Posted 2019-03-21Updated 2021-07-16Linux / Tool36 minutes read (About 5396 words)0 visits

GDB

概述

GDB是GNU发布的UNIX程序调试工具，可以帮助完成

自定义运行程序
让程序在指定断点处停止
检查停止程序的内部状态
动态改变程序执行环境

调试准备

gdb会根据文件名后缀确认调试程序的语言，设置gdb自身语言环境，并随之改变语言环境
- 如果程序由多种语言编译而成，gdb能根据不同语言自动切换语言环境
可以使用info、show、set命令查看设置当前语言环境
可能会缺少glibc-debuginfo，无法显示全部调试信息
- OpenSuse安装可能需要添加源

编译选项

调试C++/C程序时，要求在编译时就把调试信息添加到可执行文件中
- 使用gcc/g++的-g参数添加源码信息
- 否则调试时将看不见函数名、变量名，而是全部以运行时内存地址代替
关闭优化选项
- 否则优化器会删改程序，使得某些变量不能访问、取值错误

启动GDB调试

gdb <exe>：直接gdb启动可执行文件<exe>
gdb <exe> core：用gdb同时调试可执行文件、core文件
gdb <exe> <PID>：给定进程PID，gdb自动attach该进程，调试已经运行的程序
- 也可不指定PID，直接关联源码，在gdb中使用attach命令手动挂接，调试已运行程序

配置调试环境

源文件

gdb启动程序后，gdb会在PATH、当前目录中搜索程序的源文件 -directory/-d添加源文件搜索路径
在gdb交互中使用dir[rectory] <dirname>指定源文件搜索路径
gdb中使用list/l检查gdb是否能列出源码

程序运行环境

在gdb中run程序之前，可能需要设置、查看程序运行环境

程序运行参数
- set <args>：设置程序运行时参数
- show <args>：查看已设置参数
环境变量
- path [<dir>]：查看、添加<dir>至PATH
- show paths：查看PATH
- set environment var [=value]：设置环境变量
- show environment var：查看环境变量
工作目录
- cd <dir>：等价于cd
- pwd：等价于pwd
输入输出
- info terminal：显示程序所有终端模式
- run > outfile：重定向程序输出
- tty /dev/：指定输入、输出设备

参数

-s <file>/-symbols <file>：从指定文件读取符号表
-se <file>：从指定文件读取符号表信息，并用于可执行文件
-c <file>/-core <file>：调试core dump产生的core文件
-d <dir>/-directory <dir>：添加源文件搜索路径
- 默认搜索路径是PATH

表达式

表达式语法应该是当前所调试语言的语法
gdb另外还支持一些通用操作符
- @：指定存储在堆上、动态分配内存大小的长度
  1
  2
  3
  4
  int *array = (int*)malloc(len * sizeof(int));
  # 源码
  > p *array@len
  # 打印数组`*array`
- ::：指定某个具体文件、函数中的变量
  - 常用于取出被隐藏的全局变量
- [(type)]<addr>：内存地址addr处为一个type类型变量

停止点

设置Breakpoint

`break`

break：在某位置设置断点

1 2	b[reak] [<probe_modifier>] [<location>] [thread <threadno>] [if <condition>]

probo_modifier：命令处于probe point时需要

-probe：通用、自动推测探测类型

-probe-stap：SystemTap探测

-probe-dtrace：DTrace探测

location：设置断点位置

缺省：当前栈帧中的执行位置

linespecs：冒号分隔绝对位置参数（逐步精确）

其中可以包括：文件名、函数名、标签名、行号

+-[n]标识相对当前行位置

*addr：在程序运行的内存地址addr处

explicit：类似于linespecs，通过多个参数给出

threadno：设置断点的线程号

缺省断点设置在所有线程上

gdb分配的线程编号，通过info threads查询

多线程被gdb停止时，所有运行线程都被停止，方便查看运行程序总体情况

if <condition>：满足条件condition时在断点处停止，缺省立即停止程序

> break factorial.c:fact:the_top
	# factorial.c文件、fact函数、the_top标签
> break +2
	# 当前行之后两行
> break *main + 4
	# `main`函数4B之后
> break -source factorial.c -function fact	
	-label the_top
	# explicit方式，同linespecs

标签：C++/C中配合goto使用（label_1:）
<tab>：补全函数名称、函数原型（重载函数）
若指定函数名称不唯一，gdb会列出函数原型供选择

`tbreak`

tbreak：设置一次性断点，生效后立刻被删除

`rbreak`

rbreak：对匹配正则表达式的行均设置断点

`condition`

condition：修改、设置断点n生效条件

1 2	> condition <bpnum> <condition> # 设置断点`bpnum`生效条件为`condition`

`ignore`

ignore：设置忽略断点n次数

1 2	> ignore <bpnum> <count>` # 忽略断点`bpnum` `count`次

设置Watchpoint

`watch`

watch：为某个表达式设置观察点

观察某个表达式，其值发生变化时停止程序

1 2	> watch [-l\|-location] <expr> [thread <threadno>] [mask <maskvalue>]

-l：表示将expression视为地址，观察表达式指向的地址中的值

expr：表达式、*开头表示的内地地址

threadno：同break

maskvalue：观察值mask，只观察部分bit值

> watch foo mask 0xffff00ff
	# 观察`foo`
> watch *0xdeadbeef 0xffffff00
	# 观察内存地址`0xdeadbeef`处的值

取决于系统，观察点有可能以硬件、软件方式实现，大部分 PowerPC、X86支持硬件观察点
- 软件观察点通过逐步测试变量实现，程序执行速度慢得多
- 硬件观察点不会降低程序执行速度
mask参数需要架构支持

`rwatch`

rwatch：为某表达式设置读观察点

当表达式值被读取时停止程序

1 2	> rwatch [-l\|location] <expression> [thread <threadno>] [mask <maskvalue>]

`awatch`

awatch：为某表达式设置写观察点

当表达式值被修改时停止程序

1 2	> awatch [-l\|-location] <expression> [thread <threadno>] [mask <maskvalue>]

设置Catchpoint

`catch`

catch：设置捕捉点捕捉事件

1	> cat[ch] <event>

通用事件

catch：捕获异常

exec：调用系统调用exec（仅HP-UX下有用）

fork：调用系统调用fork（仅HP-UX下有用）

load [<libname>]：载入共享库（仅HP-UX下有用）

unload [<libname>]：卸载共享库（仅HP-UX下有用）

throw：抛出异常

rethrow：再次抛出异常

vfork：调用系统调用vfork时（仅HP-UX下有用）

syscall：被系统调用

Ada

assert：捕获Ada断言失败

exception [arg]：捕获Ada和参数匹配的异常

handlers：捕获Ada异常

捕捉点：捕捉程序运行时的一些事件，如：载入动态链接库、异常事件<event>发生时停止程序

`tcatch`

tcatch：设置一次性捕捉点，程序停止后自动删除

信号处理

gdb可以在调试程序时处理任何信号，可以要求gdb在收到指定信号后停止正在执行的程序以供调试

1	> handle <signal> <keywords>

signal：需要处理的信号

信号可选使用SIG开头

可以定义需要处理的信号范围SIGIO-SIGKILL

可以使用all表示处理所有信号

keywords：被调试程序接收到信号后gdb的动作

nostop：不停止程序运行，打印消息告知收到信号

stop：停止程序运行

print：显示信息
todo

noprint：不显示信息

noigore：gdb处理信号，交给被调试程序处理

nopass/ignore：gdb截留信号，不交给被调试程序处理

维护停止点

`clear`

clear：清除指定位置断点

1	> clear [<location>]

location：指定清除断点位置

缺省：清除当前栈帧中正在执行行断点

其余设置同break

`commands`

commands：设置断点生效时自动执行命令

利于自动化调试

1
2
3

> commands [bpnum]
> ...command-list...
> end

bpnum：断点序号

缺省：最近设置的断点

5-7：指定断点区间

执行

文件

`list`

list：打印源代码

1	> l[ist] [<location>]

location：输入的源代码

缺省/+：显示当前行后源代码

-：显示当前行前源代码

[[start], [end]]：显示范围内源代码（缺省表当前行）

指定单行类似break中location参数

一般默认显示10行，可以通过set listsize <count>设置

`forward-search`/`search`

search/forward-search：从打印出最后行开始正则搜索源码

1	> search/forward-search <regexp>

`revserse-search`

reverse-search：从打印出的最后行反向正则搜索源码

1	> reverse-search <regexp>

`directory`

directory：指定源文件搜索路径

1	> dir[rectory] <dir>

dir：源文件路径

可以指定多个搜索路径，linux下:分隔，windows下;

缺省：清除自定义源文件搜索路径信息

show查看当前

继续执行

`run`

run：启动程序开始调试

1	> r[un] [<args>]

args

缺省：上次run、set args指定的参数

参数中包含的*、...将被用于执行的shell扩展（需清除参数，使用set args置空）

允许输入、输出重定向

`continue`

continue：继续执行直到之后断点、程序结束

1	> c[ontinue]/fg [<ignore-count>]

ignore-count：执行直到之后第ingore-count个断点（忽略ignore-count-1个断点）

缺省：1

`step`/`next`

step/next：单步/单行跟踪

1	> s[tep]/[n]ext [<count>]

count：执行代码行数

缺省：1

有函数调用，step进入函数（需要函数被编译有debug信息）

，next不进入函数调用，视为一代代码

`stepi`/`nexti`

stepi/nexti：单条intruction（机器指令、汇编语句）跟踪

1	> s[tep]i/n[ext]i [<count>]

count：执行指令条数

缺省：1

`finish`

finish：运行直到当前栈帧/函数返回，并打印函数返回值、存入值历史

`return`

return：强制函数忽未执行语句，并返回

1	> return [expr]

expr：返回的表达式值

缺省：不返回值

`util`

until/u：运行程序直到退出循环体

`jump`

jump：修改程序执行顺序，跳转至程序其他执行处

1	> jump [<location>]

location：同break

jump不改变当前程序栈中内容，所以在函数间跳转时，函数执行完毕返回时进行弹栈操作式必然发生错误、结果错误、 core dump，所以最好在同一个函数中跳转
事实上，jump就是改变了寄存器中保存当前代码所在的内存地址，所以可以通过set $pc更改跳转执行地址

`call`

call：强制调用函数，并打印函数返回值（void不显示）

1	> call <expr>

print也可以调用函数，但是如果函数返回void，print 显示并存储如历史数据中

查看信息

`print`/`inspect`

1	> p[rint] [/<f>]<expr>[=value]

f：输出格式

x：16进制格式

d：10进制格式

u：16进制格式显示无符号整形

o：8进制格式

t：2进制

a：16进制

c：字符格式

f：浮点数格式

i：机制指令码

s：

expr：输出表达式、gdb环境变量、寄存器值、函数

输出表达式：gdb中可以随时查看以下3种变量值

全局变量：所有文件可见

静态全局变量：当前文件可见

局部变量：当前scope可见

局部变量会隐藏全局变量，查找被隐藏变量可以使用 ::指定

编译程序时若开启优化选项，会删改程序，使得某些变量不能访问

输出环境变量、寄存器变量时，需要使用$前缀

函数名称：强制调用函数，类似call

value：修改被调试程序运行时变量值

缺省：打印变量值

=是C++/C语法，可以根据被调试程序改为相应程序赋值语法

可以通过set var实现（当变量名为gdb参数时，必须使用set var）

每个print输出的表达式都会被gdb记录，gdb会以$1、$2 等方式记录下来，可以使用此编号访问以前的表达式

`examine`

examine/x：查看内存地址中的值

1	> examine/x /[<n/f/u>] <addr>

输出参数：可以三者同时使用

n：查看内存的长度（单元数目）

f：展示格式，同print

u：内存单元长度

b：单字节

h：双字节

w：四字节，默认

g：八字节

addr：内存地址

1 2	> x/3uh 0x54320 # 从内存地址`0x54320`开始，16进制展示3个双字节单位

`display`

display：设置自动显示变量，程序停止时变量会自动显示

1	> display/[<fmt>] [<expr>] [<addr>]

fmt：显示格式

同print

exprt：表达式

addr：内存地址

1
2
3

> display/i $pc
	# `$pc`：gdb环境变量，表示指令地址
	# 单步跟踪会在打印程序代码时，同时打印出机器指令

`undisplay`

undisplay：删除自动显示

1	> undisplay [<num>]

num：自动显示编号

info查看

可以使用a-b表示范围

查看、设置GDB环境

`info`

停止点

locals：打印当前函数中所有局部变量名、值
args：打印当前函数参数名、值
b[reak][points] [n]：查看断点
watchpoints [n]：列出所有观察点
catch：打印当前函数中异常处理信息
line [<location>]：查看源代码在内存中地址
f[rame]：可以打印更详细当前栈帧信息
- 大部分为运行时内存地址
display：查看display设置的自动显示信息

线程

threads查看在正在运行程序中的线程信息

信号

info signals/handle：查看被gdb检测的信号
frame：查看当前函数语言
source：查看当前文件程序语言

其他

terminal：显示程序所有终端模式
registers [reg]：查看寄存器情况
- 缺省：除浮点寄存器外所有寄存器
- 还可以通过print实现
all-registers：查看所有寄存器情况（包括浮点寄存器）

`set`

停止点

step-mode [on] [off]：开启/关闭step-mode模式
- 程序不会因为没有debug信息而不停止，方便查看机器码

环境

language [lang]：设置当前语言环境
args [<args>]：设置被调试程序启动参数
environment var [=value]：设置环境变量
listsize <count>：设置最大打印源码行数
var <var=value>：修改被调试程序运行时变量值
- 还可以通过print变量修改

`print`

address [on/off]：打开地址输出
- 即程序显示函数信息时，显示函数地址
- 默认打开
array [on/off]：打开数组显示
- 打开数组显示后，每个函数占一行，否则以逗号分隔
- 默认关闭
elements <num-of-elements>：设置数组显示最大长度
- 0：不限制数组显示
null-stop [on/off]：打开选项后，显示字符串时遇到结束符则停止显示
- 默认关闭
pretty [on/off]：打开选项后，美化结构体输出
- 打开选项后，结构体成员单行显示，否则逗号分隔
sevenbit-strings [on/off]：字符是否按照/nnn格式显示
- 打开后字符串/字符按照/nnn显示
  todo
union [on/off]：显示结构体时是否显示其内联合体数据
- 打开时联合体显示结构体各种值，否则显示...
object [on/off]：打开选项时，若指针对象指向其派生类， gdb自动按照虚方法调用的规则显示输出，否则gdb忽略虚函数表
- 默认关闭
static-members [on/off]：是否对象中静态数据成员
- 默认打开
vtbl [on/off]：选项打开，gdb将用比较规则的格式输出虚函数表
- 默认关闭

`show`

执行

args：查看被调试程序启动参数
paths：查看gdb中PATH
environtment [var]：查看环境变量
directories：显示源文件搜索路径
convenience：查看当前设置的所有环境变量

`print`

address：查看是否打开地址输出
array：查看是否打开数组显示
element：查看再打数组显示最大长度
pretty：查看是否美化结构体输出
sevenbit-strings [on/off]：查看字符显示是否打开
union：查看联合体数据输出方式
object：查看对象选项设置
static-members：查看静态数据成员选项设置
vtbl：查看虚函数显示格式选项设置

`shell`

shell：执行shell命令

1	> shell <shell-cmd>

cd：等同> shell cd

pwd

make <make-args>

Linux：使用环境变量SHELL、/bin/sh执行命令
Windows：使用cmd.exe执行命令

`path`

path：添加路径至gdb中PATH（不修改外部PAHT）

1	> path <dir>

GDB环境

环境变量

可以在gdb调试环境中自定义环境变量保存调试程序中需要的数据

> set $foo = *object_ptr
	# 设置环境变量
> show convenience
	# 查看当前设置的所有环境变量
> set $i=0
> print bar[$i++] -> contents
	# 环境变量、程序变量交互使用
	# 只需要回车重复上条命令，环境变量自动累加，逐个输出变量

环境变量使用$开头（定义时也需要）
gdb会在首次使用时创建该变量，在以后使用直接对其赋值
环境变量没有类型，可以定义任何类型，包括结构体、数组

寄存器

寄存器：存放了程序运行时数据

ip：程序当前运行指令地址

sp：程序当前堆栈地址

> info registers [<reg-name>]
	# 输出寄存器值，缺省除浮点外所有
> info all-registers
	# 输出所有寄存器值
> print $eip
	# 输出寄存器`eip`值

其他

disassemble：查看程序当前执行的机器码
- 此命令会dump当前内存中指令
si[gnal] <signal>：产生信号量发给被调试程序
- signal：取值1-15，即Unix信号量
- 此命令直接发送信号给被调试程序，而系统信号则是发送给被调试程序，但由gdb截获，

调试设置

`delete`

delete：删除断点（缺省）、自动输出表达式等

1 2	> delete [breakpoints] [bookmark] [checkpoints] [display] [mem] [tracepoints] [tvariable] [num]

breakpoints：删除断点

bookmark：从书签中删除书签

checkpoints：删除检查点

display：取消程序停止时某些输出信息

mem：删除存储区

tracepoint：删除指定追踪点

tvariable：删除追踪变量

num

缺省：删除所有断点/自动输出/书签等

指定的序号

info查看

可以使用a-b表示范围

`disable`

disable：禁用断点（缺省）、输出表达式等

1
2
3

> disable [breakpoints] [display] [frame-filter]
	[mem] [pretty-printer] [probes] [type-printer]
	[unwinder] [xmethod] [num]

`breakpoints`

禁用断点

1	> disable [breakpoints] [num]

缺省：禁用所有断点
仅指定的序号（info查看）

`display`

禁用程序停止时某些输出信息

`frame-filter`

禁用某些帧过滤器

`mem`

禁用存储区

`pretty-printer`

禁用某些打印美化

`probes`

禁用探测

`type-printer`

禁用某些类型打印

`unwinder`

禁用某些unwinder

`xmethod`

禁用某些xmethod

`enable`

enable：启用断点（缺省）、输出表达式等

1
2
3

> enable [breakpoints] [display] [frame-filter]
	[mem] [pretty-printer] [probes] [type-printer]
	[unwinder] [xmethod] [num]

`breakpoints`

启用断点

1 2	> enable [breakpoints] [num] [once] [delete]` - `[delete]`：启用断点，生效后自动被删除

num：断点序号
- 缺省：启用所有断点
once：启用断点一次
delete：启用生效后自动删除
count：启用断点count次

`display`

启用程序停止时某些输出信息

`frame-filter`

启用某些帧过滤器

`mem`

启用存储区

`pretty-printer`

启用某些打印美化

`probes`

启用探测

`type-printer`

启用某些类型打印

`unwinder`

启用某些unwinder

`xmethod`

启用某些xmethod

栈

`backtrace`

backtrace：打印函数栈

1	> backtrace/bt [-][<n>]

-：打印栈底信息

缺省：打印栈顶信息

n：打印栈数量

缺省：打印当前函数调用栈所有信息

一般而言，程序停止时，最顶层栈就是当前函数栈

`frame`

frame：切换当前栈

1	> f[rame] [<n>]

n：切换到第n个栈帧

缺省打印当前栈编号、断点信息（函数参数、行号等）

`up`

up：上移当前栈帧

1	> up [<n>]

n：上移n层栈帧

缺省：上移1层

`down`

down：下移当前栈帧

1	> down [<n>]

n：下移n层栈帧

缺省：下移1层

GDB命令大全

aliases

breakpoints

data

files

internals

obscure

running

stack

status

support

tracepoints

user-defined

$ gdb tst
	# `gdb`启动可执行文件tst
(gdb) l
	# `l`：list，列出源码
(gdb)
	# 直接回车：重复上次命令
(gdb) break 16
	# `break [n]`：在第`n`行设置断点
(gdb) break func
	# `break func`：在函数`func`入口处设置断点
(gdb) info break
	# `info break`：查看断点信息
(gdb) r
	# `r`：run，执行程序，会自动在断点处停止
(gdb) n
	# `n`：next，单条语句执行
(gdb) c
	# `c`：continue，继续执行（下个断点、程序结束为止）
(gdb) p i
	# `p i`：print，打印变量i的值
(gdb) bt
	# `bt`：查看函数栈
(gdb) finish
	# `finish`：退出**函数**
(gdb) 1
	# `q`：quit，退出gdb

GDB

https://xyy15926.github.io/Linux/Tool/gdb.html

Author

UBeaRLy

Posted on

2019-03-21

Updated on

2021-07-16

Licensed under

GDB

概述

调试准备

编译选项

启动GDB调试

配置调试环境

源文件

程序运行环境

参数

表达式

停止点

设置Breakpoint

break

tbreak

rbreak

condition

ignore

设置Watchpoint

watch

rwatch

awatch

设置Catchpoint

catch

tcatch

信号处理

todo

维护停止点

clear

commands

执行

文件

list

forward-search/search

revserse-search

directory

继续执行

run

continue

step/next

stepi/nexti

finish

return

util

jump

call

查看信息

print/inspect

examine

display

undisplay

查看、设置GDB环境

info

停止点

线程

信号

其他

set

停止点

环境

print

todo

show

执行

print

shell

path

GDB环境

环境变量

寄存器

其他

调试设置

delete

disable

breakpoints

display

frame-filter

mem

pretty-printer

probes

type-printer

`break`

`tbreak`

`rbreak`

`condition`

`ignore`

`watch`

`rwatch`

`awatch`

`catch`

`tcatch`

`clear`

`commands`

`list`

`forward-search`/`search`

`revserse-search`

`directory`

`run`

`continue`

`step`/`next`

`stepi`/`nexti`

`finish`

`return`

`util`

`jump`

`call`

`print`/`inspect`

`examine`

`display`

`undisplay`

`info`

`set`

`print`

`show`

`print`

`shell`

`path`

`delete`

`disable`

`breakpoints`

`display`

`frame-filter`

`mem`

`pretty-printer`

`probes`

`type-printer`

`unwinder`

`xmethod`

`enable`

`breakpoints`

`display`

`frame-filter`

`mem`

`pretty-printer`

`probes`

`type-printer`

`unwinder`

`xmethod`

`backtrace`

`frame`

`up`

`down`