程序要执行任何信号处理操作,就需要能够测试其信号处理程序,为此,就需要一种能将信号发送给程序的简便方法,这就是signal命令的任务。该   命令的参数是一个数字或者一个名字,如SIGINT。假定你的程序已将一个专用的SIGINT(键盘输入,或CTRL-C;信号2)信号处理程序设置成采   取某个清理动作,要想测试该信号处理程序,你可以设置一个断点并使用如下命令:    
  (gdb)   signal   2    
  continuing   with   signal   SIGINT(2)    
  该程序继续执行,但是立即传输该信号,而且处理程序开始运行.    
   
  十一.   原文件的搜索    
  search   text:该命令可显示在当前文件中包含text串的下一行。    
  Reverse-search   text:该命令可以显示包含text   的前一行。    
   
  十二.UNIX接口    
  shell   命令可启动UNIX外壳,CTRL-D退出外壳,返回到   gdb.    
   
  十三.命令的历史    
  为了允许使用历史命令,可使用   set   history   expansion   on   命令    
  (gdb)   set   history   expansion   on    
   
  小结:常用的gdb命令    
  backtrace   显示程序中的当前位置和表示如何到达当前位置的栈跟踪(同义词:where)    
  breakpoint   在程序中设置一个断点    
  cd   改变当前工作目录    
  clear   删除刚才停止处的断点    
  commands   命中断点时,列出将要执行的命令    
  continue   从断点开始继续执行    
  delete   删除一个断点或监测点;也可与其他命令一起使用    
  display   程序停止时显示变量和表达时    
  down   下移栈帧,使得另一个函数成为当前函数    
  frame   选择下一条continue命令的帧    
  info   显示与该程序有关的各种信息    
  jump   在源程序中的另一点开始运行    
  kill   异常终止在gdb   控制下运行的程序    
  list   列出相应于正在执行的程序的原文件内容    
  next   执行下一个源程序行,从而执行其整体中的一个函数    
  print   显示变量或表达式的值    
  pwd   显示当前工作目录    
  pype   显示一个数据结构(如一个结构或C++类)的内容    
  quit   退出gdb    
  reverse-search   在源文件中反向搜索正规表达式    
  run   执行该程序    
  search   在源文件中搜索正规表达式    
  set   variable   给变量赋值    
  signal   将一个信号发送到正在运行的进程    
  step   执行下一个源程序行,必要时进入下一个函数    
  undisplay   display命令的反命令,不要显示表达式    
  until   结束当前循环    
  up   上移栈帧,使另一函数成为当前函数    
  watch   在程序中设置一个监测点(即数据断点)    
  whatis   显示变量或函数类型    
  ****************************************************   
GNU的调试器称为gdb,该程序是一个交互式工具,工作在字符模式。在   X   Window   系统中,有一个gdb的前端图形工具,称为xxgdb。gdb   是功能强大的调试程序,可完成如下的调试任务:    
    *   设置断点;    
    *   监视程序变量的值;    
    *   程序的单步执行;    
    *   修改变量的值。    
    在可以使用   gdb   调试程序之前,必须使用   -g   选项编译源文件。可在   makefile   中如下定义   CFLAGS   变量:    
       CFLAGS   =   -g    
       运行   gdb   调试程序时通常使用如下的命令:    
       gdb   progname    
   
    在   gdb   提示符处键入help,将列出命令的分类,主要的分类有:    
    *   aliases:命令别名    
    *   breakpoints:断点定义;    
    *   data:数据查看;    
    *   files:指定并查看文件;    
    *   internals:维护命令;    
    *   running:程序执行;    
    *   stack:调用栈查看;    
    *   statu:状态查看;    
    *   tracepoints:跟踪程序执行。    
    键入   help   后跟命令的分类名,可获得该类命令的详细清单。    
   
   
  gdb   的常用命令    
  命令   解释    
    break   NUM   在指定的行上设置断点。    
    bt   显示所有的调用栈帧。该命令可用来显示函数的调用顺序。    
    clear   删除设置在特定源文件、特定行上的断点。其用法为clear   FILENAME:NUM    
    continue   继续执行正在调试的程序。该命令用在程序由于处理信号或断点而   导致停止运行时。    
    display   EXPR   每次程序停止后显示表达式的值。表达式由程序定义的变量组成。    
    file   FILE   装载指定的可执行文件进行调试。    
    help   NAME   显示指定命令的帮助信息。    
    info   break   显示当前断点清单,包括到达断点处的次数等。    
    info   files   显示被调试文件的详细信息。    
    info   func   显示所有的函数名称。    
    info   local   显示当函数中的局部变量信息。    
    info   prog   显示被调试程序的执行状态。    
    info   var   显示所有的全局和静态变量名称。    
    kill   终止正被调试的程序。    
    list   显示源代码段。    
    make   在不退出   gdb   的情况下运行   make   工具。    
    next   在不单步执行进入其他函数的情况下,向前执行一行源代码。    
    print   EXPR   显示表达式   EXPR   的值。    
   
  ******gdb   使用范例************************    
  -----------------    
  清单   一个有错误的   C   源程序   bugging.c    
  代码:    
   
  -----------------    
  1 #i   nclude    
  2    
  3 static   char   buff   [256];    
  4 static   char*   string;    
  5 int   main   ()    
  6 {    
  7   printf   ("Please   input   a   string:   ");    
  8   gets   (string);      
  9     printf   ("\nYour   string   is:   %s\n",   string);    
  10   }    
   
   
  -----------------    
      上面这个程序非常简单,其目的是接受用户的输入,然后将用户的输入打印出来。该程序使用了一个未经过初始化的字符串地址   string,因此,编译并运行之后,将出现   Segment   Fault   错误:    
  $   gcc   -o   bugging   -g   bugging.c    
  $   ./bugging    
  Please   input   a   string:   asfd    
  Segmentation   fault   (core   dumped)    
  为了查找该程序中出现的问题,我们利用   gdb,并按如下的步骤进行:    
  1.运行   gdb   bugging   命令,装入   bugging   可执行文件;    
  2.执行装入的   bugging   命令   run;    
  3.使用   where   命令查看程序出错的地方;    
  4.利用   list   命令查看调用   gets   函数附近的代码;    
  5.唯一能够导致   gets   函数出错的因素就是变量   string。用print命令查看   string   的值;    
  6.在   gdb   中,我们可以直接修改变量的值,只要将   string   取一个合法的指针值就可以了,为此,我们在第8行处设置断点   break   8;    
  7.程序重新运行到第   8行处停止,这时,我们可以用   set   variable   命令修改   string   的取值;    
  8.然后继续运行,将看到正确的程序运行结果    
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:22 聂文龙
gdb调试程序已经run了

动态的增加断点
 
ctrl-z挂起 设置短点 fg唤醒
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:22 聂文龙
d 空格加断点num,是去断点的,c是跳到下一个断点

跳出函数,相当于step over :finish.
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:43 聂文龙

gdb对于多线程程序的调试有如下的支持:

  • 线程产生通知:在产生新的线程时, gdb会给出提示信息

(gdb) r
Starting program: /root/thread
[New Thread (LWP 12900)]
[New Thread (LWP 12907)]—以下三个为新产生的线程
[New Thread (LWP 12908)]
[New Thread (LWP 12909)]

  • 查看线程:使用info threads可以查看运行的线程。

(gdb) info threads
4 Thread (LWP 12940) 0xffffe002 in ?? ()
3 Thread (LWP 12939) 0xffffe002 in ?? ()
2 Thread (LWP 12938) 0xffffe002 in ?? ()
* 1 Thread (LWP 12931) main (argc=1, argv=0xbfffda04) at thread.c:21
(gdb)
注意,行首的蓝色文字为gdb分配的线程号,对线程进行切换时,使用该该号码,而不是上文标出的绿色数字。

另外,行首的红色星号标识了当前活动的线程

  • 切换线程:使用 thread THREADNUMBER 进行切换,THREADNUMBER 为上文提到的线程号。下例显示将活动线程从 1 切换至 4。

(gdb) info threads
4 Thread (LWP 12940) 0xffffe002 in ?? ()
3 Thread (LWP 12939) 0xffffe002 in ?? ()
2 Thread (LWP 12938) 0xffffe002 in ?? ()
* 1 Thread (LWP 12931) main (argc=1, argv=0xbfffda04) at thread.c:21
(gdb) thread 4
[Switching to thread 4 (Thread (LWP 12940))]#0 0xffffe002 in ?? ()
(gdb) info threads
* 4 Thread (LWP 12940) 0xffffe002 in ?? ()
3 Thread (LWP 12939) 0xffffe002 in ?? ()
2 Thread (LWP 12938) 0xffffe002 in ?? ()
1 Thread (LWP 12931) main (argc=1, argv=0xbfffda04) at thread.c:21
(gdb)
以上即为使用gdb提供的对多线程进行调试的一些基本命令。另外,gdb也提供对线程的断点设置以及对指定或所有线程发布命令的命令。

初次接触gdb下多线程的调试,往往会忽视gdb中活动线程的概念。一般来讲,在使用gdb调试的时候,只有一个线程为活动线程,如果希望得到其他的线程的输出结果,必须使用thread命令切换至指定的线程,才能对该线程进行调试或观察输出结果。

  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 03:47 聂文龙
在linux环境下调试多线程,总觉得不像.NET那么方便。这几天就为找一个死锁的bug折腾好久,介绍一下用过的方法吧。

多线程如果dump,多为段错误,一般都涉及内存非法读写。可以这样处理,使用下面的命令打开系统开关,让其可以在死掉的时候生成core文件。  
ulimit -c unlimited
这样的话死掉的时候就可以在当前目录看到core.pid(pid为进程号)的文件。接着使用gdb:
gdb ./bin ./core.pid
进去后,使用bt查看死掉时栈的情况,在使用frame命令。

还有就是里面某个线程停住,也没死,这种情况一般就是死锁或者涉及消息接受的超时问题(听人说的,没有遇到过)。遇到这种情况,可以使用:
gcore pid (调试进程的pid号)
手动生成core文件,在使用pstack(linux下好像不好使)查看堆栈的情况。如果都看不出来,就仔细查看代码,看看是不是在if,return,break,continue这种语句操作是忘记解锁,还有嵌套锁的问题,都需要分析清楚了。

最后,说一句,静心看代码,捶胸顿足是没有用的。
  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2008-07-27 04:03 聂文龙

GDB 概述
————

GDB GNU 开源组织发布的一个强大的 UNIX 下的程序调试工具。或许,各位比较喜欢那种图形界面方式的,像 VC BCB IDE 的调试,但如果你是在 UNIX 平台下做软件,你会发现 GDB 这个调试工具有比 VC BCB 的图形化调试器更强大的功能。所谓寸有所长,尺有所短就是这个道理。

一般来说, GDB 主要帮忙你完成下面四个方面的功能:

    1 、启动你的程序,可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
    2
、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。(断点可以是条件表达式)
    3
、当程序被停住时,可以检查此时你的程序中所发生的事。
    4
、动态的改变你程序的执行环境。

从上面看来, GDB 和一般的调试工具没有什么两样,基本上也是完成这些功能,不过在细节上,你会发现 GDB 这个调试工具的强大,大家可能比较习惯了图形化的调试工具,但有时候,命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。让我们一一看来。


一个调试示例
——————

源程序: tst.c

     1 #include <stdio.h>
     2
     3 int func(int n)
     4 {
     5         int sum=0,i;
     6         for(i=0; i<n; i++)
     7         {
     8                 sum+=i;
     9         }
    10         return sum;
    11 }
    12
    13
    14 main()
    15 {
    16         int i;
    17         long result = 0;
    18         for(i=1; i<=100; i++)
    19         {
    20                 result += i;
    21         }
    22
    23        printf("result[1-100] = %d \n", result );
    24        printf("result[1-250] = %d \n", func(250) );
    25 }

编译生成执行文件:( Linux 下)
    hchen/test> cc -g tst.c -o tst

使用 GDB 调试:

hchen/test> gdb tst  <---------- 启动 GDB
GNU gdb 5.1.1
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-suse-linux"...
(gdb) l     <-------------------- l
命令相当于 list ,从第一行开始例出原码。
1        #include <stdio.h>
2
3        int func(int n)
4        {
5                int sum=0,i;
6                for(i=0; i<n; i++)
7                {
8                        sum+=i;
9                }
10               return sum;
(gdb)       <--------------------
直接回车表示,重复上一次命令
11       }
12
13
14       main()
15       {
16               int i;
17               long result = 0;
18               for(i=1; i<=100; i++)
19               {
20                       result += i;   
(gdb) break 16    <--------------------
设置断点,在源程序第 16 行处。
Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16.
(gdb) break func  <--------------------
设置断点,在函数 func() 入口处。
Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5.
(gdb) info break  <--------------------
查看断点信息。
Num Type           Disp Enb Address    What
1   breakpoint     keep y   0x08048496 in main at tst.c:16
2   breakpoint     keep y   0x08048456 in func at tst.c:5
(gdb) r           <---------------------
运行程序, run 命令简写
Starting program: /home/hchen/test/tst

Breakpoint 1, main () at tst.c:17    <---------- 在断点处停住。
17               long result = 0;
(gdb) n          <---------------------
单条语句执行, next 命令简写。
18               for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20                       result += i;
(gdb) n
18               for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20                       result += i;
(gdb) c          <---------------------
继续运行程序, continue 命令简写。
Continuing.
result[1-100] = 5050       <----------
程序输出。

Breakpoint 2, func (n=250) at tst.c:5
5                int sum=0,i;
(gdb) n
6                for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p i        <---------------------
打印变量 i 的值, print 命令简写。
$1 = 134513808
(gdb) n
8                        sum+=i;
(gdb) n
6                for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$2 = 1
(gdb) n
8                        sum+=i;
(gdb) p i
$3 = 2
(gdb) n
6                for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$4 = 3
(gdb) bt        <---------------------
查看函数堆栈。
#0  func (n=250) at tst.c:5
#1  0x080484e4 in main () at tst.c:24
#2  0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6
(gdb) finish    <---------------------
退出函数。
Run till exit from #0  func (n=250) at tst.c:5
0x080484e4 in main () at tst.c:24
24              printf("result[1-250] = %d \n", func(250) );
Value returned is $6 = 31375
(gdb) c     <---------------------
继续运行。
Continuing.
result[1-250] = 31375    <----------
程序输出。

Program exited with code 027. <-------- 程序退出,调试结束。
(gdb) q     <---------------------
退出 gdb
hchen/test>

好了,有了以上的感性认识,还是让我们来系统地认识一下 gdb 吧。

 


使用 GDB
————

一般来说 GDB 主要调试的是 C/C++ 的程序。要调试 C/C++ 的程序,首先在编译时,我们必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器( cc/gcc/g++ )的 -g 参数可以做到这一点。如:

    > cc -g hello.c -o hello
    > g++ -g hello.cpp -o hello

如果没有 -g ,你将看不见程序的函数名、变量名,所代替的全是运行时的内存地址。当你用 -g 把调试信息加入之后,并成功编译目标代码以后,让我们来看看如何用 gdb 来调试他。

启动 GDB 的方法有以下几种:

    1 gdb <program>
       program
也就是你的执行文件,一般在当然目录下。

    2 gdb <program> core
      
gdb 同时调试一个运行程序和 core 文件, core 是程序非法执行后 core dump 后产生的文件。

    3 gdb <program> <PID>
      
如果你的程序是一个服务程序,那么你可以指定这个服务程序运行时的进程 ID gdb 会自动 attach 上去,并调试他。 program 应该在 PATH 环境变量中搜索得到。

 

GDB 启动时,可以加上一些 GDB 的启动开关,详细的开关可以用 gdb -help 查看。我在下面只例举一些比较常用的参数:

    -symbols <file>
    -s <file>
   
从指定文件中读取符号表。

    -se file
   
从指定文件中读取符号表信息,并把他用在可执行文件中。

    -core <file>
    -c <file>
   
调试时 core dump core 文件。

    -directory <directory>
    -d <directory>
   
加入一个源文件的搜索路径。默认搜索路径是环境变量中 PATH 所定义的路径。

GDB 的命令概貌
———————

启动 gdb 后,就你被带入 gdb 的调试环境中,就可以使用 gdb 的命令开始调试程序了, gdb 的命令可以使用 help 命令来查看,如下所示:

    /home/hchen> gdb
    GNU gdb 5.1.1
    Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
    GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
    welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
    Type "show copying" to see the conditions.
    There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
    This GDB was configured as "i386-suse-linux".
    (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

    Type "help" followed by a class name for a list of commands in that class.
    Type "help" followed by command name for full documentation.
    Command name abbreviations are allowed if unambiguous.
    (gdb)

gdb 的命令很多, gdb 把之分成许多个种类。 help 命令只是例出 gdb 的命令种类,如果要看种类中的命令,可以使用 help <class> 命令,如: help breakpoints ,查看设置断点的所有命令。也可以直接 help <command> 来查看命令的帮助。


gdb
中,输入命令时,可以不用打全命令,只用打命令的前几个字符就可以了,当然,命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令,在 Linux 下,你可以敲击两次 TAB 键来补齐命令的全称,如果有重复的,那么 gdb 会把其例出来。
   
   
示例一:在进入函数 func 时,设置一个断点。可以敲入 break func ,或是直接就是 b func
    (gdb) b func
    Breakpoint 1 at 0x8048458: file hello.c, line 10.
 
   
示例二:敲入 b 按两次 TAB 键,你会看到所有 b 打头的命令:
    (gdb) b
    backtrace  break      bt
    (gdb)

    示例三:只记得函数的前缀,可以这样:
    (gdb) b make_ <
TAB >
   
(再按下一次 TAB 键,你会看到 :
    make_a_section_from_file     make_environ
    make_abs_section             make_function_type
    make_blockvector             make_pointer_type
    make_cleanup                 make_reference_type
    make_command                 make_symbol_completion_list
    (gdb) b make_
    GDB
把所有 make 开头的函数全部例出来给你查看。

    示例四:调试 C++ 的程序时,有可以函数名一样。如:
    (gdb) b 'bubble( M-?
    bubble(double,double)    bubble(int,int)
    (gdb) b 'bubble(
   
你可以查看到 C++ 中的所有的重载函数及参数。(注: M-? 按两次 TAB 是一个意思)

要退出 gdb 时,只用发 quit 或命令简称 q 就行了。

 

GDB 中运行 UNIX shell 程序
————————————

gdb 环境中,你可以执行 UNIX shell 的命令,使用 gdb shell 命令来完成:

    shell <command string>
   
调用 UNIX shell 来执行 <command string> ,环境变量 SHELL 中定义的 UNIX shell 将会被用来执行 <command string> ,如果 SHELL 没有定义,那就使用 UNIX 的标准 shell /bin/sh 。(在 Windows 中使用 Command.com cmd.exe

还有一个 gdb 命令是 make
    make <make-args>
   
可以在 gdb 中执行 make 命令来重新 build 自己的程序。这个命令等价于 “ shell make <make-args> ”

GDB 中运行程序
————————

当以 gdb <program> 方式启动 gdb 后, gdb 会在 PATH 路径和当前目录中搜索 <program> 的源文件。如要确认 gdb 是否读到源文件,可使用 l list 命令,看看 gdb 是否能列出源代码。

gdb 中,运行程序使用 r 或是 run 命令。程序的运行,你有可能需要设置下面四方面的事。

1 、程序运行参数。
    set args
可指定运行时参数。(如: set args 10 20 30 40 50
    show args
命令可以查看设置好的运行参数。

2 、运行环境。
    path <dir>
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。

3 、工作目录。
    cd <dir>
相当于 shell cd 命令。
    pwd
显示当前的所在目录。

4 、程序的输入输出。
    info terminal
显示你程序用到的终端的模式。
   
使用重定向控制程序输出。如: run > outfile
    tty
命令可以指写输入输出的终端设备。如: tty /dev/ttyb


调试已运行的程序
————————

两种方法:
1
、在 UNIX 下用 ps 查看正在运行的程序的 PID (进程 ID ),然后用 gdb <program> PID 格式挂接正在运行的程序。
2
、先用 gdb <program> 关联上源代码,并进行 gdb ,在 gdb 中用 attach 命令来挂接进程的 PID 。并用 detach 来取消挂接的进程。

 

暂停 / 恢复程序运行
—————————

调试程序中,暂停程序运行是必须的, GDB 可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住,在什么条件下停住,在收到什么信号时停往等等。以便于你查看运行时的变量,以及运行时的流程。

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。

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。


一、设置断点( 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 <function>
       
在进入指定函数时停住。 C++ 中可以使用 class::function function(type,type) 格式来指定函数名。

    break <linenum>
       
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 linenum 行处停住。

    break filename:function
       
在源文件 filename 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 <condition>
        ...
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 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]
   

二、设置观察点( 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 <expr>
       
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 <expr>
       
当表达式(变量) expr 被读时,停住程序。
       
    awatch <expr>
       
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。


三、设置捕捉点( 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 <event>
       
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 load <libname> 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 unload <libname> 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 <event>
       
只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。

四、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 <function>
    clear <filename:function>
       
清除所有设置在函数上的停止点。

    clear <linenum>
    clear <filename:linenum>
       
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。

 

五、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 watch 命令支持 if catch 目前暂不支持 if

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

    condition <bnum>
       
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 <bnum> <count>
       
表示忽略断点号为 bnum 的停止条件 count 次。

 

六、为停止点设定运行命令

我们可以使用 GDB 提供的 command 命令来设置停止点的运行命令。也就是说,当运行的程序在被停止住时,我们可以让其自动运行一些别的命令,这很有利行自动化调试。对基于 GDB 的自动化调试是一个强大的支持。


    commands [bnum]
    ... command-list ...
    end

    为断点号 bnum 指写一个命令列表。当程序被该断点停住时, gdb 会依次运行命令列表中的命令。

    例如:

        break foo if x>0
        commands
        printf "x is %d\n",x
        continue
        end
       
断点设置在函数 foo 中,断点条件是 x>0 ,如果程序被断住后,也就是,一旦 x 的值在 foo 函数中大于 0 GDB 会自动打印出 x 的值,并继续运行程序。

如果你要清除断点上的命令序列,那么只要简单的执行一下 commands 命令,并直接在打个 end 就行了。


七、断点菜单

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 <function> 不能告诉 GDB 要停在哪个函数的入口。当然,你可以使用 break <function(type)> 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。


八、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 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 <count>
       
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 <count>
       
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 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 si
    nexti
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 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)


九、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 handle 命令来完成这一功能。

    handle <signal> <keywords...>
       
GDB 中定义一个信号处理。信号 <signal> 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 <keywords> 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。


十、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 <linespec> thread <threadno>
    break <linespec> thread <threadno> 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 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 <threadno> 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 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 <n>
    bt <n>
        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>
    f <n>
        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 <n>
       
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 <n>
       
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 <n>
对应于 frame 命令。
            up-silently <n>
对应于 up 命令。
            down-silently <n>
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 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。

查看源程序
—————

一、显示源代码

    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 <linenum>
       
显示程序第 linenum 行的周围的源程序。
   
    list <function>
       
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 <count>
       
设置一次显示源代码的行数。
       
    show listsize
       
查看当前 listsize 的设置。
       

list 命令还有下面的用法:

    list <first>, <last>
       
显示从 first 行到 last 行之间的源代码。
   
    list , <last>
       
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:

    <linenum>   行号。
    <+offset>  
当前行号的正偏移量。
    <-offset>  
当前行号的负偏移量。
    <filename:linenum> 
哪个文件的哪一行。
    <function> 
函数名。
    <filename:function>
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。
   

二、搜索源代码

不仅如此, GDB 还提供了源代码搜索的命令:

    forward-search <regexp>
    search <regexp>
       
向前面搜索。

    reverse-search <regexp>
       
全部搜索。
       
其中, <regexp> 就是正则表达式,也主一个字符串的匹配模式,关于正则表达式,我就不在这里讲了,还请各位查看相关资料。


三、指定源文件的路径

某些时候,用 -g 编译过后的执行程序中只是包括了源文件的名字,没有路径名。 GDB 提供了可以让你指定源文件的路径的命令,以便 GDB 进行搜索。

    directory <dirname ... >
    dir <dirname ... >
       
加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径, UNIX 下你可以使用 “ : ” Windows 下你可以使用 “ ; ”
    directory
       
清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。
   
    show directories
       
显示定义了的源文件搜索路径。
       

四、源代码的内存

你可以使用 info line 命令来查看源代码在内存中的地址。 info line 后面可以跟行号函数名文件名 : 行号文件名 : 函数名,这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址,如:

        (gdb) info line tst.c:func
        Line 5 of "tst.c" starts at address 0x8048456 <func+6> and ends at 0x804845d <func+13>.

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 <func>:       push   %ebp
        0x8048451 <func+1>:     mov    %esp,%ebp
        0x8048453 <func+3>:     sub    $0x18,%esp
        0x8048456 <func+6>:     movl   $0x0,0xfffffffc(%ebp)
        0x804845d <func+13>:    movl   $0x1,0xfffffff8(%ebp)
        0x8048464 <func+20>:    mov    0xfffffff8(%ebp),%eax
        0x8048467 <func+23>:    cmp    0x8(%ebp),%eax
        0x804846a <func+26>:    jle    0x8048470 <func+32>
        0x804846c <func+28>:    jmp    0x8048480 <func+48>
        0x804846e <func+30>:    mov    %esi,%esi
        0x8048470 <func+32>:    mov    0xfffffff8(%ebp),%eax
        0x8048473 <func+35>:    add    %eax,0xfffffffc(%ebp)
        0x8048476 <func+38>:    incl   0xfffffff8(%ebp)
        0x8048479 <func+41>:    jmp    0x8048464 <func+20>
        0x804847b <func+43>:    nop
        0x804847c <func+44>:    lea    0x0(%esi,1),%esi
        0x8048480 <func+48>:    mov    0xfffffffc(%ebp),%edx
        0x8048483 <func+51>:    mov    %edx,%eax
        0x8048485 <func+53>:    jmp    0x8048487 <func+55>
        0x8048487 <func+55>:    mov    %ebp,%esp
        0x8048489 <func+57>:    pop    %ebp
        0x804848a <func+58>:    ret
        End of assembler dump.

 

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 <expr>
    print /<f> <expr>
        <expr>
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), <f> 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。
       
    {<type>} <addr>
       
表示一个指向内存地址 <addr> 的类型为 type 的一个对象。
       
       
二、程序变量

    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 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 “ @ ” 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> <addr>
   
    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 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。
   
    <addr>
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 <expr>
    display/<fmt> <expr>
    display/<fmt> <addr>
   
    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 s 同样被 display 支持,一个非常有用的命令是:
   
        display/i $pc
   
    $pc
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 <dnums...>
    delete display <dnums...>
   
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 <dnums...>
    enable display <dnums...>
    disable
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

七、设置显示选项

    GDB 中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。

    set print address
    set print address on
       
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。系统默认为打开的,如:
       
        (gdb) f
        #0  set_quotes (lq=0x34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")
            at input.c:530
        530         if (lquote != def_lquote)


    set print address off
       
关闭函数的参数地址显示,如:
       
        (gdb) set print addr off
        (gdb) f
        #0  set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530
        530         if (lquote != def_lquote)

    show print address
       
查看当前地址显示选项是否打开。
       
    set print array
    set print array on
       
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。这个选项默认是关闭的。与之相关的两个命令如下,我就不再多说了。
       
    set print array off
    show print array

    set print elements <number-of-elements>
       
这个选项主要是设置数组的,如果你的数组太大了,那么就可以指定一个 <number-of-elements> 来指定数据显示的最大长度,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。
       
    show print elements
       
查看 print elements 的选项信息。
       
    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 pretty on
       
如果打开 printf pretty 这个选项,那么当 GDB 显示结构体时会比较漂亮。如:

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

    set print pretty off
       
关闭 printf pretty 这个选项, GDB 显示结构体时会如下显示:
       
            $1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}
           
    show print pretty
       
查看 GDB 是如何显示结构体的。
       
   
    set print sevenbit-strings <on/off>
       
设置字符显示,是否按 “ \nnn ” 的格式显示,如果打开,则字符串或字符数据按 \nnn 显示,如 “ \065 ”
   
    show print sevenbit-strings
       
查看字符显示开关是否打开。
       
    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。例如有以下数据结构:
       
        typedef enum {Tree, Bug} Species;
        typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;
        typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}
                      Bug_forms;
       
        struct thing {
          Species it;
          union {
            Tree_forms tree;
            Bug_forms bug;
          } form;
        };
       
        struct thing foo = {Tree, {Acorn}};

        当打开这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:
            $1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}
       
       
当关闭这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:
            $1 = {it = Tree, form = {...}}

    show print union
       
查看联合体数据的显示方式
       
    set print object <on/off>
       
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。这个选项默认是 off
   
    show print object
       
查看对象选项的设置。
       
    set print static-members <on/off>
       
这个选项表示,当显示一个 C++ 对象中的内容是,是否显示其中的静态数据成员。默认是 on
   
    show print static-members
       
查看静态数据成员选项设置。
       
    set print vtbl <on/off>
       
当此选项打开时, GDB 将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。
       
    show print vtbl
       
查看虚函数显示格式的选项。
       
       
八、历史记录

    当你用 GDB print 查看程序运行时的数据时,你每一个 print 都会被 GDB 记录下来。 GDB 会以 $1, $2, $3 ..... 这样的方式为你每一个 print 命令编上号。于是,你可以使用这个编号访问以前的表达式,如 $1 。这个功能所带来的好处是,如果你先前输入了一个比较长的表达式,如果你还想查看这个表达式的值,你可以使用历史记录来访问,省去了重复输入。
   
   
九、 GDB 环境变量

    你可以在 GDB 的调试环境中定义自己的变量,用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个 GDB 的变量很简单只需。使用 GDB set 命令。 GDB 的环境变量和 UNIX 一样,也是以 $ 起头。如:
   
    set $foo = *object_ptr
   
   
使用环境变量时, GDB 会在你第一次使用时创建这个变量,而在以后的使用中,则直接对其賦值。环境变量没有类型,你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。
   
    show convenience
       
该命令查看当前所设置的所有的环境变量。
       
   
这是一个比较强大的功能,环境变量和程序变量的交互使用,将使得程序调试更为灵活便捷。例如:
   
        set $i = 0
        print bar[$i++]->contents
   
   
于是,当你就不必, print bar[0]->contents, print bar[1]->contents 地输入命令了。输入这样的命令后,只用敲回车,重复执行上一条语句,环境变量会自动累加,从而完成逐个输出的功能。
   
   
十、查看寄存器

    要查看寄存器的值,很简单,可以使用如下命令:
   
    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 <regname ...>
       
查看所指定的寄存器的情况。
       
   
寄存器中放置了程序运行时的数据,比如程序当前运行的指令地址( ip ),程序的当前堆栈地址( sp )等等。你同样可以使用 print 命令来访问寄存器的情况,只需要在寄存器名字前加一个 $ 符号就可以了。如: p $eip

改变程序的执行
———————

    一旦使用 GDB 挂上被调试程序,当程序运行起来后,你可以根据自己的调试思路来动态地在 GDB 中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值,这个强大的功能能够让你更好的调试你的程序,比如,你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。
   
   
一、修改变量值

    修改被调试程序运行时的变量值,在 GDB 中很容易实现,使用 GDB print 命令即可完成。如:
   
        (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
   
   
在某些时候,很有可能你的变量和 GDB 中的参数冲突,如:
   
        (gdb) whatis width
        type = double
        (gdb) p width
        $4 = 13
        (gdb) set width=47
        Invalid syntax in expression.

    因为, set width GDB 的命令,所以,出现了 “ Invalid syntax in expression ” 的设置错误,此时,你可以使用 set var 命令来告诉 GDB width 不是你 GDB 的参数,而是程序的变量名,如:
   
        (gdb) set var width=47
       
   
另外,还可能有些情况, GDB 并不报告这种错误,所以保险起见,在你改变程序变量取值时,最好都使用 set var 格式的 GDB 命令。
   

二、跳转执行

    一般来说,被调试程序会按照程序代码的运行顺序依次执行。 GDB 提供了乱序执行的功能,也就是说, GDB 可以修改程序的执行顺序,可以让程序执行随意跳跃。这个功能可以由 GDB jump 命令来完:
   
    jump <linespec>
   
指定下一条语句的运行点。 <linespce> 可以是文件的行号,可以是 file:line 格式,可以是 +num 这种偏移量格式。表式着下一条运行语句从哪里开始。
   
    jump <address>
   
这里的 <address> 是代码行的内存地址。
   
   
注意, jump 命令不会改变当前的程序栈中的内容,所以,当你从一个函数跳到另一个函数时,当函数运行完返回时进行弹栈操作时必然会发生错误,可能结果还是非常奇怪的,甚至于产生程序 Core Dump 。所以最好是同一个函数中进行跳转。
   
   
熟悉汇编的人都知道,程序运行时,有一个寄存器用于保存当前代码所在的内存地址。所以, jump 命令也就是改变了这个寄存器中的值。于是,你可以使用 “ set $pc ” 来更改跳转执行的地址。如:
   
    set $pc = 0x485


三、产生信号量

    使用 singal 命令,可以产生一个信号量给被调试的程序。如:中断信号 Ctrl+C 。这非常方便于程序的调试,可以在程序运行的任意位置设置断点,并在该断点用 GDB 产生一个信号量,这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。
   
   
语法是: signal <singal> UNIX 的系统信号量通常从 1 15 。所以 <singal> 取值也在这个范围。
   
    single
命令和 shell kill 命令不同,系统的 kill 命令发信号给被调试程序时,是由 GDB 截获的,而 single 命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。
   

四、强制函数返回

    如果你的调试断点在某个函数中,并还有语句没有执行完。你可以使用 return 命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。
   
    return
    return <expression>
   
使用 return 命令取消当前函数的执行,并立即返回,如果指定了 <expression> ,那么该表达式的值会被认作函数的返回值。
   
   
五、强制调用函数

    call <expr>
   
表达式中可以一是函数,以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值,如果函数返回值是 void ,那么就不显示。
   
   
另一个相似的命令也可以完成这一功能 —— print print 后面可以跟表达式,所以也可以用他来调用函数, print call 的不同是,如果函数返回 void call 则不显示, print 则显示函数返回值,并把该值存入历史数据中。

 

 

在不同语言中使用 GDB
——————————

GDB 支持下列语言: C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill, assembly, Modula-2 。一般说来, GDB 会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言,比如:发现文件名后缀为 “ .c ” 的, GDB 会认为是 C 程序。文件名后缀为 “ .C, .cc, .cp, .cpp, .cxx, .c++ ” 的, GDB 会认为是 C++ 程序。而后缀是 “ .f, .F ” 的, GDB 会认为是 Fortran 程序,还有,后缀为如果是 “ .s, .S ” 的会认为是汇编语言。

也就是说, GDB 会根据你所调试的程序的语言,来设置自己的语言环境,并让 GDB 的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些 GDB 命令需要用到表达式或变量时,这些表达式或变量的语法,完全是根据当前的语言环境而改变的。例如 C/C++ 中对指针的语法是 *p ,而在 Modula-2 中则是 p^ 。并且,如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的,那到在调试过程中, GDB 也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能,真是体贴开发人员的一种设计。


下面是几个相关于 GDB 语言环境的命令:

    show language
       
查看当前的语言环境。如果 GDB 不能识为你所调试的编程语言,那么, C 语言被认为是默认的环境。
       
    info frame
       
查看当前函数的程序语言。
       
    info source
       
查看当前文件的程序语言。
   
如果 GDB 没有检测出当前的程序语言,那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用 set language 命令即可做到。

    set language 命令后什么也不跟的话,你可以查看 GDB 所支持的语言种类:
   
        (gdb) set language
        The currently understood settings are:
       
        local or auto    Automatic setting based on source file
        c                Use the C language
        c++              Use the C++ language
        asm              Use the Asm language
        chill            Use the Chill language
        fortran          Use the Fortran language
        java             Use the Java language
        modula-2         Use the Modula-2 language
        pascal           Use the Pascal language
        scheme           Use the Scheme language
       
   
于是你可以在 set language 后跟上被列出来的程序语言名,来设置当前的语言环境。
   
   

后记
——

    GDB 是一个强大的命令行调试工具。大家知道命令行的强大就是在于,其可以形成执行序列,形成脚本。 UNIX 下的软件全是命令行的,这给程序开发提代供了极大的便利,命令行软件的优势在于,它们可以非常容易的集成在一起,使用几个简单的已有工具的命令,就可以做出一个非常强大的功能。   
 

  回复  更多评论
  
# re: 程序调试的利器GDB 2014-09-23 11:48 岁月漫步
henhao a   回复  更多评论
  

只有注册用户登录后才能发表评论。
【推荐】超50万行VC++源码: 大型组态工控、电力仿真CAD与GIS源码库
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理