基本使用

启动GDB

如果要对程序进行调试，那么在编译前需要首先加上-g选项。

使用命令gdb <program>开始调试一个程序。

如果一个程序需要有参数才能执行，那么有两个方法指定参数。

  1. 在gdb启动程序后，通过run命令指定参数信息，比如run <parm1> <parm2> ...。
  2. 在gdb启动程序后，通过set args 命令指定参数信息，比如set args <parm1> <parm2>...。

如果是一个已经运行的程序，那么可以通过命令gdb <program> <pid>的方式附加上去调试。但有的时候会遇到一个运行中的程序没有调试信息的情况，这种情况下如果终止并重新编译可能不好复现问题，那么这种情况下可以先用之前的代码重新使用-g参数再编译一个程序，之后，再指定已经运行的程序的进程id进行调试。

除了这种方式外，还可以通过gdb -p <pid>的方式，直接附加到对应的进程上，不需要再指定可执行文件的名称。

对于core文件的分析，可以见后面的说明。

基本命令

运行

  • run：简记为 r ，其作用是运行程序，当遇到断点后，程序会在断点处停止运行，等待用户输入下一步的命令。
  • continue （简写c ）：继续执行，到下一个断点处（或运行结束）
  • next：（简写 n），单步跟踪程序，当遇到函数调用时，也不进入此函数体；此命令同 step 的主要区别是，step 遇到用户自定义的函数，将步进到函数中去运行，而 next 则直接调用函数，不会进入到函数体内。后面可以跟数字，比如n 2表示连续执行该命令2次。
  • step （简写s）：单步调试如果有函数调用，则进入函数；与命令n不同，n是不进入调用的函数的
  • stepi（简写si）：每次执行一条机器指令。
  • until：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。
  • until+行号： 运行至某行，不仅仅用来跳出循环
  • 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。
  • call 函数(参数)：调用程序中可见的函数，并传递“参数”，如：call gdb_test(55)
  • quit：简记为 q ，退出gdb。

设置断点

  • break n （简写b n）:在第n行处设置断点（可以带上代码路径和代码名称： b OAGUPDATE.cpp:578）
  • b fn1 if a＞b：条件断点设置
  • break func（break缩写为b）：在函数func()的入口处设置断点，如：break cb_button
  • delete 断点号n：删除第n个断点
  • disable 断点号n：暂停第n个断点
  • enable 断点号n：开启第n个断点
  • clear 行号n：清除第n行的断点
  • info b （info breakpoints） ：显示当前程序的断点设置情况
  • delete breakpoints：清除所有断点：
  • ignore 1 30：忽略断点1 30次，如果一个断点可能出错，但在前30次都不会有问题，那么可以通过igonre命令忽略前30次中断。其中1是断点号，而30次则是忽略的次数。

查看源代码

  • list ：简记为 l ，其作用就是列出程序的源代码，默认每次显示10行。默认情况下，list会打印出main函数所在文件的源码，如果想打印指定文件的源码，那么可以通过list 文件名:行号的方式打印指定文件的源码，比如list test.c:1用来打印test.c文件的第一行源码。
  • list 行号：将显示当前文件以“行号”为中心的前后10行代码，如：list 12。
  • list 函数名：将显示“函数名”所在函数的源代码，如：list main
  • list ：不带参数，将接着上一次 list 命令的，输出下边的内容。
  • dir：用来指定源码的路径，比如dir ./temp。默认情况下，gdb可以通过可执行文件的调试信息找到对应的源码文件，但如果源码文件的位置被调整了，那么就可以使用该命令重新指定源码的路径。

打印表达式

  • print 表达式：简记为 p ，其中“表达式”可以是任何当前正在被测试程序的有效表达式，比如当前正在调试C语言的程序，那么“表达式”可以是任何C语言的有效表达式，包括数字，变量甚至是函数调用。
  • print a：将显示整数 a 的值。除了这种方式外，还有一些特殊场景。
    • 如果一个变量在多个文件或函数中有定义，使用p 'testGdb.h'::a的方式打印testGdb.h文件中的变量；使用p 'main'::b的方式打印main函数中的变量。
    • 使用p *ptr来打印指针指向的内容。如果是个数组，那么可以通过@指定打印的长度，比如p *ptr@a可以打印a长度的数据，或者只跟@，那么会把所有的内容都打出来。
    • 使用$打印上一个变量，假如有一个链表，有next成员变量，那么使用p *linkNode之后，可以使用p *$.next不间断的打印链表的下一个节点的信息。
    • 如果打印一个数组的成员，可以通过这种方式连续的打印。set $index=0，p b[$index + 1]，使用类似环境变量的方式定义一个变量，然后累加打印，不用自己再手动修改下标打印了。
    • 除了使用默认的格式打印外，还可以指定格式打印，可以指定的格式有很多，比如：
      • p/x 按十六进制格式显示变量。
      • p/d 按十进制格式显示变量。
      • p/u 按十进制格式显示无符号整型。
      • p/o 按八进制格式显示变量。
      • p/t 按二进制格式显示变量。
      • p/a 按十六进制格式显示变量。
      • p/c 按字符格式显示变量。
      • p/f 按浮点数格式显示变量。
  • print ++a：将把 a 中的值加1,并显示出来
  • print name：将显示字符串 name 的值
  • print gdb_test(22)：将以整数22作为参数调用 gdb_test() 函数
  • print gdb_test(a)：将以变量 a 作为参数调用 gdb_test() 函数
  • examine（简写x）：可以查看内存地址中的值，用法为x/[n][f][u] addr，详细介绍如下。一个例子是x/4tb &e，打印4个字节，以二进制的形式打印。
    • n，表示要显示的内存单元数，默认值为1。
    • f，表示要打印的格式，见print的控制格式。
    • u，要打印的单元长度，常见的长度有b 字节、h 两个字节、w 四个字节、g 八字节。
    • addr，要打印的地址。
  • display 表达式：在单步运行时将非常有用，使用display命令设置一个表达式后，它将在每次单步进行指令后，紧接着输出被设置的表达式及值。如： display a
  • watch 表达式：设置一个监视点，一旦被监视的“表达式”的值改变，gdb将强行终止正在被调试的程序。如： watch a
  • whatis ：查询变量或函数
  • info function： 查询函数扩展
  • info locals： 显示当前堆栈页的所有变量
  • info registers：打印寄存器信息
  • info frame：打印栈帧中存储的信息

使用最多的是print命令，这里对print的一些场景做一个说明。

查询运行信息

  • where/bt ：当前运行的堆栈列表；
  • bt/backtrace 显示当前调用堆栈
  • up/down 改变堆栈显示的深度
  • set args 参数:指定运行时的参数
  • show args：查看设置好的参数
  • info program： 来查看程序的是否在运行，进程号，被暂停的原因。

分割窗口

  • layout：用于分割窗口，可以一边查看代码，一边测试：
  • layout src：显示源代码窗口
  • layout asm：显示反汇编窗口，默认汇编以att格式显示，如果想改为intel的格式，那么执行命令set disassembly-flavor intel即可改为intel格式。查看当前的汇编格式可以通过命令show disassembly-flavor查看。
  • layout regs：显示源代码/反汇编和CPU寄存器窗口
  • layout split：显示源代码和反汇编窗口
  • info win: 显示所有的窗口
  • layout prev: 切换到前一个窗口
  • layout next: 切换到后一个窗口
  • fs <窗口名>: 将焦点移动到某个窗口上
  • Ctrl + L：刷新窗口

Core分析

打开Core Dump

  • 打开Core dump功能
    • 在终端中输入命令ulimit -c，输出的结果为 0，说明默认是关闭 core dump 的，即当程序异常终止时，也不会生成 core dump 文件。
    • 我们可以使用命令ulimit -c unlimited来开启 core dump 功能，并且不限制 core dump 文件的大小； 如果需要限制文件的大小，将 unlimited 改成你想生成 core 文件最大的大小，注意单位为 blocks（KB）。
    • 用上面命令只会对当前的终端环境有效，如果想需要永久生效，可以修改文件 /etc/security/limits.conf文件，关于此文件的设置参看这里 。增加一行:
1
2

# /etc/security/limits.conf##Each line describes a limit for a user in the form:##<domain>   <type>   <item>   <value>
    *          soft     core   unlimited
  • 修改core文件保存的路径
    • 默认生成的 core 文件保存在可执行文件所在的目录下，文件名就为 core。
    • 通过修改 /proc/sys/kernel/core_uses_pid 文件可以让生成 core 文件名是否自动加上 pid 号。例如 echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid ，生成的 core 文件名将会变成 core.pid，其中 pid 表示该进程的 PID。
    • 还可以通过修改 /proc/sys/kernel/core_pattern 来控制生成 core 文件保存的位置以及文件名格式。例如可以用 echo "/tmp/corefile-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern 设置生成的 core 文件保存在 “/tmp/corefile” 目录下，文件名格式为 “core-命令名-pid-时间戳”。这里 有更多详细的说明！

使用gdp调试core文件

为了使用gdb调试core文件，首先需要使生成的可执行文件带上调试信息，在使用gcc编译生成可执行文件时，使用-g参数就可以增加调试信息。

在开启core文件生成后，当程序崩溃时，就会自动生成core文件了，使用命令gdb program core命令就可以查看core文件。其中program是可执行文件的名称，而core则是刚生成的core文件名。

打开core文件后，就可以按照正常的gdb命令来查看core文件的信息了。

其他的一些命令

  1. 如果电脑没有打开coredump，程序又挂了的时候，可以使用命令dmesg -T，说不定会有一些收获。
  2. 如果在dmesg的输出中看到了崩溃时的ip寄存器的信息，可以使用命令addr2line就能够定位到出问题的代码位置了。
  3. 调试C++的时候，符号信息不好阅读，可以使用命令c++filt将符号信息转为未修饰的函数名。

参考链接

  1. gdb调试利器
  2. GDB调试入门指南
  3. Linux Core Dump
  4. C语言中文网—GDB
  5. set disassembly-flavor command
  6. Beej的GDB快速指南