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列位安好。簡單總結(jié)下GDB調(diào)試器的使用。 準(zhǔn)備 默認(rèn)情況下，gcc/g++編譯的可執(zhí)行文件是不包含調(diào)試信息的，GDB是一個源代碼級的調(diào)試器，使用GDB調(diào)試程序需要程序的源代碼、符號及其對應(yīng)的行號等，其中符號和行號可以是單獨的文件，亦可以在編譯時嵌入到可執(zhí)行文件中。使用gcc/g++時使用-g選項即可將必要的調(diào)試信息包含到可執(zhí)行文件中，使用-g3選項還可以將源代碼中的宏信息也包含進(jìn)去。 另外，調(diào)試過程中需要隨時查看源代碼，但源代碼并沒有包含到可執(zhí)行文件中。通常GDB在當(dāng)前目錄查找源文件，但某些情況下（比如調(diào)試系統(tǒng)命令）需要手動指明源代碼的查找目錄，directory ~向GDB指明到$HOME下查找源文件。 啟動 GDB的啟動很靈活，它的各種特性，你可以在Shell下通過選項和參數(shù)指定，也可以在GDB啟動之后在GDB自己的命令行下使用GDB內(nèi)置的命令來指定。最常用的是直接使用命令gdb PROGRAM啟動，這樣gdb自動加載符號表等調(diào)試信息。若要向被調(diào)試程序傳遞參數(shù)，可以采用gdb –args program ARG1 ARG2的形式，其中–args(或者-args)是必須的，它告訴GDB該選項之后已經(jīng)沒有GDB需要的選項了。另外，還可以直接使用gdb啟動，然后使用file program加載調(diào)試信息。此時若要設(shè)置被調(diào)試程序的參數(shù)，可以使用set命令的args子命令，如set args ARG1 ARG2. 還有一種傳遞參數(shù)的方法，在下面介紹。 斷點 調(diào)試程序，就是使用調(diào)試器（Debugger）通過檢測和改變被調(diào)試程序（Debuggee）的狀態(tài)、控制其執(zhí)行的方式找出被調(diào)試程序中的錯誤和潛在的bug。調(diào)試程序，觀察程序當(dāng)前的行為的前提是讓程序在“適當(dāng)?shù)臅r候”暫停運，那么什么是適當(dāng)?shù)臅r候呢？使用GDB時，讓程序暫停運行需要使用斷點。具體地，斷點又可以分為普通斷點（breakpoint以下簡稱斷點），觀察點（watchpoint），捕捉點（watchpoint）三類。 普通斷點使用break命令（簡寫為b）設(shè)置。break命令的格式為break [bp-spec] [if CONDITION] [thread THREADNUM]，bp-spec指明斷點設(shè)置的位置，可以是行號、函數(shù)名或者指令地址，如果bp-spec省略，則斷點被設(shè)置在程序所要執(zhí)行的下一行代碼（或者指令）上。if CONDITION指明當(dāng)程序到達(dá)bp-spec位置時，只有CONDITION條件成立時程序才會暫停。thread THREADNUM用在多線程程序的調(diào)試中，斷點只被設(shè)置在指定的線程號（GDB內(nèi)部而不是系統(tǒng)使用的標(biāo)號）為THREADNUM的線程上，如果THREADNUM為all則所有線程都會被設(shè)置斷點。補充下bp-spec可以是函數(shù)名b FUNCTIONNAME(重載函數(shù)名需要使用”包含才能自動補全)，可以是行號b LINENUMBER或者b FILENAME:LINENUMBER，還可以是指令地址b *ADDRESS。另外，break命令還有其它一些變種，比如tbreak設(shè)置臨時斷點，被使用一次就會自動刪除，rbreak使用正則表達(dá)式來指明函數(shù)名。 觀察點使用watch命令，命令格式與break相同，但它并不是指明斷點的位置，而是指明一個表達(dá)式，每當(dāng)該表達(dá)式的值改變時，程序便會被暫停。表達(dá)式可以是某個變量、由若干變量組成的表達(dá)式或者內(nèi)存地址。 捕捉點是另一種斷點，它使用某種事件的發(fā)生作為觸發(fā)條件，命令各式為catch EVENT。這些事件主要包括異常的拋出和捕獲（catch throw/catch）和某個系統(tǒng)調(diào)用（catch fork/open/exec, catch syscall CALLNUM）。 查看當(dāng)前的斷點設(shè)置情況可以使用breakpoints，也可以使用info breakpoints（或者簡寫為i b）命令，查看某個斷點使用breakpoints bpnum，bpnum為斷點號。 使用enable/disable bpnum使某個斷點生效和失效，delete bpnum刪除斷點。bpnum還可以是一個范圍，以此批量操作斷點，比如d 2-6刪除斷點2到6。 使用ignore bpnum COUNT還可以使某個斷點被或略COUNT次，即是說斷點bpnum的前COUNT次到達(dá)都不會被觸發(fā)，知道COUNT遞減至0。另外，在COUNT遞減至0之前，該斷點上的條件是不會被考慮的。 CONDITION bpnum [if condition]，修改bpnum上的觸發(fā)條件，若if被省略，則bpnum斷點上的條件將被刪除。 運行 GDB啟動和加載調(diào)試信息后，被調(diào)試程序并沒有運行。使用run/r或者start命令，GDB建立子進(jìn)程來運行被調(diào)試程序。run和start命令稍有不同，即run僅僅加載程序然后運行，而start會在程序的入口函數(shù)（main）設(shè)置一個臨時斷點，程序運行到那里就會暫停，臨時斷點也隨即被清除。另外run和start命令后面都可以加上傳遞給被調(diào)試程序的參數(shù)，若不加參數(shù)則使用GDB啟動時傳遞的參數(shù)或者使用set args命令設(shè)置的參數(shù)。若要清除參數(shù)而不退出GDB，使用不帶參數(shù)的set args即可。 其它運行相關(guān)的命令還有 continue/c，繼續(xù)運行。 next/n, 下一行，且不進(jìn)入函數(shù)調(diào)用 stop/s, 下一行，但進(jìn)入函數(shù)調(diào)用 ni或者si, 下一條指令，ni與si的區(qū)別同n與s的區(qū)別 finish/fini, 繼續(xù)運行至當(dāng)前棧幀/函數(shù)剛剛退出 until/u, 繼續(xù)運行至某一行，在循環(huán)中時，u可以實現(xiàn)運行至循環(huán)剛剛退出，但這取決于循環(huán)的實現(xiàn)。 查看 調(diào)試的主要工作，我想就是檢查程序的狀態(tài)吧，內(nèi)存的狀態(tài)，程序的流程，指令的安排。GDB有多個命令來查看程序的狀態(tài)，最常用的是list/l, print/p和x和disassemble。 list linenum/function列出第linenum行或者function所在行附近的10行，list *address列出地址address附近的10行。 list列出上一次list命令列出的代碼后面的10行 list -，列出上一次list命令列出的代碼前的10行 list列出的默認(rèn)行數(shù)可由set listsize size來設(shè)置 p /fmt VARIABLE根據(jù)fmt指定的格式打印變量VARIABLE的值，常用的fmt有d(decimal), u(unsigned), x(hex), o(octal), c(character), f(float), s(string) x /nfs ADDRESS是我最喜歡的命令，它顯示ADDRESS地址開始的內(nèi)容，形式由nfs指定。其中n為次數(shù)（個數(shù)），f是格式，除p命令可以使用的格式外，還可以使用i(instruction)打印指令，s為所打印內(nèi)容的大小，可以是b(byte), h(half word), w(word, 4bytes), g(8bytes). nfs均可省略，若省略則使用最近一次使用x命令時的值，最初nfs是1dw。 disassemble /[r][m] [ADDRESS]將ADDRESS所在函數(shù)進(jìn)行反匯編，ADDRESS也可以是一個由行號組成的區(qū)間。不指定任何選項時disas只簡單的列出反匯編指令，指定m(mixed)選項時會對應(yīng)地列出指令和源代碼，指定r(raw)時會打印出指令對應(yīng)的十六進(jìn)制編碼。 退出 Ctrl-C會終止當(dāng)前調(diào)試的程序（而不是調(diào)試器）。q(quit)退出GDB，若退出時被調(diào)試程序尚未結(jié)束，GDB會提示，請求確認(rèn)。 其它 help 使用GDB的過程中，如果對某一個命令的用法不清楚，可以隨時使用help/h尋求幫助。 info info/i命令也是一個十分常用的GDB命令，可以查看許多信息。 i program查看被調(diào)試程序的運行狀態(tài)，如進(jìn)程號、ip（指令指針）、是否運行、停止原因等。 i b [bpnum]查看斷點 i f [frame-num]查看當(dāng)前（或指定）棧幀，i f all還會列出當(dāng)前棧幀的局部變量 i line LINENUM查看代碼行LINENUM，打印其指令地址，此命令后執(zhí)行x/i可查看該地址處的指令，然后回車即可繼續(xù)向后查看接下來的指令 i reg查看寄存器狀態(tài)，i all-reg查看包含浮點堆棧寄存器在內(nèi)的所有寄存器情況 i args查看當(dāng)前棧幀的參數(shù) i s追蹤棧幀信息，相當(dāng)于backtrace/bt命令 i threads查看當(dāng)前進(jìn)程的線程信息 回到過去 跟蹤調(diào)試程序的過程中，偶爾會錯過一些關(guān)鍵點，不得不重新啟動程序。如果錯過的這些關(guān)鍵點不容易再現(xiàn)，就更令人懊惱了。GDB提供一種機(jī)制可以讓你將程序向后調(diào)整，重新來過。這種機(jī)制叫做checkpoint，你可以在程序運行的關(guān)鍵點處執(zhí)行checkpoint命令，你將得到一個數(shù)字（check-num）來標(biāo)識這個checkpoint。在以后的某個時刻使用restart check-num將程序回滾到設(shè)置該checkpoint的時刻，而此時此刻的“內(nèi)存狀態(tài)”恰如彼時彼刻，你可以重新調(diào)試這段程序（比如設(shè)置不同的變量值來測試不同的情況）。但覆水難收的道理你是懂得，回滾的這段程序之間產(chǎn)生的內(nèi)存之外的效應(yīng)是無法恢復(fù)的，比如寫出到文件的數(shù)據(jù)收不回來了（但文件的指針偏移是可以恢復(fù)的，因為它的值保存在內(nèi)存），通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的數(shù)據(jù)就更要不回來了。 使用i checkpoints可以查看checkpoint信息，比如check-num及其所處代碼行。 據(jù)我揣測，GDB的這種“回到過去”的伎倆并不是逐步撤銷之前運行的指令，而是在checkpoint命令執(zhí)行的時候，把被調(diào)試程序fork/clone了。 多線程 調(diào)試多線程程序與普通程序沒有太大的區(qū)別。 i threads查看當(dāng)前進(jìn)程包含的線程的信息，包括線程號及其GDB內(nèi)部標(biāo)識號，當(dāng)前處于前端的線程。 thread thread-num切換到線程thread-num set scheduler-locking [on|off|step]，這是一個比較重要的選項，它控制這當(dāng)前調(diào)試線程與其它線程的執(zhí)行關(guān)系。設(shè)置為on時，其它線程不會搶占當(dāng)前線程。設(shè)置為off（默認(rèn)）時，當(dāng)前線程執(zhí)行時隨時可能被其它線程搶占。設(shè)置為step時，在執(zhí)行step命令時不會被搶占，但使用next跳過函數(shù)調(diào)用時可以/可能會被搶占，即調(diào)度器會被執(zhí)行。 技巧 回車。在GDB命令行下，簡單的回車會執(zhí)行上一個命令。而且GDB命令中可以使用回車重復(fù)執(zhí)行的都是有記憶的，如果使用回車，該命令就會根據(jù)上一次的執(zhí)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整參數(shù)重復(fù)執(zhí)行。比如使用l func列出函數(shù)func附近的10行代碼，接著回車就會打印接下來的10行。使用x/16xw ADDRESS以16進(jìn)制形式查看ADDRESS處的16個字，接著回車就會以同樣的格式打印接下來的16個字。如果你已經(jīng)set $i=0了，那么通過p a[$i++]然后一直回車就可以依次打印數(shù)組a的元素了。x/i $eip打印下一條指令，接著回車就會打印下下一條指令，以此類推。但，有的指令是無法使用回車來重復(fù)執(zhí)行的，比如run/start，總之，通常，你覺得不能/不適合重復(fù)執(zhí)行的命令就無法重復(fù)執(zhí)行。 命令簡寫，有的命令名稱較長甚至很長，但GDB允許用戶只使用足以區(qū)別其它命令的前幾個字符來執(zhí)行命令，當(dāng)然你也可以使用TAB自動補全。另外一些極為常用的命令有專門的簡寫形式，通常只有一個字母，例如break/b, list/l, info/i, continue/c, next/n, step/s, nexti/ni, stepi/si, frame/f, print/p等等等等。 在GDB中可以自定義變量（僅供GDB內(nèi)部使用），很多時候可以方便查看一些表達(dá)式的值。有的時候使用變量似乎是必須的，比如x *($esp)是不合法的，因為GDB不允許對寄存器變量進(jìn)行解引用（dereference, but why?）。這時，設(shè)置變量set $p=*($esp)，然后x $p就可以了。 這只是一個小小的不完全的總結(jié)，如果你從未使用過GDB，推薦使用RMS的《Debugging with GDB》學(xué)習(xí)，還有一本小書《GDB Pocket Reference》，不妨做你的調(diào)試菜譜，如果你喜歡GDB的話。 |
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