用GDB调试程序

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/03/28 17:42:36

用GDB调试程序

Home Academic Computing GNU Notes DSEC Server Wild Journal Photos
说明
从CSDN的网站上找到的GDB使用说明。
原文标题:用GDB调试程序作者:haoel (QQ是:753640,MSN是: haoel@hotmail.com)关键字:gdb 调试 c c++ gun这篇文章非常好,所以转载了下来,作为收藏。

topGDB概述

GDB 是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。或许,各位比较喜欢那种图形界面方式的,像VC、BCB等IDE的调试,但如果你是在 UNIX平台下做软件,你会发现GDB这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。所谓“寸有所长,尺有所短”就是这个道理。一般来说,GDB主要帮忙你完成下面四个方面的功能:1、启动你的程序,可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。2、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。(断点可以是条件表达式)3、当程序被停住时,可以检查此时你的程序中所发生的事。4、动态的改变你程序的执行环境。从上面看来,GDB和一般的调试工具没有什么两样,基本上也是完成这些功能,不过在细节上,你会发现GDB这个调试工具的强大,大家可能比较习惯了图形化的调试工具,但有时候,命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。让我们一一看来。

top一个调试示例

源程序:tst.c1 #include 23 int func(int n)4 {5 int sum=0,i;6 for(i=0; i cc -g tst.c -o tst使用GDB调试:hchen/test> gdb tst <---------- 启动GDBGNU gdb 5.1.1Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you arewelcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.Type "show copying" to see the conditions.There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.This GDB was configured as "i386-suse-linux"...(gdb) l <-------------------- l命令相当于list,从第一行开始例出原码。1 #include 23 int func(int n)4 {5 int sum=0,i;6 for(i=0; i好了,有了以上的感性认识,还是让我们来系统地认识一下gdb吧。

top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。启动GDB的方法有以下几种:1、gdb program也就是你的执行文件,一般在当然目录下。2、gdb  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  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:-symbols -s 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 -c 调试时core dump的core文件。-directory -d 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。

topGDB的命令概貌

 启动gdb后,就你被带入gdb的调试环境中,就可以使用gdb的命令开始调试程序了,gdb的命令可以使用help命令来查看,如下所示:/home/hchen> gdbGNU gdb 5.1.1Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you arewelcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.Type "show copying" to see the conditions.There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.This GDB was configured as "i386-suse-linux".(gdb) helpList of classes of commands:aliases -- Aliases of other commandsbreakpoints -- Making program stop at certain pointsdata -- Examining datafiles -- Specifying and examining filesinternals -- Maintenance commandsobscure -- Obscure featuresrunning -- Running the programstack -- Examining the stackstatus -- Status inquiriessupport -- Support facilitiestracepoints -- Tracing of program execution without stopping the programuser-defined -- User-defined commandsType "help" followed by a class name for a list of commands in that class.Type "help" followed by command name for full documentation.Command name abbreviations are allowed if unambiguous.(gdb)gdb 的命令很多,gdb把之分成许多个种类。help命令只是例出gdb的命令种类,如果要看种类中的命令,可以使用help  命令,如:help breakpoints,查看设置断点的所有命令。也可以直接help来查看命令的帮助。gdb中,输入命令时,可以不用打全命令,只用打命令的前几个字符就可以了,当然,命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令,在Linux下,你可以敲击两次TAB键来补齐命令的全称,如果有重复的,那么gdb会把其例出来。示例一:在进入函数func时,设置一个断点。可以敲入break func,或是直接就是b func(gdb) b funcBreakpoint 1 at 0x8048458: file hello.c, line 10.示例二:敲入b按两次TAB键,你会看到所有b打头的命令:(gdb) bbacktrace break bt(gdb)示例三:只记得函数的前缀,可以这样:(gdb) b make_ <按TAB键>(再按下一次TAB键,你会看到:)make_a_section_from_file make_environmake_abs_section make_function_typemake_blockvector make_pointer_typemake_cleanup make_reference_typemake_command make_symbol_completion_list(gdb) b make_GDB把所有make开头的函数全部例出来给你查看。示例四:调试C++的程序时,有可以函数名一样。如:(gdb) b 'bubble( M-?bubble(double,double) bubble(int,int)(gdb) b 'bubble(你可以查看到C++中的所有的重载函数及参数。(注:M-?和“按两次TAB键”是一个意思)要退出gdb时,只用发quit或命令简称q就行了。

topGDB中运行UNIX的shell程序

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:shell 调用UNIX的shell来执行,环境变量SHELL中定义的UNIX的shell将会被用来执行,如果SHELL没有定义,那就使用UNIX的标准shell:/bin/sh。(在Windows中使用Command.com或 cmd.exe)还有一个gdb命令是make:make 可以在gdb中执行make命令来重新build自己的程序。这个命令等价于“shell make ”。

top在GDB中运行程序

当以gdb 方式启动gdb后,gdb会在PATH路径和当前目录中搜索的源文件。如要确认gdb是否读到源文件,可使用l或list命令,看看gdb是否能列出源代码。在gdb中,运行程序使用r或是run命令。程序的运行,你有可能需要设置下面四方面的事。1、程序运行参数。set args 可指定运行时参数。(如:set args 10 20 30 40 50)show args 命令可以查看设置好的运行参数。2、运行环境。path  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=hchenshow environment [varname] 查看环境变量。3、工作目录。cd  相当于shell的cd命令。pwd 显示当前的所在目录。4、程序的输入输出。info terminal 显示你程序用到的终端的模式。使用重定向控制程序输出。如:run > outfiletty命令可以指写输入输出的终端设备。如:tty /dev/ttyb

top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。

top暂停 / 恢复程序运行

调试程序中,暂停程序运行是必须的,GDB可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住,在什么条件下停住,在收到什么信号时停往等等。以便于你查看运行时的变量,以及运行时的流程。当进程被gdb停住时,你可以使用info program 来查看程序的是否在运行,进程号,被暂停的原因。在gdb中,我们可以有以下几种暂停方式:断点(BreakPoint)、观察点(Watch Point)、捕捉点(Catch Point)、信号(Signals)、线程停止(Thread Stops)。如果要恢复程序运行,可以使用c或是continue命令。

top一、设置断点(Break Points)

我们用break命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法:break 在进入指定函数时停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格式来指定函数名。break 在指定行号停住。break +offsetbreak -offset在当前行号的前面或后面的offset行停住。offiset为自然数。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 *address在程序运行的内存地址处停住。breakbreak命令没有参数时,表示在下一条指令处停住。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。查看断点时,可使用info命令,如下所示:(注:n表示断点号)info breakpoints [n]info break [n]

top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 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。

top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 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 只设置一次捕捉点,当程序停住以后,应点被自动删除。

top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清除所有的已定义的停止点。clear clear 清除所有设置在函数上的停止点。clear clear 清除所有设置在指定行上的停止点。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。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。

top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  修改断点号为bnum的停止条件为expression。condition 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  表示忽略断点号为bnum的停止条件count次。

top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>0commandsprintf "x is %d\n",xcontinueend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。

top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 6Breakpoint 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 unwantedbreakpoints.(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。

top八、恢复程序运行和单步调试

当程序被停住了,你可以用continue命令恢复程序的运行直到程序结束,或下一个断点到来。也可以使用step或next命令单步跟踪程序。continue [ignore-count]c [ignore-count]fg [ignore-count]恢复程序运行,直到程序结束,或是下一个断点到来。ignore-count表示忽略其后的断点次数。continue,c,fg三个命令都是一样的意思。step 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stepin。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 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-modeset 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。stepi 或 sinexti 或 ni单步跟踪一条机器指令!一条程序代码有可能由数条机器指令完成,stepi和nexti可以单步执行机器指令。与之一样有相同功能的命令是“display/i $pc” ,当运行完这个命令后,单步跟踪会在打出程序代码的同时打出机器指令(也就是汇编代码)

top九、信号(Signals)

信号是一种软中断,是一种处理异步事件的方法。一般来说,操作系统都支持许多信号。尤其是UNIX,比较重要应用程序一般都会处理信号。UNIX定义了许多信号,比如SIGINT表示中断字符信号,也就是Ctrl+C的信号,SIGBUS表示硬件故障的信号;SIGCHLD表示子进程状态改变信号; SIGKILL表示终止程序运行的信号,等等。信号量编程是UNIX下非常重要的一种技术。GDB有能力在你调试程序的时候处理任何一种信号,你可以告诉GDB需要处理哪一种信号。你可以要求GDB收到你所指定的信号时,马上停住正在运行的程序,以供你进行调试。你可以用GDB的handle命令来完成这一功能。handle  在GDB 中定义一个信号处理。信号可以以SIG开头或不以SIG开头,可以用定义一个要处理信号的范围(如:SIGIO- SIGKILL,表示处理从SIGIO信号到SIGKILL的信号,其中包括SIGIO,SIGIOT,SIGKILL三个信号),也可以使用关键字 all来标明要处理所有的信号。一旦被调试的程序接收到信号,运行程序马上会被GDB停住,以供调试。其可以是以下几种关键字的一个或多个。nostop当被调试的程序收到信号时,GDB不会停住程序的运行,但会打出消息告诉你收到这种信号。stop当被调试的程序收到信号时,GDB会停住你的程序。print当被调试的程序收到信号时,GDB会显示出一条信息。noprint当被调试的程序收到信号时,GDB不会告诉你收到信号的信息。passnoignore当被调试的程序收到信号时,GDB不处理信号。这表示,GDB会把这个信号交给被调试程序会处理。nopassignore当被调试的程序收到信号时,GDB不会让被调试程序来处理这个信号。info signalsinfo handle查看有哪些信号在被GDB检测中。

top十、线程(Thread Stops)

如果你程序是多线程的话,你可以定义你的断点是否在所有的线程上,或是在某个特定的线程。GDB很容易帮你完成这一工作。break  thread break  thread  if ...linespec 指定了断点设置在的源程序的行号。threadno指定了线程的ID,注意,这个ID是GDB分配的,你可以通过“info threads”命令来查看正在运行程序中的线程信息。如果你不指定thread则表示你的断点设在所有线程上面。你还可以为某线程指定断点条件。如:(gdb) break frik.c:13 thread 28 if bartab > lim当你的程序被GDB停住时,所有的运行线程都会被停住。这方便你你查看运行程序的总体情况。而在你恢复程序运行时,所有的线程也会被恢复运行。那怕是主进程在被单步调试时。

top查看栈信息

当程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的。当你的程序调用了一个函数,函数的地址,函数参数,函数内的局部变量都会被压入“栈”(Stack)中。你可以用GDB命令来查看当前的栈中的信息。下面是一些查看函数调用栈信息的GDB命令:backtracebt打印当前的函数调用栈的所有信息。如:(gdb) bt#0 func (n=250) at tst.c:6#1 0x08048524 in main (argc=1, argv=0xbffff674) at tst.c:30#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6从上可以看出函数的调用栈信息:__libc_start_main --> main() --> func()backtrace bt n是一个正整数,表示只打印栈顶上n层的栈信息。backtrace <-n>bt <-n>-n表一个负整数,表示只打印栈底下n层的栈信息。如果你要查看某一层的信息,你需要在切换当前的栈,一般来说,程序停止时,最顶层的栈就是当前栈,如果你要查看栈下面层的详细信息,首先要做的是切换当前栈。frame f n是一个从0开始的整数,是栈中的层编号。比如:frame 0,表示栈顶,frame 1,表示栈的第二层。up 表示向栈的上面移动n层,可以不打n,表示向上移动一层。down 表示向栈的下面移动n层,可以不打n,表示向下移动一层。上面的命令,都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令:select-frame  对应于 frame 命令。up-silently  对应于 up 命令。down-silently  对应于 down 命令。查看当前栈层的信息,你可以用以下GDB命令:frame 或 f会打印出这些信息:栈的层编号,当前的函数名,函数参数值,函数所在文件及行号,函数执行到的语句。info frameinfo f这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息,只不过,大多数都是运行时的内内地址。比如:函数地址,调用函数的地址,被调用函数的地址,目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。如:(gdb) info fStack level 0, frame at 0xbffff5d4:eip = 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524called by frame at 0xbffff60csource language c.Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0Saved registers:ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8info args打印出当前函数的参数名及其值。info locals打印出当前函数中所有局部变量及其值。info catch打印出当前的函数中的异常处理信息。

top查看源程序

top一、显示源代码

GDB 可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加上-g的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序了。当程序停下来以后, GDB会报告程序停在了那个文件的第几行上。你可以用list命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码的GDB命令吧。list 显示程序第linenum行的周围的源程序。list 显示函数名为function的函数的源程序。list显示当前行后面的源程序。list -显示当前行前面的源程序。一般是打印当前行的上5行和下5行,如果显示函数是是上2行下8行,默认是10行,当然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设置一次显示源程序的行数。set listsize 设置一次显示源代码的行数。show listsize查看当前listsize的设置。list命令还有下面的用法:list , 显示从first行到last行之间的源代码。list , 显示从当前行到last行之间的源代码。list +往后显示源代码。一般来说在list后面可以跟以下这们的参数: 行号。<+offset> 当前行号的正偏移量。<-offset> 当前行号的负偏移量。 哪个文件的哪一行。 函数名。 哪个文件中的哪个函数。<*address> 程序运行时的语句在内存中的地址。

top二、搜索源代码

不仅如此,GDB还提供了源代码搜索的命令:forward-search search 向前面搜索。reverse-search 全部搜索。其中,就是正则表达式,也主一个字符串的匹配模式,关于正则表达式,我就不在这里讲了,还请各位查看相关资料。

top三、指定源文件的路径

某些时候,用-g编译过后的执行程序中只是包括了源文件的名字,没有路径名。GDB提供了可以让你指定源文件的路径的命令,以便GDB进行搜索。directory dir 加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径,UNIX下你可以使用“:”,Windows下你可以使用“;”。directory清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。show directories显示定义了的源文件搜索路径。

top四、源代码的内存

你可以使用info line命令来查看源代码在内存中的地址。info line后面可以跟“行号”,“函数名”,“文件名:行号”,“文件名:函数名”,这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址,如:(gdb) info line tst.c:funcLine 5 of "tst.c" starts at address 0x8048456  and ends at 0x804845d .还有一个命令(disassemble)你可以查看源程序的当前执行时的机器码,这个命令会把目前内存中的指令dump出来。如下面的示例表示查看函数func的汇编代码。(gdb) disassemble funcDump of assembler code for function func:0x8048450 : push %ebp0x8048451 : mov %esp,%ebp0x8048453 : sub $0x18,%esp0x8048456 : movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)0x804845d : movl $0x1,0xfffffff8(%ebp)0x8048464 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax0x8048467 : cmp 0x8(%ebp),%eax0x804846a : jle 0x8048470 0x804846c : jmp 0x8048480 0x804846e : mov %esi,%esi0x8048470 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax0x8048473 : add %eax,0xfffffffc(%ebp)0x8048476 : incl 0xfffffff8(%ebp)0x8048479 : jmp 0x8048464 0x804847b : nop0x804847c : lea 0x0(%esi,1),%esi0x8048480 : mov 0xfffffffc(%ebp),%edx0x8048483 : mov %edx,%eax0x8048485 : jmp 0x8048487 0x8048487 : mov %ebp,%esp0x8048489 : pop %ebp0x804848a : retEnd of assembler dump.

top查看运行时数据

 在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用print命令(简写命令为p),或是同义命令inspect来查看当前程序的运行数据。print命令的格式是:print print / 是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式(GDB可以调试多种编程语言),是输出的格式,比如,如果要把表达式按16进制的格式输出,那么就是/x。

top一、表达式

print和许多GDB的命令一样,可以接受一个表达式,GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于C/C++是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于C/C++的。(而关于用GDB调试其它语言的章节,我将在后面介绍)在表达式中,有几种GDB所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。@是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。::指定一个在文件或是一个函数中的变量。{} 表示一个指向内存地址的类型为type的一个对象。

top二、程序变量

在GDB中,你可以随时查看以下三种变量的值:1、全局变量(所有文件可见的)2、静态全局变量(当前文件可见的)3、局部变量(当前Scope可见的)如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用print显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用“::”操作符:file::variablefunction::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当然,“::”操作符会和C++中的发生冲突,GDB能自动识别“::”是否C++的操作符,所以你不必担心在调试C++程序时会出现异常。另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用GDB调试被优化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变量等,所以在GDB调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如,GNU 的C/C++编译器GCC,你可以使用“-gstabs”选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器的使用说明文档。

top三、数组

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@的左边是数组的首地址的值,也就是变量array所指向的内容,右边则是数据的长度,其保存在变量len中,其输出结果,大约是下面这个样子的:(gdb) p *array@len$1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}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。

top四、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

top五、查看内存

你可以使用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。表示一个内存地址。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。

top六、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 $pc$pc是GDB的环境变量,表示着指令的地址,/i则表示输出格式为机器指令码,也就是汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很有意思的功能。下面是一些和display相关的GDB命令: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。如果要同时删除几个,编号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如:2-5)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。

top七、设置显示选项

GDB中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。set print addressset 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,如:(gdb) f#0 set_quotes (lq=0x34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")at input.c:530530 if (lquote != def_lquote)set print address off关闭函数的参数地址显示,如:(gdb) set print addr off(gdb) f#0 set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530530 if (lquote != def_lquote)show print address查看当前地址显示选项是否打开。set print arrayset 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 offshow print arrayset 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,则表示不限制。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。如:$1 = {next = 0x0,flags = {sweet = 1,sour = 1},meat = 0x54 "Pork"}set print pretty off关闭printf pretty这个选项,GDB显示结构体时会如下显示:$1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}show print pretty查看GDB是如何显示结构体的。set print sevenbit-strings 设置字符显示,是否按“\nnn”的格式显示,如果打开,则字符串或字符数据按\nnn显示,如“\065”。show print sevenbit-strings查看字符显示开关是否打开。set print union 设置显示结构体时,是否显式其内的联合体数据。例如有以下数据结构:typedef enum {Tree, Bug} Species;typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}Bug_forms;struct thing {Species it;union {Tree_forms tree;Bug_forms bug;} form;};struct thing foo = {Tree, {Acorn}};当打开这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}当关闭这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:$1 = {it = Tree, form = {...}}show print union查看联合体数据的显示方式set print object 在C++中,如果一个对象指针指向其派生类,如果打开这个选项,GDB会自动按照虚方法调用的规则显示输出,如果关闭这个选项的话,GDB就不管虚函数表了。这个选项默认是off。show print object查看对象选项的设置。set print static-members 这个选项表示,当显示一个C++对象中的内容是,是否显示其中的静态数据成员。默认是on。show print static-members查看静态数据成员选项设置。set print vtbl 当此选项打开时,GDB将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。show print vtbl查看虚函数显示格式的选项。

top八、历史记录

当你用GDB的print查看程序运行时的数据时,你每一个print都会被GDB记录下来。GDB会以$1, $2, $3 .....这样的方式为你每一个print命令编上号。于是,你可以使用这个编号访问以前的表达式,如$1。这个功能所带来的好处是,如果你先前输入了一个比较长的表达式,如果你还想查看这个表达式的值,你可以使用历史记录来访问,省去了重复输入。

top九、GDB环境变量

你可以在GDB的调试环境中定义自己的变量,用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个GDB的变量很简单只需。使用GDB的set命令。GDB的环境变量和UNIX一样,也是以$起头。如:set $foo = *object_ptr使用环境变量时,GDB会在你第一次使用时创建这个变量,而在以后的使用中,则直接对其賦值。环境变量没有类型,你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。show convenience该命令查看当前所设置的所有的环境变量。这是一个比较强大的功能,环境变量和程序变量的交互使用,将使得程序调试更为灵活便捷。例如:set $i = 0print bar[$i++]->contents于是,当你就不必,print bar[0]->contents, printbar[1]->contents地输入命令了。输入这样的命令后,只用敲回车,重复执行上一条语句,环境变量会自动累加,从而完成逐个输出的功能。

top十、查看寄存器

要查看寄存器的值,很简单,可以使用如下命令:info registers查看寄存器的情况。(除了浮点寄存器)info all-registers查看所有寄存器的情况。(包括浮点寄存器)info registers 查看所指定的寄存器的情况。寄存器中放置了程序运行时的数据,比如程序当前运行的指令地址(ip),程序的当前堆栈地址(sp)等等。你同样可以使用print命令来访问寄存器的情况,只需要在寄存器名字前加一个$符号就可以了。如:p $eip。

top改变程序的执行

一旦使用GDB挂上被调试程序,当程序运行起来后,你可以根据自己的调试思路来动态地在GDB中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值,这个强大的功能能够让你更好的调试你的程序,比如,你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。

top一、修改变量值

修改被调试程序运行时的变量值,在GDB中很容易实现,使用GDB的print命令即可完成。如:(gdb) print x=4x=4这个表达式是C/C++的语法,意为把变量x的值修改为4,如果你当前调试的语言是Pascal,那么你可以使用Pascal的语法:x:=4。在某些时候,很有可能你的变量和GDB中的参数冲突,如:(gdb) whatis widthtype = double(gdb) p width$4 = 13(gdb) set width=47Invalid syntax in expression.因为,set width是GDB的命令,所以,出现了“Invalid syntax inexpression”的设置错误,此时,你可以使用set var命令来告诉GDB,width不是你GDB的参数,而是程序的变量名,如:(gdb) set var width=47另外,还可能有些情况,GDB并不报告这种错误,所以保险起见,在你改变程序变量取值时,最好都使用set var格式的GDB命令。

top二、跳转执行

一般来说,被调试程序会按照程序代码的运行顺序依次执行。GDB提供了乱序执行的功能,也就是说,GDB可以修改程序的执行顺序,可以让程序执行随意跳跃。这个功能可以由GDB的jump命令来完:jump 指定下一条语句的运行点。可以是文件的行号,可以是file:line格式,可以是+num这种偏移量格式。表式着下一条运行语句从哪里开始。jump 
这里的
是代码行的内存地址。注意,jump命令不会改变当前的程序栈中的内容,所以,当你从一个函数跳到另一个函数时,当函数运行完返回时进行弹栈操作时必然会发生错误,可能结果还是非常奇怪的,甚至于产生程序Core Dump。所以最好是同一个函数中进行跳转。熟悉汇编的人都知道,程序运行时,有一个寄存器用于保存当前代码所在的内存地址。所以,jump命令也就是改变了这个寄存器中的值。于是,你可以使用“set $pc”来更改跳转执行的地址。如:set $pc = 0x485

top三、产生信号量

使用singal命令,可以产生一个信号量给被调试的程序。如:中断信号Ctrl+C。这非常方便于程序的调试,可以在程序运行的任意位置设置断点,并在该断点用GDB产生一个信号量,这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。语法是:signal ,UNIX的系统信号量通常从1到15。所以取值也在这个范围。single命令和shell的kill命令不同,系统的kill命令发信号给被调试程序时,是由GDB截获的,而single命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。

top四、强制函数返回

如果你的调试断点在某个函数中,并还有语句没有执行完。你可以使用return命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。returnreturn 使用return命令取消当前函数的执行,并立即返回,如果指定了,那么该表达式的值会被认作函数的返回值。

top五、强制调用函数

call 表达式中可以一是函数,以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值,如果函数返回值是void,那么就不显示。另一个相似的命令也可以完成这一功能——print,print后面可以跟表达式,所以也可以用他来调用函数,print和call的不同是,如果函数返回void,call则不显示,print则显示函数返回值,并把该值存入历史数据中。

top在不同语言中使用GDB

GDB 支持下列语言:C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill,assembly, 和 Modula-2。一般说来,GDB会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言,比如:发现文件名后缀为“.c”的,GDB会认为是C程序。文件名后缀为 “.C, .cc, .cp, .cpp, .cxx, .c++”的,GDB会认为是C++程序。而后缀是“.f, .F”的,GDB会认为是Fortran程序,还有,后缀为如果是“.s, .S”的会认为是汇编语言。也就是说,GDB会根据你所调试的程序的语言,来设置自己的语言环境,并让GDB的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些GDB命令需要用到表达式或变量时,这些表达式或变量的语法,完全是根据当前的语言环境而改变的。例如C/C++中对指针的语法是*p,而在Modula-2中则是p^。并且,如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的,那到在调试过程中,GDB也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能,真是体贴开发人员的一种设计。下面是几个相关于GDB语言环境的命令:show language查看当前的语言环境。如果GDB不能识为你所调试的编程语言,那么,C语言被认为是默认的环境。info frame查看当前函数的程序语言。info source查看当前文件的程序语言。如果GDB没有检测出当前的程序语言,那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用set language命令即可做到。当set language命令后什么也不跟的话,你可以查看GDB所支持的语言种类:(gdb) set languageThe currently understood settings are:local or auto Automatic setting based on source filec Use the C languagec++ Use the C++ languageasm Use the Asm languagechill Use the Chill languagefortran Use the Fortran languagejava Use the Java languagemodula-2 Use the Modula-2 languagepascal Use the Pascal languagescheme Use the Scheme language于是你可以在set language后跟上被列出来的程序语言名,来设置当前的语言环境。

top后记

GDB 是一个强大的命令行调试工具。大家知道命令行的强大就是在于,其可以形成执行序列,形成脚本。UNIX下的软件全是命令行的,这给程序开发提代供了极大的便利,命令行软件的优势在于,它们可以非常容易的集成在一起,使用几个简单的已有工具的命令,就可以做出一个非常强大的功能。

于是 UNIX下的软件比Windows下的软件更能有机地结合,各自发挥各自的长处,组合成更为强劲的功能。而Windows下的图形软件基本上是各自为营,互相不能调用,很不利于各种软件的相互集成。在这里并不是要和Windows做个什么比较,所谓“寸有所长,尺有所短”,图形化工具还是有不如命令行的地方。(看到这句话时,希望各位千万再也不要认为我就是“鄙视图形界面”,和我抬杠了 )

我是根据版本为5.1.1的GDB所写的这篇文章,所以可能有些功能已被修改,或是又有更为强劲的功能。而且,我写得非常仓促,写得比较简略,并且,其中我已经看到有许多错别字了(我用五笔,所以错字让你看不懂),所以,我在这里对我文中的差错表示万分的歉意。

文中所罗列的GDB的功能时,我只是罗列了一些带用的GDB的命令和使用方法,其实,我这里只讲述的功能大约只占GDB所有功能的60%吧,详细的文档,还是请查看GDB的帮助和使用手册吧,或许,过段时间,如果我有空,我再写一篇GDB的高级使用。

我个人非常喜欢GDB的自动调试的功能,这个功能真的很强大,试想,我在UNIX下写个脚本,让脚本自动编译我的程序,被自动调试,并把结果报告出来,调试成功,自动checkin源码库。一个命令,编译带着调试带着checkin,多爽啊。只是GDB对自动化调试目前支持还不是很成熟,只能实现半自动化,真心期望着GDB的自动化调试功能的成熟。

如果各位对GDB或是别的技术问题有兴趣的话,欢迎和我讨论交流。本人目前主要在UNIX下做产品软件的开发,所以,对UNIX下的软件开发比较熟悉,当然,不单单是技术,对软件工程实施,软件设计,系统分析,项目管理我也略有心得。欢迎大家找我交流,(QQ是: 753640,MSN是: haoel@hotmail.com)