参考文章

最经常用的就用例子来介绍:

(gdb) l                      <-- 显示带行号的源代码
1 #include <stdio.h>
2 int main ()
3 {
4 unsigned long long int n, sum;
5 n = 1;
6 sum = 0;
7 while (n <= 100)
8 {
9 sum = sum + n;
10 n = n + 1;
(gdb) <-- 默认情况下,l 选项只显示 10 行源代码,如果查看后续代码,安装 Enter 回车即可
11 }
12 return 0;
13 }
(gdb) b 7 <-- 在第 7 行源代码处打断点
Breakpoint 1 at 0x400504: file main.c, line 7.
(gdb) r <-- 运行程序,遇到断点停止
Starting program: /home/mozhiyan/demo1/main.exe

Breakpoint 1, main () at main.c:7
7 while (n <= 100)
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-55.el7.x86_64
(gdb) p n <-- 查看代码中变量 n 的值
$1 = 1 <-- 当前 n 的值为 1$1 表示该变量所在存储区的名称
(gdb) b 12 <-- 在程序第 12 行处打断点
Breakpoint 2 at 0x40051a: file main.c, line 12.
(gdb) c <-- 继续执行程序
Continuing.

Breakpoint 2, main () at main.c:12
12 return 0;
(gdb) p n <-- 查看当前 n 变量的值
$2 = 101 <-- 当前 n 的值为 101
(gdb) q <-- 退出调试
A debugging session is active.

Inferior 1 [process 3080] will be killed.

Quit anyway? (y or n) y <-- 确实是否退出调试,y 为退出,n 为不退出
[root@bogon demo]#

GDB break设置断点

刚才的例子中已经涉及到了断点,b就指的是break

break

break <location>这里location有这几种值:

  • linenum linenum 是一个整数,表示要打断点处代码的行号。要知道,程序中各行代码都有对应的行号,可通过执行 l(小写的 L)命令看到。
  • filename:linenum filename 表示源程序文件名;linenum 为整数,表示具体行数。整体的意思是在指令文件 filename 中的第 linenum 行打断点。
  • + offset
    - offset offset
    为整数(假设值为 2),+offset 表示以当前程序暂停位置(例如第 4 行)为准,向后数 offset 行处(第 6 行)打断点;-offset 表示以当前程序暂停位置为准,向前数 offset 行处(第 2 行)打断点。
  • function function 表示程序中包含的函数的函数名,即 break 命令会在该函数内部的开头位置打断点,程序会执行到该函数第一行代码处暂停。
  • filename:function filename 表示远程文件名;function 表示程序中函数的函数名。整体的意思是在指定文件 filename 中 function 函数的开头位置打断点。

还有一种方法:(gdb) break ... if cond
… 可以是前边location所有参数的值,用于指定打断点的具体位置;cond 为某个表达式。整体的含义为:每次程序执行到 … 位置时都计算 cond 的值,如果为 True,则程序在该位置暂停;反之,程序继续执行。

(gdb) l
1 #include<stdio.h>
2 int main(int argc,char* argv[])
3 {
4 int num = 1;
5 while(num<100)
6 {
7 num *= 2;
8 }
9 printf("num=%d",num);
10 return 0;
(gdb)
11 }
(gdb) b 4 <-- 程序第 4 行打断点
Breakpoint 1 at 0x1138: file main.c, line 4.
(gdb) r <-- 运行程序,至第 4 行暂停
Starting program: /home/ubuntu64/demo/main.exe

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:4
4 int num = 1;
(gdb) b +1 <-- 在第 4 行的基础上,在第 5 行代码处打断点
Breakpoint 2 at 0x55555555513f: file main.c, line 5.
(gdb) c <-- 继续执行程序,至第 5 行暂停
Continuing.

Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:5
5 while(num<100)
(gdb) b 7 if num>10 <-- 如果 num>10 在第 7 行打断点
Breakpoint 3 at 0x555555555141: file main.c, line 7.
(gdb) c <-- 继续执行
Continuing.

Breakpoint 3, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:7
7 num *= 2; <-- 程序在第 7 行暂停
(gdb) p num <-- p 命令查看 num 当前的值
$1 = 16 <-- num=16

tbreak

tbreak 命令可以看到是 break 命令的另一个版本,tbreak 和 break 命令的用法和功能都非常相似,唯一的不同在于,使用 tbreak 命令打的断点仅会作用 1 次,即使程序暂停之后,该断点就会自动消失。

GDB rbreak 命令

和 break 和 tbreak 命令不同,rbreak 命令的作用对象是 C、C++ 程序中的函数,它会在指定函数的开头位置打断点。

rbreak 命令的使用语法格式为:
(gdb) rbreak regex

其中 regex 为一个正则表达式,程序中函数的函数名只要满足 regex 条件,rbreak 命令就会其内部的开头位置打断点。值得一提的是,rbreak 命令打的断点和 break 命令打断点的效果是一样的,会一直存在,不会自动消失。

实时监控变量值的变化情况

当我们需要监控某个变量或者表达式的值,通过值的变化情况判断程序的执行过程是否存在异常或者Bug。这种情况下,break 命令显然不再适用,推荐使用 watch 命令
(gdb) watch cond这个 cond 就是监控的变量或者表达式

(gdb) l           <--列出要调试的程序源码
1 #include<stdio.h>
2 int main(int argc,char* argv[])
3 {
4 int num = 1;
5 while(num<=100)
6 {
7 num *= 2;
8 }
9 printf("%d",num);
10 return 0;
(gdb)
11 }
(gdb) b 4 <-- 使用 break 命令打断点
Breakpoint 1 at 0x115c: file main.c, line 4.
(gdb) r <-- 执行程序
Starting program: /home/ubuntu64/demo/main.exe

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe088) at main.c:4
4 int num = 1;
(gdb) watch num <-- 监控程序中 num 变量的值
Hardware watchpoint 2: num
(gdb) c <-- 继续执行,当 num 值发生改变时,程序才停止执行
Continuing.

Hardware watchpoint 2: num

Old value = 0
New value = 2
main (argc=1, argv=0x7fffffffe088) at main.c:5
5 while(num<=100)
(gdb) c <-- num 值发生了改变,继续执行程序
Continuing.

Hardware watchpoint 2: num

Old value = 2
New value = 4
main (argc=1, argv=0x7fffffffe088) at main.c:5
5 while(num<=100)
(gdb)

通过借助 watch 命令监控 num 的值,后续只要 num 的值发生改变,程序都会停止。

捕捉断点

和前 2 种断点不同

  • 普通断点作用于程序中的某一行,当程序运行至此行时停止执行
  • 观察断点作用于某一变量或表达式,当该变量(表达式)的值发生改变时,程序暂停。

而捕捉断点的作用是,监控程序中某一事件的发生,例如程序发生某种异常时、某一动态库被加载时等等,一旦目标时间发生,则程序停止执行。
(gdb) catch event

event 事件 含 义
throw [exception] 当程序中抛出 exception 指定类型异常时,程序停止执行。如果不指定异常类型(即省略 exception),则表示只要程序发生异常,程序就停止执行。
catch [exception] 当程序中捕获到 exception 异常时,程序停止执行。exception 参数也可以省略,表示无论程序中捕获到哪种异常,程序都暂停执行。
load [regexp] unload [regexp] 其中,regexp 表示目标动态库的名称,load 命令表示当 regexp 动态库加载时程序停止执行;unload 命令表示当 regexp 动态库被卸载时,程序暂停执行。regexp 参数也可以省略,此时只要程序中某一动态库被加载或卸载,程序就会暂停执行。

单步调试

在最开始的例子中,借助 next 命令可以控制 GDB 单步执行程序。所谓单步调试,就是通过一行一行的执行程序,观察整个程序的执行流程,进而尝试发现一些存在的异常或者 Bug。

根据实际场景的需要,GDB 调试器共提供了 3 种可实现单步调试程序的方法,即使用 next、step 和 until 命令。换句话说,这 3 个命令都可以控制 GDB 调试器每次仅执行 1 行代码,但除此之外,它们各自还有不同的功能。

until

next和step都很好理解,until之前并没有使用过

不带参数的 until 命令 : (gdb) until
可以使 GDB 调试器快速运行完当前的循环体,并运行至循环体外停止。注意,until 命令并非任何情况下都会发挥这个作用,只有当执行至循环体尾部(最后一行代码)时,until 命令才会发生此作用;反之,until 命令和 next 命令的功能一样,只是单步执行程序。

#include <stdio.h>
int print(int num){
int ret = num * num;
return ret;
}
int myfunc(int num){
int i = 1;
int sum = 0;
while(i <= num){
sum += print(i);
i++;
}
return sum;
}
int main(){
int num =0;
scanf("%d", &num);
int result = myfunc(num);
printf("%d", result);
return 0;
}
(gdb) b 17
Breakpoint 1 at 0x1201: file main.c, line 17.
(gdb) r
Starting program: ~/demo/main.exe

Breakpoint 1, main () at main.c:17
17 scanf("%d", &num);
(gdb) u
3
18 int result = myfunc(num);
(gdb) step
myfunc (num=3) at main.c:7
7 int i = 1;
(gdb) u
8 int sum = 0;
(gdb) u
9 while(i <= num){
(gdb) u
10 sum += print(i);
(gdb) u
11 i++;
(gdb) u <-- 执行 i++ 操作
9 while(i <= num){
(gdb) u <-- 快速执行完循环体
13 return sum;
(gdb) p sum
$1 = 14

可以看到,这里当程序单步执行完第 11 行代码时,借助 until 命令快速执行完了整个循环体,并在第 13 行代码处停止执行。根据 p 命令输出的 num 变量的值可以确认,整个循环过程确定完整地执行完了。

GDB finish和return命令

实际调试时,在某个函数中调试一段时间后,可能不需要再一步步执行到函数返回处,希望直接执行完当前函数,这时可以使用 finish 命令。与 finish 命令类似的还有 return 命令,它们都可以结束当前执行的函数。

finish 命令和 return 命令的区别是,finish 命令会执行函数到正常退出;而 return 命令是立即结束执行当前函数并返回,也就是说,如果当前函数还有剩余的代码未执行完毕,也不会执行了。除此之外,return 命令还有一个功能,即可以指定该函数的返回值。

多线程程序的调试

待定…