gdb调试工具

Myth丶恋晨 2022-09-04 09:49 223阅读 0赞

## 前言 ##

使用C编程, 虽然大部分问题采用简单粗暴的`printf`方式都能得到解决, 但是也有一些问题不好定位, 例如程序崩溃, 导致出错点附近的打印都会消失, 而且因为是多线程编程, 排查问题更为困难, 如果采用传统的`printf`大法难免事倍功半. 而此时最好的办法还是使用gdb帮助我们确定问题出现的地方, 程序崩溃时的内存状况.

## 1.1. 启动gdb ##

对C/C++程序的调试，需要在编译前就加上-g选项, 主要是为了便于对照源码:

g++ -g hello.cpp -o hello

调试可执行文件:

gdb <program>

> program也就是你的执行文件，一般在当前目录下。

调试core文件(core是程序非法执行后core dump后产生的文件):

gdb <program> <core dump file>
    gdb program core.11127

调试服务程序:

gdb <program> <PID>
    gdb hello 11127

> 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。

## 1.2. gdb交互命令 ##

启动gdb后，进入到交互模式，通过以下命令完成对程序的调试；高频使用的命令一般都会有缩写，熟练使用这些缩写命令能提高调试的效率；

### 运行 ###

*  `run`：简记为 `r` ，其作用是运行程序，当遇到断点后，程序会在断点处停止运行，等待用户输入下一步的命令。
 *  `continue` （简写`c` ）：继续执行，到下一个断点处（或运行结束）
 *  `next`：（简写 `n`），单步跟踪程序，当遇到函数调用时，也不进入此函数体；此命令同 step 的主要区别是，step 遇到用户自定义的函数，将步进到函数中去运行，而 next 则直接调用函数，不会进入到函数体内。
 *  `step` （简写`s`）：单步调试如果有函数调用，则进入函数；与命令n不同，n是不进入调用的函数的
 *  `until`：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+行号`： 运行至某行，不仅仅用来跳出循环
 *  `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。
 *  `call 函数(参数)`：调用程序中可见的函数，并传递“参数”，如：call gdb\_test(55)
 *  `quit`：简记为 `q` ，退出gdb

### 设置断点 ###

*  `break n` （简写`b n`）:在第n行处设置断点（可以带上代码路径和代码名称： b OAGUPDATE.cpp:578, 区分多文件）
 *  `b fn1 if a＞b`：条件断点设置
 *  `break func`（break缩写为b）：在函数func()的入口处设置断点，如：break cb\_button
 *  `delete 断点号n`：删除第n个断点
 *  `disable 断点号n`：暂停第n个断点
 *  `enable 断点号n`：开启第n个断点
 *  `clear 行号n`：清除第n行的断点
 *  `info b` （info breakpoints） ：显示当前程序的断点设置情况
 *  `delete breakpoints`：清除所有断点

### 查看源代码 ###

*  `list` ：简记为`l` 其作用就是列出程序的源代码，默认每次显示10行。
 *  `list 行号`：将显示当前文件以“行号”为中心的前后10行代码，如：list 12
 *  `list 函数名`：将显示“函数名”所在函数的源代码，如：list main
 *  `list` ：不带参数，将接着上一次 list 命令的，输出下边的内容。

### 打印表达式 ###

`print 表达式`：简记为 `p` ，其中“表达式”可以是任何当前正在被测试程序的有效表达式，比如当前正在调试C语言的程序，那么“表达式”可以是任何C语言的有效表达式，包括数字，变量甚至是函数调用。

*  `print a`：将显示整数 a 的值
 *  `print ++a`：将把 a 中的值加1,并显示出来
 *  `print name`：将显示字符串 name 的值
 *  `print gdb_test(22)`：将以整数22作为参数调用 gdb\_test() 函数
 *  `print gdb_test(a)`：将以变量 a 作为参数调用 gdb\_test() 函数
 *  `display 表达式`：在单步运行时将非常有用，使用display命令设置一个表达式后，它将在每次单步进行指令后，紧接着输出被设置的表达式及值。如： display a
 *  `watch 表达式`：设置一个监视点，一旦被监视的“表达式”的值改变，gdb将强行终止正在被调试的程序。如： watch a
 *  `whatis` ：查询变量或函数
 *  `info function`： 查询函数
 *  `info locals`： 显示当前堆栈页的所有变量

### 查询运行信息 ###

*  `where/bt`：当前运行的堆栈列表；
 *  `bt backtrace` 显示当前调用堆栈
 *  `up/down` 改变堆栈显示的深度
 *  `set args` 参数:指定运行时的参数
 *  `show args`：查看设置好的参数
 *  `info program`： 来查看程序的是否在运行，进程号，被暂停的原因。

### 分割窗口 ###

*  `layout`：用于分割窗口，可以一边查看代码，一边测试：
 *  `layout src`：显示源代码窗口
 *  `layout asm`：显示反汇编窗口
 *  `layout regs`：显示源代码/反汇编和CPU寄存器窗口
 *  `layout split`：显示源代码和反汇编窗口
 *  `Ctrl + L`：刷新窗口

**交互模式下直接回车的作用是重复上一指令，对于单步调试非常方便；**

### 示例 ###

![gdb示例][gdb]  
调试产生`coredump`的程序, 同时打开代码显示窗口`layout asm`, 可以很清晰的看到程序崩溃的上下文, 由上图可以看出, 程序是在执行与`pthread_join`相应操作, 因此可以将问题定位在`pthread_join`和`pthread_detach`上.

## 更强大的工具 ##

`cgdb`可以看作gdb的界面增强版,用来替代gdb的 gdb -tui。cgdb主要功能是在调试时进行代码的同步显示，这无疑增加了调试的方便性，提高了调试效率。界面类似vi，符合unix/linux下开发人员习惯;如果熟悉gdb和vi，几乎可以立即使用cgdb。

## 转自 ##

1.  [gdb 调试利器][gdb 1]

[gdb]: /images/20220829/9084089bdeb245f286f4efd5e7c45662.png
[gdb 1]: https://linuxtools-rst.readthedocs.io/zh_CN/latest/tool/gdb.html#id6