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:
> cc -g hello.c -o hello
> g++ -g 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。
进入 GDB
启动 GDB 的方法有以下几种:
1、gdb program
program 也就是你的执行文件,一般在当然目录下。
2、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 dump 后产生的文
件。
3、gdb 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。
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:
参数
-symbols [file](-s)
-exec [file] (-e)
-se [file]
-core [file](-c)
-pid number (-p)
是目标行程的 pid
说明
读取文件中的符号表
调试一个可执行文件
上二者的缩写
读入一个 core dump 文件
启动 attach 模式,除错一个执行中的行程。number
-directory [directory] (-d)
-readnow (-r)
变长,但在执行往后的除错动作会较快速。
将 directory 加入原始码的搜寻路行
一次读取完所有的符号表,这会让启动 gdb 的时间
下列还有部分选择性的参数,我列出几个目前用的到的:
-quiet -silent -q
-windows -w
-nowindows -nw
-cd [directory]
-tty [device](-t)
安静模式,启动时 gdb 将不会显示版权页。
与下一选项相反,这会启动 GUI
如果 gdb 有编入 GUI 的话,这个选项会关掉它。
切换工作目录为 directory 而不是现在的目录
指定 device 为程式的标准输出入
这个参数要当作命令列的最后一个参数,其后跟随
--args
的参数都会被视为「欲传给将调试的程序的参数」
当然我们也不一定要在启动时指定调试来源。
file 指令可以指定要调试的程序,功能就与-se 一样,其实这样指定是比较方便的。 在执
行程序前,我们可以先指定命令列参数,如同--args 参数的效果。
程序运行参数
set args 指定运行时的命令列参数
show args 查看现在的命令列参数是什么。由于 gdb 调试的对象是已经编译好的可执行文
件,所以这里我们不必像 VS.NET 一样等半天。有一点必须注意,gdb 传给程序的命令列参数
是程序开始执行前的那一份命令列参数,如果程序已经开始执行,就算用中断点中断执行然
后改变命令列参数,也只会在下一次执行时变更才会生效。
运行环境
设定程序的运行路径。
path
show paths 查看程序的运行路径。
set environment varname [=value] 设置环境变量,如 set env USR =
show environment [varname] 查看环境变量。
工作目录
cd
相当于 shell 的 cd 命令。
Pwd
程序的输入输出
显示当前的所在目录。
info terminal 显示你程序用到的终端的模式。
使用重定向控制程序的输出。如:run > outfile
tty 命令可以指定写输入输出的终端设备。如:tty /dev/ttyb
调试已运行的程序 两种方法:
1、在 UNIX 下用 ps 查看正在运行的程序的 PID(进程 ID),然后用 gdb PID 格式挂接正在
运行的程序。
2、先用 gdb 关联上源代码,并进行 gdb,在 gdb 中用 attach 命令来挂接进程的 PID。并用
detach 来取消挂接的进程。
暂停 / 恢复程序运行
我们在调试的过程中,会推测某些代码是否出了问题,如果要测试该段代码,可以让程序执
行到那区段前暂停,然后我们来测试看看是出了什么问题。
一、设置断点(BreakPoint)
参数
说明
break [function]
class::function 或 function(type,type)格式来指定函数名。
在某函数的进入点设中断点。C++中可以使用
break +offset | -offset
当程序停止时,在停止位置的前/后第 offset 行设中断点
break linenum
指定行号设中断点
break filename:linenum
在某 source file 的第几行或指定函数设定中断点
break
break [args] if [cond]
列的任一种情形。
tbreak args
在下一个要执行的指令设中断点
当[cond]这个运算式为真,设定中断点。 args 可能是上
只会生效一次的中断点
rbreak regex
使用正则运算来找寻可能的函数,并在其进入点设中断点。 EX:(gdb) rbreak . 这样每个
函数开头都有中断点了。The syntax of the regular expression is the standard one
used with tools like `grep'. Note that this is different from the syntax used by
shells, so for instance foo* matches all functions that include an fo followed
by zero or more os. There is an implicit .* leading and trailing the regular
expression you supply, so to match only functions that begin with foo, use ^foo.
When debugging C++ programs, rbreak is useful for setting breakpoints on
overloaded functions that are not members of any special classes.
break *address
在程序运行的内存地址设置断点
break filename:function
info break [n]
查看断点,n 表示断点号
值得一提的是,C++允许 overloading,所以直接指定函数名称有时候 gdb 无法辨认要把中断
点设在哪。 举例:
int takeout(int i,int j){...}
int takeout(float i,float j){...}
这时候我们可以设定 break takeout(int,int),这样就会在上面的函数的进入点设定中断
点。 当然假如我们只输入 break takeout,gdb 会显示一个互动示选单显示所有可能的函式
的原型,让我们挑选要将中断点设在哪个函式。break 的简写是 b,通常只输入简写方便多
了。
二、设置观察点(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 expr
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 expr
当表达式(变量)expr 被读时,停住程序。
awatch expr
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。
三、设置捕捉点(CatchPoint)
你可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如:载入共享库(动态链接库)或是 C++的
异常。设置捕捉点的格式为:
catch event
当 event 发生时,停住程序。event 可以是下面的内容:
1、throw 一个 C++抛出的异常。(throw 为关键字)
2、catch 一个 C++捕捉到的异常。(catch 为关键字)
3、exec 调用系统调用 exec 时。(exec 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
4、fork 调用系统调用 fork 时。(fork 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
5、vfork 调用系统调用 vfork 时。(vfork 为关键字,目前此功能只在 HP-UX 下有用)
6、load 或 load 载入共享库(动态链接库)时。(load 为关键字,目前此功能只在 HP-UX
下有用)
7、unload 或 unload 卸载共享库(动态链接库)时。(unload 为关键字,目前此功能只在
HP-UX 下有用)
tcatch event
只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。
使用 info break 命令列出当前捕捉点。
四、维护停止点
上面说了如何设置程序的停止点,GDB 中的停止点也就是上述的三类。在 GDB 中,如果你觉
得已定义好的停止点没有用了,你可以使用 delete、clear、disable、enable 这几个命令
来进行维护。
clear
清除停止点,后面跟(文件名)行号或函数名,未指定则表示清除所有断点
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。
enable [breakpoints] once range...
enable 所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被 GDB 自动 disable。
enable [breakpoints] delete range...
enable 所指定的停止点一次,当程序停止后,该停止点马上被 GDB 自动删除。
五、停止条件维护
前面在说到设置断点时,我们提到过可以设置一个条件,当条件成立时,程序自动停止,这
是一个非常强大的功能,这里,我想专门说说这个条件的相关维护命令。一般来说,为断点
设置一个条件,我们使用 if 关键词,后面跟其断点条件。并且,条件设置好后,我们可以
用 condition 命令来修改断点的条件。(只有 break 和 watch 命令支持 if,catch 目前暂不
支持 if)
condition bnum expression
修改断点号为 bnum 的停止条件为 expression。
condition bnum
清除断点号为 bnum 的停止条件。
还有一个比较特殊的维护命令 ignore,你可以指定程序运行时,忽略停止条件几次。
ignore bnum count
表示忽略断点号为 bnum 的停止条件 count 次。
六、为停止点设定运行命令
我们可以使用 GDB 提供的 command 命令来设置停止点的运行命令。也就是说,当运行的程序
在被停止住时,我们可以让其自动运行一些别的命令,这很有利行自动化调试。对基于 GDB
的自动化调试是一个强大的支持。
commands [bnum]
... command-list ...
end
为断点号 bnum 指写一个命令列表。当程序被该断点停住时,gdb 会依次运行命令列表中的命
令。
例如:
break foo if x>0
commands
printf "x is %d\n",x
continue
end
断点设置在函数 foo 中,断点条件是 x>0,如果程序被断住后,也就是,一旦 x 的值在 foo
函数中大于 0,GDB 会自动打印出 x 的值,并继续运行程序。
如果你要清除断点上的命令序列,那么只要简单的执行一下 commands 命令,并直接在打个
end 就行了。
七、断点菜单
在 C++中,可能会重复出现同一个名字的函数若干次(函数重载),在这种情况下,break
不能告诉 GDB 要停在哪个函数的入口。当然,你可以使用 break 也就是把函数的参数类型告
诉 GDB,以指定一个函数。否则的话,GDB 会给你列出一个断点菜单供你选择你所需要的断
点。你只要输入你菜单列表中的编号就可以了。如:
(gdb) b String::after
[0] cancel
[1] all
[2] file:String.cc; line number:867
[3] file:String.cc; line number:860
[4] file:String.cc; line number:875
[5] file:String.cc; line number:853
[6] file:String.cc; line number:846
[7] file:String.cc; line number:735
> 2 4 6
Breakpoint 1 at 0xb26c: file String.cc, line 867.
Breakpoint 2 at 0xb344: file String.cc, line 875.
Breakpoint 3 at 0xafcc: file String.cc, line 846.
Multiple breakpoints were set.
Use the "delete" command to delete unwanted
breakpoints.
(gdb)
可见,GDB 列出了所有 after 的重载函数,你可以选一下列表编号就行了。0 表示放弃设置
断点,1 表示所有函数都设置断点。
八、恢复程序运行和单步调试
continue(c)
继续执行直到下一个中断点或结束
step(s)
单步跟踪,如果有函数调用,他会进入该函数。进入函数的前提是,此函数被编译有 debug
信息。很像 VC 等工具中的 step in。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。
next(n)
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 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(u)
执行一行程序,若此时程序是在 for/while/do loop 循环的最后一行,则一直执行到循环
结束后的第一行程序后停止。