用GDB调试程序（一）

桃扇骨 2022-08-06 20:29 175阅读 0赞

GDB是一个由GNU开源组织发布的、UNIX/LINUX操作系统下的、基于命令行的、功能强大的程序调试工具。

GDB中的命令固然很多，但我们只需掌握其中十个左右的命令，就大致可以完成日常的基本的程序调试工作。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>&nbsp;命令</td> 
 <td>&nbsp;解释</td> 
 <td>&nbsp;示例</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>file &lt;文件名&gt;</td> 
 <td>加载被调试的可执行程序文件。 因为一般都在被调试程序所在目录下执行GDB，因而文本名不需要带路径。</td> 
 <td>(gdb) file gdb-sample</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>r</td> 
 <td>Run的简写，运行被调试的程序。 如果此前没有下过断点，则执行完整个程序；如果有断点，则程序暂停在第一个可用断点处。</td> 
 <td>(gdb) r</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>c</td> 
 <td>Continue的简写，继续执行被调试程序，直至下一个断点或程序结束。</td> 
 <td>(gdb) c</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>b &lt;行号&gt; b &lt;函数名称&gt; b *&lt;函数名称&gt; b *&lt;代码地址&gt; d [编号] </td> 
 <td>b: Breakpoint的简写，设置断点。两可以使用“行号”“函数名称”“执行地址”等方式指定断点位置。 其中在函数名称前面加“*”符号表示将断点设置在“由编译器生成的prolog代码处”。如果不了解汇编，可以不予理会此用法。 d: Delete breakpoint的简写，删除指定编号的某个断点，或删除所有断点。断点编号从1开始递增。 </td> 
 <td>(gdb) b 8 (gdb) b main (gdb) b *main (gdb) b *0x804835c (gdb) d </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>s, n</td> 
 <td>s: 执行一行源程序代码，如果此行代码中有函数调用，则进入该函数； n: 执行一行源程序代码，此行代码中的函数调用也一并执行。 s 相当于其它调试器中的“Step Into (单步跟踪进入)”； n 相当于其它调试器中的“Step Over (单步跟踪)”。 这两个命令必须在有源代码调试信息的情况下才可以使用（GCC编译时使用“-g”参数）。 </td> 
 <td>(gdb) s (gdb) n</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>si, ni</td> 
 <td>si命令类似于s命令，ni命令类似于n命令。所不同的是，这两个命令（si/ni）所针对的是汇编指令，而s/n针对的是源代码。</td> 
 <td>(gdb) si (gdb) ni</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>p &lt;变量名称&gt;</td> 
 <td>Print的简写，显示指定变量（临时变量或全局变量）的值。</td> 
 <td>(gdb) p i (gdb) p nGlobalVar</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>display ... undisplay &lt;编号&gt; </td> 
 <td>display，设置程序中断后欲显示的数据及其格式。 例如，如果希望每次程序中断后可以看到即将被执行的下一条汇编指令，可以使用命令 “display /i $pc” 其中 $pc 代表当前汇编指令，/i 表示以十六进行显示。当需要关心汇编代码时，此命令相当有用。 undispaly，取消先前的display设置，编号从1开始递增。 </td> 
 <td>(gdb) display /i $pc (gdb) undisplay 1 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>i</td> 
 <td>Info的简写，用于显示各类信息，详情请查阅“help i”。</td> 
 <td>(gdb) i r</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>q</td> 
 <td>Quit的简写，退出GDB调试环境。</td> 
 <td>(gdb) q</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>help [命令名称]</td> 
 <td>GDB帮助命令，提供对GDB名种命令的解释说明。 如果指定了“命令名称”参数，则显示该命令的详细说明；如果没有指定参数，则分类显示所有GDB命令，供用户进一步浏览和查询。</td> 
 <td>(gdb) help display</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。

**一个调试示例  
——————**

源程序：tst.c

1 \#include <stdio.h> 
2 
3 int func(int n) 
4 \{ 
5 int sum=0,i; 
6 for(i=0; i<n; i++) 
7 \{ 
8 sum+=i; 
9 \} 
10 return sum; 
11 \} 
12 
13 
14 main() 
15 \{ 
16 int i; 
17 long result = 0; 
18 for(i=1; i<=100; i++) 
19 \{ 
20 result += i; 
21 \} 
22 
23 printf("result\[1-100\] = %d /n", result ); 
24 printf("result\[1-250\] = %d /n", func(250) ); 
25 \}

编译生成执行文件：（Linux下）  
hchen/test> cc -g tst.c -o tst

使用GDB调试：

hchen/test> gdb tst <---------- 启动GDB 
GNU gdb 5.1.1 
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc. 
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are 
welcome 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 <stdio.h> 
2 
3 int func(int n) 
4 \{ 
5 int sum=0,i; 
6 for(i=0; i<n; i++) 
7 \{ 
8 sum+=i; 
9 \} 
10 return sum; 
(gdb) <-------------------- 直接回车表示，重复上一次命令 
11 \} 
12 
13 
14 main() 
15 \{ 
16 int i; 
17 long result = 0; 
18 for(i=1; i<=100; i++) 
19 \{ 
20 result += i; 
(gdb) break 16 <-------------------- 设置断点，在源程序第16行处。 
Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16. 
(gdb) break func <-------------------- 设置断点，在函数func()入口处。 
Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5. 
(gdb) info break <-------------------- 查看断点信息。 
Num Type Disp Enb Address What 
1 breakpoint keep y 0x08048496 in main at tst.c:16 
2 breakpoint keep y 0x08048456 in func at tst.c:5 
(gdb) r <--------------------- 运行程序，run命令简写 
Starting program: /home/hchen/test/tst

Breakpoint 1, main () at tst.c:17 <---------- 在断点处停住。 
17 long result = 0; 
(gdb) n <--------------------- 单条语句执行，next命令简写。 
18 for(i=1; i<=100; i++) 
(gdb) n 
20 result += i; 
(gdb) n 
18 for(i=1; i<=100; i++) 
(gdb) n 
20 result += i; 
(gdb) c <--------------------- 继续运行程序，continue命令简写。 
Continuing. 
result\[1-100\] = 5050 <----------程序输出。

Breakpoint 2, func (n=250) at tst.c:5 
5 int sum=0,i; 
(gdb) n 
6 for(i=1; i<=n; i++) 
(gdb) p i <--------------------- 打印变量i的值，print命令简写。 
$1 = 134513808 
(gdb) n 
8 sum+=i; 
(gdb) n 
6 for(i=1; i<=n; i++) 
(gdb) p sum 
$2 = 1 
(gdb) n 
8 sum+=i; 
(gdb) p i 
$3 = 2 
(gdb) n 
6 for(i=1; i<=n; i++) 
(gdb) p sum 
$4 = 3 
(gdb) bt <--------------------- 查看函数堆栈。 
\#0 func (n=250) at tst.c:5 
\#1 0x080484e4 in main () at tst.c:24 
\#2 0x400409ed in \_\_libc\_start\_main () from /lib/libc.so.6 
(gdb) finish <--------------------- 退出函数。 
Run till exit from \#0 func (n=250) at tst.c:5 
0x080484e4 in main () at tst.c:24 
24 printf("result\[1-250\] = %d /n", func(250) ); 
Value returned is $6 = 31375 
(gdb) c <--------------------- 继续运行。 
Continuing. 
result\[1-250\] = 31375 <----------程序输出。

Program exited with code 027. <--------程序退出，调试结束。 
(gdb) q <--------------------- 退出gdb。 
hchen/test>

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。

**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> 
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 <program> <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：

\-symbols <file> 
\-s <file> 
从指定文件中读取符号表。