【Linux】GDB调试工具

GDB调试工具

Linux中包含一个很强大的调试工具GDB（GNU Debuger），可以用它来调试C和C++程序。

一. GDB的主要功能有：

• 设置断点，当程序运行到断点处暂停
• 显示变量的值，可以打印或者监视某个变量，将变量的值显示出来
• 单步执行，GDB允许用户单步执行程序，可以跟踪进入函数和从函数中退出
• 运行时修改变量的值，GDB允许在调试状态下修改变量的值，此功能在测试程序的时候特别有用
• 路径跟踪，GDB可以将代码的路径打印出来，方便用户跟踪代码
• 线程切换，在调试多线程的时候，此种功能是必须的
• ……

 

二. 使用GDB调试程序

    要使用GDB调试程序，在编译程序的时候需要加入 "-g"选项，例如：

$gcc –g –o helloworld helloworld.c

 

    1. gdb加载程序

    命令格式："gdb 要调试的文件全名"

$gdb helloworld

    

    2. 设置程序的输入参数

    命令格式："set args 参数值1 参数值2 … "

    通常可执行文件在运行时需要输入参数，可以用上面命令在GDB中向可执行文件输入参数。例如，下面的命令"set args 3"表示向加载的程序中输入的参数为3。

(gdb) set args 3

    

    3. 打印代码内容

    命令格式："list 开始的行号"

命令list用于列出已加载程序的源代码。例如，"list 1"表示从第一行开始列出代码，每次按下Enter键后顺序向下列出代码。

(gdb) list 1

 

    4. 设置断点

    命令格式："b 行号/函数名"

例如，在源程序的第10行设置一个断点：

(gdb) b 10

    程序在断点处暂停后，按"c"键继续运行。

    5.运行程序

    命令格式："run （后面可以加上传递给程序的参数）"

(gdb) run

 

    6. 显示变量

    命令格式："display 变量"

    程序运行到断点处暂停，此时可以使用display命令显示变量的值，以后每次停止都会显示此变量的值。例如，显示变量i的值：

(gdb) display i //每次停止时都会显示变量i的值

 

    7. 修改变量的值

    命令格式："set 变量名=值"

    例如，修改变量i的值为6：

(gdb) set i=6

 

    8. 退出GDB

    命令格式："q"

(gdb) q

 

三. 常用命令详解

1. 执行程序

    用GDB执行程序可以使用 gdb program 的方式，program是程序的程序名。假如在启动GDB的时候没有选择程序名称，可以在GDB启动后使用file program的方法启动：

(gdb) file test

 

2. 参数设置和显示

    使用set args命令来设置发送给程序的参数；使用show args 命令显示其默认的参数：

(gdb) set args 1 2 3

(gdb) show args

Argument list to give program being debugged when it is started is "1 2 3".

 

3. 打印程序源代码

    打印文件代码的命令时list，简写为l。

(gdb) list line1, line2

打印从line1到line2之间的代码，如果不输入参数，默认从当前行开始打印。

(gdb) l

1    #include<sys/stat.h>

2    #include<sys/types.h>

3    #include<unistd.h>

4    #include<stdio.h>

5    

6    int main(void)

7    {

8        struct stat st;

9        

10        if(-1==stat("test.txt",&st))

(gdb)

11        {

12            printf("get file status failure\n");

13            return -1;

14        }

15        printf("此文件的大小：%d\n",st.st_size);

16        printf("此文件的租后修改时间：%d\n",st.st_mtime);

17        printf("此文件的节点：%d\n",st.st_ino);

18        printf("此文件的保护模式：%d\n",st.st_mode);

19    }

 

4. 打印数据

打印变量或者表达式的值可以使用print命令，简写为p。

(gdb) print 变量名（或表达式）

 

5. 断点

设置断点的命令时break，简写为b。有3种设置方式：

• b 行号：程序停止在设定的行之前
• b 函数名称：程序停止在设定的函数之前
• b 行号或者函数 if条件：这是条件断点，如果条件为真，则程序在到达指定行或函数时停止。

（1）设置断点

如果程序由很多的文件构成，在设置断点时要指定文件名：

(gdb) b man.c 10

(gdb) b subfunction.c 20

要设置一个条件断点，可以利用b if 命令，在调试循环代码段时这样的设置比较有用，省略了大量的手动调试，例如，在一个循环函数中，在i=2时设置断点：

(gdb) b 46 if i==2

 

（2）显示当前GDB的断点信息

使用info break命令显示当前断点的信息

(gdb) info b

Num Type Disp Enb Address What

1 breakpoint keep y 0x080484b1 in main at filestat.c:15

    breakpoint already hit 1 time

 

（3）删除指定的断点

    删除断点使用 delete b 断点编号 命令。下面的命令会删除第8个断点：

(gdb) delete b 8

 

    （4）禁止断点

    禁止断点使用 disable b 断点编号 命令。下面的命令会禁用第9个断点：

(gdb) disable b 9

 

    （5）允许断点

    允许断点使用 enable b 断点编号 命令。下面的命令会禁用第9个断点：

(gdb) enable b 9

 

    （6）清除断点

    一次性的清除某行处的所有断点使用命令 clean 行号。下面的命令会清除在源代码中第32行的所设置的断点：

(gdb) clean 32

 

6. 变量类型检测

在调试过程中有需要查看变量类型的情况，需要使用命令whatis 和ptype等。

• whatis 变量名 ：查看变量的类型，只能查看变量的类型名称，不能得到类型的详细信息。

(gdb) whatis st

type = struct stat

• ptype 变量名：查看变量类型的详细信息。

(gdb) ptype st

type = struct stat {

__dev_t st_dev;

short unsigned int __pad1;

__ino_t st_ino;

__mode_t st_mode;

__nlink_t st_nlink;

__uid_t st_uid;

__gid_t st_gid;

__dev_t st_rdev;

short unsigned int __pad2;

__off_t st_size;

__blksize_t st_blksize;

__blkcnt_t st_blocks;

struct timespec st_atim;

struct timespec st_mtim;

struct timespec st_ctim;

long unsigned int __unused4;

long unsigned int __unused5;

}

 

7. 单步调试

单步跟踪：next 简写为n

进入函数体：step 简写为 s

退出已进入的函数：finish

(gdb) n

(gdb) s

(gdb) finish

 

8. 设置监测点

display命令可以设置监测变量的值，当遇到断点时，会显示监测变量的值。

(gdb) display i

i=1

 

9. 调用路径

backtrace命令可以打印函数的调用路径，提供前向跟踪功能，此命令对跟踪函数很有用处。Backtrace打印一个顺序列表，函数从最近到最远的调用过程，包含调用函数和其中的参数。简写为bt。

 

10. 信息info

Info命令可获得当前命令的信息，例如获得断点的情况，参数的设置情况等。

例如：

(gdb) info frame //查看栈信息

Stack level 0, frame at 0xbffff760:

eip = 0x80484c5 in main (filestat.c:16); saved eip 0xb7e88e46

source language c.

Arglist at 0xbffff758, args:

Locals at 0xbffff758, Previous frame's sp is 0xbffff760

Saved registers:

ebp at 0xbffff758, eip at 0xbffff75c

 

(gdb) info locals //查看所有局部变量

 

11. 多线程

多线程是现代程序中经常采用的编程方法，而多线程由于执行过程中的调度随机性，不好调试。多线程调试主要有两点：先获得线程的ID好，然后转到该线程进行调试。

    Info thread 命令列出当前进程中的线程号，其中最前面的为调试用的ID。

    thread id 命令进入需要调试的线程。

(gdb) info thread

Id Target Id Frame

* 1 process 7854 "filestat" main () at filestat.c:15

 

12. 反汇编

Disassamble命令打印指定处的汇编代码，例如printf的汇编代码如下：

(gdb) disassemble printf

Dump of assembler code for function printf:

0xb7ebbc80 <+0>:    push %ebp

0xb7ebbc81 <+1>:    mov %esp,%ebp

0xb7ebbc83 <+3>:    push %ebx

0xb7ebbc84 <+4>:    call 0xb7f85bc6

0xb7ebbc89 <+9>:    add $0x11a36b,%ebx

0xb7ebbc8f <+15>:    sub $0xc,%esp

0xb7ebbc92 <+18>:    lea 0xc(%ebp),%eax

0xb7ebbc95 <+21>:    mov %eax,0x8(%esp)

0xb7ebbc99 <+25>:    mov 0x8(%ebp),%eax

0xb7ebbc9c <+28>:    mov %eax,0x4(%esp)

0xb7ebbca0 <+32>:    mov -0x7c(%ebx),%eax

0xb7ebbca6 <+38>:    mov (%eax),%eax

0xb7ebbca8 <+40>:    mov %eax,(%esp)

0xb7ebbcab <+43>:    call 0xb7eb17e0 <vfprintf>

0xb7ebbcb0 <+48>:    add $0xc,%esp

0xb7ebbcb3 <+51>:    pop %ebx

0xb7ebbcb4 <+52>:    pop %ebp

0xb7ebbcb5 <+53>:    ret

End of assembler dump.

 

13. help帮助信息

用法类似于man。例如想查看命令c的信息：

(gdb) help c

Continue program being debugged, after signal or breakpoint.

If proceeding from breakpoint, a number N may be used as an argument,

which means to set the ignore count of that breakpoint to N - 1 (so that

the breakpoint won't break until the Nth time it is reached).

 

If non-stop mode is enabled, continue only the current thread,

otherwise all the threads in the program are continued. To

continue all stopped threads in non-stop mode, use the -a option.

Specifying -a and an ignore count simultaneously is an error.