[Linux] GDB使用

GDB（GNU Debugger）是UNIX及UNIX-like下的强大调试工具，可以调试ada, c, c++, asm, minimal, d, fortran, objective-c, go, java, pascal等语言。

对于C程序来说，需要在编译时加上-g参数，保留调试信息，否则不能使用GDB进行调试。

直接使用 gdb + 文件名

如果没有调试信息，会提示no debugging symbols found。

如果是下面的提示：Reading symbols from helloWorld...done. 则可以进行调试。

接着进入交互界面 输入命令进行调试

• run [参数], 如果运行的程序需要参数 则在run后面直接跟参数即可
• start 默认在最开始有个临时断点
  
  

或者使用set args，然后再用run启动

• set args 用于传递main函数参数
• show args 可以查看参数

调试core文件

当程序运行的过程中异常终止或崩溃，操作系统会将程序当时的内存状态记录下来，保存在一个core文件中，这种行为就叫做Core Dump（中文有的翻译成“核心转储”）。我们可以认为 core dump 是“内存快照”，但实际上，除了内存信息之外，还有些关键的程序运行状态也会同时 dump 下来，例如寄存器信息（包括程序指针、栈指针等）、内存管理信息、其他处理器和操作系统状态和信息。

core dump 对于编程人员诊断和调试程序是非常有帮助的，因为对于有些程序错误是很难重现的，例如指针异常，而 core dump 文件可以再现程序出错时的情景。

当程序core dump时，可能会产生core文件，它能够很大程序帮助我们定位问题。但前提是系统没有限制core文件的产生。

可以使用命令ulimit -c查看是否允许生成core文件
若结果为0 则代表不能生成core文件
可以通过以下命令解除限制 两种方式可选其一。第一种无限制，第二种指定最大产生文件的大小。

ulimit -c unlimied #表示不限制core文件大小
ulimit -c 10 #设置最大大小，单位为块，一块默认为512字节
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使用core文件：

(gdb) core-file core # 查看生成的core文件
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调试已运行程序

首先使用 ps 命令找到进程id
接着用 attach + id 启动调试

ps -ef|grep 进程名
$ gdb
(gdb) attach 20829
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断点设置

Gdb模式下可以使用info break查看已设置断点 或者简写为 i b

根据行号设置断点:

b/break 9 # break 可简写为b
b test.c: 9 # 程序运行到第9行的时候会断住
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根据函数名设置断点:

b printNum # printNum 为函数名 程序在调用到printNum函数的时候会断住
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根据条件设置断点:

假设程序某处发生崩溃，而崩溃的原因怀疑是某个地方出现了非期望的值，那么你就可以在这里断点观察，当出现该非法值时，程序断住。这个时候我们可以借助gdb来设置条件断点

break test.c:23 if b==0 # 当在b等于0时，程序将会在第23行断住。
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或者condition有着类似的作用，假设上面的断点号为1，那么：

condition 1 b==0 # 会使得b等于0时，产生断点1
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根据规则设置断点 rbreak

对所有以printNum开头的函数都设置断点，可以使用下面的方式：

rbreak printNum* # 所有以printNum开头的函数都设置了断点
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设置临时断点 tbreak

tbreak test.c: 10 #在第10行设置临时断点
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跳过多次设置断点 ignore

假如有某个地方，我们知道可能出错，但是前面30次都没有问题，虽然在该处设置了断点，但是想跳过前面30次：

ignore 1 30 # 1为断点号 30是跳过次数
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根据表达式值变化产生断点 watch

watch a # 当变量a的值变化时 中断并打印a的值
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rwatch 和 awatch 同样可以设置观察点
前者是当变量值被读时断住，后者是被读或者被改写时断住。

禁用或启动断点

disable # 禁用所有断点
disable bnum # 禁用标号为bnum的断点
enable # 启用所有断点
enable bnum # 启用标号为bnum的断点
enable delete bnum # 启动标号为bnum的断点，并且在此之后删除该断点
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断点清除

clear # 删除当前行所有breakpoints
clear function # 删除函数名为function处的断点
clear filename: function # 删除文件filename中函数function处的断点
clear lineNum # 删除行号为lineNum处的断点
clear filename：lineNum # 删除文件filename中行号为lineNum处的断点
delete # 删除所有breakpoints,watchpoints和catchpoints
delete bnum # 删除断点号为bnum的断点
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变量查看

普通变量查看

使用print（可简写为p）打印变量内容

p a # 打印变量a的内容
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有时候，多个函数或者多个文件会有同一个变量名，这个时候可以在前面加上函数名或者文件名来区分

p 'main'::b
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打印指针指向内容

使用解引用方式打印

p *d # 通过解引用符*来打印指针指向的内容
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但直接使用*仅仅只能打印第一个值
如果要打印多个值(如数组)，后面跟上@并加上要打印的长度。

p *d@10 # 通过指针打印一个长为10的数组
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$ 可表示上一个变量
假设此时有一个链表linkNode，它有next成员代表下一个节点，则可使用下面方式不断打印链表内容：

使用 set 可以定义一个变量
如果想要查看前面数组的内容，可以定义下标变量后, 将下标一个一个累加

按照特定格式打印变量

对于简单的数据，print默认的打印方式已经足够了，它会根据变量类型的格式打印出来，但是有时候这还不够，我们需要更多的格式控制。

• /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。
  

但是这种方式仍然无法查看浮点数的二进制格式，因为直接打印它首先会被转换成整型

查看内存内容

examine(简写为x) 可以用来查看内存地址中的值。语法如下：

x/[n][f][u] addr
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• 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，前面已经提到了格式控制字符
• u 表示要打印的单元长度 单元长度常见有如下：
  • b 字节
  • h 半字，即双字节
  • w 字，即四字节
  • g 八字节
• addr 内存地址

此处 n=4, f = t , u = b
代表以二进制形式打印四个字节大小的e变量所处地址的内存单元中的内容

查看寄存器内容 info registers

自动显示变量内容

假设我们希望程序断住时，就显示某个变量的值，可以使用display

display e # 每次程序断住时，就会打印e的值
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要查看哪些变量被设置了display，可以使用：info display

如果想要清除打印变量

delete display [num] # num为前面变量前的编号,不带num时清除所有。
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单步调试

单步执行

next命令（可简写为n）用于在程序断住后，继续执行下一条语句。

假设已经启动调试，并在第12行停住，如果要继续执行，则使用n执行下一条语句。
如果后面跟上数字num，则表示执行该命令num次，就达到继续执行n行的效果了

单步进入

step命令（可简写为s），它可以单步跟踪到函数内部，但前提是该函数有调试信息并且有源码信息

如果没有函数调用，s的作用与n的作用并无差别，仅仅是继续执行下一行。它后面也可以跟数字，表明要执行的次数。

继续执行到下一个断点

continue命令（可简写为c）或者fg，它会继续执行程序，直到再次遇到断点处

继续运行到指定位置

假如我们在25行停住了，现在想要运行到29行停住
可以使用until命令（可简写为u）它利用的是临时断点。

跳过执行

skip可以在step时跳过一些不想关注的函数或者某个文件的代码

skip function add # step时跳过add函数
info skip # 查看step情况
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skip也后面也可以跟文件：

skip file gdbStep.c
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这样gdbStep.c中的函数都不会进入。

• skip delete [num] 删除skip条目，nun表示跳过条目的编号
• skip enable [num] 启用skip条目，nun表示跳过条目的编号
• skip disable [num] 禁止skip条目，nun表示跳过条目的编号

查看源码或对源码进行编辑

查看源码内容

list（可简写为l），它可以将源码列出来

直接输入 l 可从第一行开始显示源码，未显示全继续输入 l ，可列出后面的源码。
后面也可以跟上 + 或者 - ，分别表示要列出上一次列出源码的后面部分或者前面部分。

l - 
l +
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l 后面可以跟行号，表明要列出某行附近的源码

l 9
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列出指定函数附近的源码: l后面跟函数名即可

设置源码一次列出行数

默认是10行 可以通过set listsize属性来设置

若设置为0或者unlimited，列出就没有限制了，但源码如果较长，查看将会不便。

列出指定行之间的源码

list first,last
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启始行和结束行号之间用逗号隔开。两者之一也可以省略，例如：list 3,
省略结束行的时候，它列出从开始行开始，到指定大小行结束，而省略开始行的时候，到结束行结束，列出设置的大小行，例如默认设置为10行，则到结束行为止，总共列出10行。

列出指定文件的源码

l location 其中location可以是 文件名加行号 或 函数名
l test.c: 1 # 查看指定文件指定行
l test.c: printNum1 # 指定文件指定函数
l test.c: 1, test.c: 3 # 指定文件指定行之间
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更换源码目录

例如，你编译好的程序文件，放到了另外一台机器上进行调试，或者你的源码文件全都移动到了另外一个目录，怎么办呢？

可以使用dir命名指定源码路径

dir ./temp # 或者使用下面的方式替换当前路径
set substitute-path from [ ] to [ ]  # 将原来的路径替换为新的路径
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借助 readelf (bash)命令可以知道原来的源码路径

readelf main -p .debug_str
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编辑源码

为了避免已经启动了调试之后，需要编辑源码，又不想退出，可以直接在gdb模式下编辑源码，它默认使用的编辑器是/bin/ex，但是你的机器上可能没有这个编辑器，或者你想使用自己熟悉的编辑器，那么可以通过下面的方式在bash下进行设置：

EDITOR=/usr/bin/vim
export EDITOR
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使用edit location 可以在调试模式下编辑源码

edit 3 #编辑第三行
edit printNum #编辑printNum函数
edit test.c: 5 #编辑test.c第五行
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启动时，如果带上tui(Text User Interface)参数，会有意想不到的效果，它会将调试在多个文本窗口呈现：