1、GDB 用法 详解于是 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。1 GDB 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
2、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。一个调试示例源程序：tst.c代码:1
3、 #include23 int func(int n)4 5 int sum=0,i;6 for(i=0; i7 8 sum+=i;9 10 return sum;11 121314 main()15 16 int i;17 long result = 0;18 for(i=1; i gcc -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 pr
4、ogramprogram 也就是你的执行文件，一般在当前目录下。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 program 1234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。下面只列举一些比较常用的参数：-symbols=SYMFILE从指定文件中读取
5、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=COREFILE调试时 core dump 的 core 文件。-directory=DIR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。3 GDB 的命令概貌启动 gdb 后，就 进入 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：rootlinux:/home/benben# gdbGNU gdb 5.1.1Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.GD
6、B 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-
7、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
8、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 documentati
9、on.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 会把其列出来。示
10、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示例三：只记得函数的前缀，可以这样：(gdb) b make_ （再按下一次 TAB 键，你会看到 :）make_a_section_from_file make_environmake_abs_section make_function_typemak
11、e_blockvector make_pointer_typemake_cleanup make_reference_typemake_command make_symbol_completion_listGDB 把所有 make 开头的函数全部例出来给你查看。要退出 gdb 时 ，只用发 quit 或命令简称 q 就行了。4 GDB 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
12、用来执行，如果 SHELL 没有定义，那就使用 UNIX 的标 准 shell：/bin/sh。退出用 exit 命令，回到 gdb 提示符还有一个 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 ”。5 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
13、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 env environmentVarname=value 设置环境变量。如： set env USER=benbenshow env varname 查看环境变量，不带 varname，打印出当前所有 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 termi
14、nal 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 命令可以设置输入输出使用的终端设备。如：tty /dev/tty16 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 process-id 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 process-id 命令来挂接进程的 PID。并用detach 来取消挂接的进程。7 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
15、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（WatchPoint）、捕捉点（CatchPoint ）、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。一、设置断点（BreakPoint）我们用 break 命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法：break f
16、unction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 linenum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。offset 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
17、 命令没有参数时，表示在下一条指令处停住。break . if cond.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 ninfo break ninfo watchpoints n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）
18、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查看观察点、断点和捕捉点信息，同 info break 一样.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
19、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）tca
20、tch event只设置一次捕捉点，当程序停住以后，应点被自动删除。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 function清除所有设置在函数上的停止点。clear linenum清除所有设置在指定行上的停止点。clear filename:linenum清除所有设置在指定文件：指定行上的停止点。delete breakpoints range.删除指定的断点，br
21、eakpoints 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
22、 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。（
23、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
24、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 x0commandsprintf “x is %d “,xcontinueend断点设置在函数 foo 中，断点条件是 x0，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
25、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:after0 cancel1 all2 file:String.cc; line number:8673 file:String.cc; line number:8604 file:String.cc; line number:875
26、5 file:String.cc; line number:8536 file:String.cc; line number:8467 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“ c
27、ommand 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-countc ignore-countfg 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
28、，c，fg 三个命令都是一样的意思。step count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 count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
29、踪时，程序会因 为没有 debug 信息而停住。这个参数有很利于查看机器码。set step-mod off关闭 step-mode 模式。This is the default.show step-modeShow whether gdb will stop in or step over functions without source line debuginformation.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。until location
30、u locationContinue running your program until either the specified location is reached,or the current stack frame returns. location is any of the forms of argumentacceptable to break. This form of the command uses breakpoints, and hence is quicker than until without an argument. The specified locati
31、on is actually reached only if it is in the current frame. This implies that until can be used to skip over recursive function invocations. For instance in the code below, if the current location is line 96, issuing until 99 will execute the program up to line 99 in the same invocation of factorial,
32、 i.e. after the inner invocations have returned.94 int factorial (int value)95 96 if (value 1) 97 value *= factorial (value - 1);98 99 return (value);100 stepi 或 si 或 stepi repeatCount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 可以单步执行机器指令。It is often useful to do display/i $pc when stepping by machine instr
33、uctions. This makes gdb automatically display the next instruction to be executed, each time your program stops.An argument is a repeat count, as in step.nextinexti repeatCountni Execute one machine instruction, but if it is a function call, proceed until thefunction returns.An argument is a repeat
34、count, as in next.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
35、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 signal keywords.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。Optional arguments keywords, described be
36、low, say what change to make.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。This implies the print keyword as well.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。This implies the nostop keyword as well.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
37、个信号交给被调试程序处理 or else it may terminate if the signal is fatal and not handled.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。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 linespec thread threadnobreak linespec thread threadno
38、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 threadno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。8 查看栈信息The ca
39、ll stack is divided up into contiguous pieces called stack frames, or frames for short; each frame is the data associated with one call to one function. The frame contains the arguments given to the function, the functions local variables, and the address at which the function is executing. When you
40、r program is started, the stack has only one frame, that of the function main. This is called the initial frame or the outermost frame. Each time a function is called, a new frame is made. Each time a function returns, the frame for that function invocation is eliminated. If a function is recursive,
41、 there can be many frames for the same function. The frame for the function in which execution is actually occurring is called the innermostframe. This is the most recently created of all the stack frames that still exist.Inside your program, stack frames are identified by their addresses. A stack f
42、rameconsists of many bytes, each of which has its own address; each kind of computer has a convention for choosing one byte whose address serves as the address of the frame. Usually this address is kept in a register called the frame pointer register while execution is going on in that frame. gdb as
43、signs numbers to all existing stack frames, starting with zero for the innermost frame, one for the frame that called it, and so on upward. These numbers do not really exist in your program; they are assigned by gdb to give you a way of designating stack frames in gdb commands.当程序被停住了，你需要做的第一件事就是查看程
44、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：_li
45、bc_start_main main() func()backtrace nbt nn 是一个正整数，表示只打印栈顶上 n 层的栈信息。backtrace -nbt -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 nn 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。frame addrf addr Select the frame at address addr. T
46、his is useful mainly if the chaining of stack frames has been damaged by a bug, making it impossible for gdb to assignnumbers properly to all frames. In addition, this can be useful when your program has multiple stacks and switches between them.up n 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 n表示向栈的下面移动 n 层
47、，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 n 对应于 up 命令。down-silently n 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 fThis command prints a verbose description of the selected stack f
48、rame, including: the address of the frame the address of the next frame down (called by this frame) the address of the next frame up (caller of this frame) the language in which the source code corresponding to this frame is written the address of the frames arguments the address of the frames local
49、 variables the program counter saved in it (the address of execution in the callerframe) which registers were saved in the frameThe verbose description is useful when something has gone wrong that has madethe stack format fail to fit the usual conventions.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
