使用GDB进行调试 -- 综述

本文是《debugging with GDB》 的学习笔记

    1、综述（summary）

    调试器（比如GDB）的作用是查看另外一个程序在执行时它的内部正在发生什么，或者一个程序崩溃时正在做什么。

    具体的说，GDB可以做四类事，以帮助程序员查找程序的漏洞：

    a. 启动程序，设置各种可以影响程序运行的参数；

    b. 使程序在一些特定条件下停下来；

    c. 在程序停下以后查看发生了什么；

    d. 修复程序中的一个漏洞以后，继续查看程序的行为。

    GDB可以被用于调试c或c++语言写的程序。（具体的语言支持见原文。。）

使用GDB进行调试 -- 综述

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如何用GDB进行调试

1: 对于在应用程序中加入参数进行调试的方法：

直接用 gdb app -p1 -p2 这样进行调试是不行的。

需要像以下这样使用：

#gdb app

(gdb) r -p1 -p2

或者在运行run命令前使用set args命令：

（gdb） set args p1 p2

可以用show args 命令来查看

2. 加入断点：

break <linenumber>

break <funcName>

break +offset

break -offset

(在当前行号的前面或后面的offset行停住。)

break filename:linenum

在源文件filename的linenum行处停住。

break filename:function

在源文件filename的function函数的入口处停住。

break ... if

...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为100时停住程序。

3. 查看运行时的堆栈：

使用bt命令

4. 打印某个变量的值：

print val

5. 单步： n

继续运行：　c

step

单步跟踪，如果有函数调用，他会进入该函数。

next

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 或 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。

6.在GDB中执行shell命令：

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

eg. shell make

7. 运行环境

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。

8.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

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

当表达式（变量）expr被读时，停住程序。

awatch

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。

9. 维护breakpoint

clear

清除所有的已定义的停止点。

clear func

清除所有设置在函数上的停止点。

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。

10、程序变量

查看文件中某变量的值：

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

查看数组的值

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的“@”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

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。

11.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

11.查看内存

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个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。

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。

12.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

display/

display/ expr

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和s同样被display支持，一个非常有用的命令是：

display/i $pc

undisplay

delete display

删除自动显示，dnums意为所设置好了的自动显式的编号。

disable display

enable display

disable和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。

13. 设置显示选项

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，

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

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。

show print elements

查看print elements的选项信息。

set print null-stop

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。

14.关于显示源码list

gdb调试命令是什么？

gdb调试命令如下：

1、启动gdb

$gdb 

这样可以和gdb进行交互了。 

2、启动gdb，并且分屏显示源代码 

$gdb -tui 

这样,使用了'-tui'选项，启动可以直接将屏幕分成两个部分，上面显示源代码，比用list方便多了。这时候使用上下方向键可以查看源代码,想要命令行使用上下键就用[Ctrl]n和[Ctrl]p。

3、启动gdb调试指定程序app

$gdb app 

这样就在启动gdb之后直接载入了app可执行程序，需要注意的是，载入的app程序必须在编译的时候有gdb调试选项，例如'gcc -g app app.c',注意，如果修改了程序的源代码，但是没有编译，那么在gdb中显示的会是改动后的源代码，但是运行的是改动前的程序，这样会导致跟踪错乱的。 

4、启动程序之后，再用gdb调试

$gdb <program> <PID> 

这里，<program>是程序的可执行文件名，<PID>是要调试程序的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。 

5、启动程序之后，再启动gdb调试

$gdb <PID> 

这里，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,<PID>是要调试程序的PID.这样gdb就附加到程序上了，但是现在还没法查看源代码,用file命令指明可执行文件就可以显示源代码了。

怎样用GDB调试一个由脚本文件启动的程序

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：

$gcc -g -Wall hello.c -o hello

$g++ -g -Wall 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：

gdb <program>

program也就是你的执行文件，一般在当前目录下。

gdb <program> core

用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 mp后产生的文件。

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。

以上三种都是进入gdb环境和加载被调试程序同时进行的。也可以先进入gdb环境，在加载被调试程序，方法如下：

*在终端输入：gdb

*在gdb环境中：file <program>

这两步等价于：gdb <program>

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 mp的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。