學習使用了GDB一段時間後,發現它真的好強大!好用!
GDB是GNU開源組織發佈的一個強大的UNIX下的程序調試工具。或許,各位比較喜歡那種圖形界面方式的,像VC、BCB等IDE的調試,但如果你是在UNIX平臺下做軟件,你會發現GDB這個調試工具有比VC、BCB的圖形化調試器更強大的功能。所謂“寸有所長,尺有所短”就是這個道理。
一般來說,GDB主要幫忙你完成下面四個方面的功能:
1、啓動你的程序,可以按照你的自定義的要求隨心所欲的運行程序。
2、可讓被調試的程序在你所指定的調置的斷點處停住。(斷點可以是條件表達式)
3、當程序被停住時,可以檢查此時你的程序中所發生的事。
4、動態的改變你程序的執行環境。
從上面看來,GDB和一般的調試工具沒有什麼兩樣,基本上也是完成這些功能,不過在細節上,你會發現GDB這個調試工具的強大,大家可能比較習慣了圖形化的調試工具,但有時候,命令行的調試工具卻有着圖形化工具所不能完成的功能。讓我們一一看來。
一個調試示例
——————
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 }
編譯生成執行文件:(Linux下)
hchen/test> cc -g tst.c -o tst
使用GDB調試:
hchen/test> gdb tst <---------- 啓動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命令相當於list,從第一行開始例出原碼。
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) <-------------------- 直接回車表示,重複上一次命令
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 <-------------------- 設置斷點,在源程序第16行處。
Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16.
(gdb) break func <-------------------- 設置斷點,在函數func()入口處。
Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5.
(gdb) info break <-------------------- 查看斷點信息。
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 <--------------------- 運行程序,run命令簡寫
Starting program: /home/hchen/test/tst
Breakpoint 1, main () at tst.c:17 <---------- 在斷點處停住。
17 long
result = 0;
(gdb) n <--------------------- 單條語句執行,next命令簡寫。
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 <--------------------- 繼續運行程序,continue命令簡寫。
Continuing.
result[1-100] = 5050 <----------程序輸出。
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 <--------------------- 打印變量i的值,print命令簡寫。
$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 <--------------------- 查看函數堆棧。
#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 <--------------------- 退出函數。
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 <--------------------- 繼續運行。
Continuing.
result[1-250] = 31375 <----------程序輸出。
Program exited with code 027. <--------程序退出,調試結束。
(gdb) q <--------------------- 退出gdb。
hchen/test>
好了,有了以上的感性認識,還是讓我們來系統地認識一下gdb吧。
使用GDB
————
一般來說GDB主要調試的是C/C++的程序。要調試C/C++的程序,首先在編譯時,我們必須要把調試信息加到可執行文件中。使用編譯器(cc/gcc/g++)的 -g 參數可以做到這一點。如:
> cc -g hello.c -o hello
> g++ -g hello.cpp -o hello
如果沒有-g,你將看不見程序的函數名、變量名,所代替的全是運行時的內存地址。當你用-g把調試信息加入之後,併成功編譯目標代碼以後,讓我們來看看如何用gdb來調試他。
啓動GDB的方法有以下幾種:
1、gdb
<program>
program也就是你的執行文件,一般在當然目錄下。
2、gdb
<program> core
用gdb同時調試一個運行程序和core文件,core是程序非法執行後core
dump後產生的文件。
3、gdb
<program> <PID>
如果你的程序是一個服務程序,那麼你可以指定這個服務程序運行時的進程ID。gdb會自動attach上去,並調試他。program應該在PATH環境變量中搜索得到。
GDB啓動時,可以加上一些GDB的啓動開關,詳細的開關可以用gdb
-help查看。我在下面只例舉一些比較常用的參數:
-symbols <file>
-s <file>
從指定文件中讀取符號表。
-se file
從指定文件中讀取符號表信息,並把他用在可執行文件中。
-core <file>
-c <file>
調試時core
dump的core文件。
-directory <directory>
-d <directory>
加入一個源文件的搜索路徑。默認搜索路徑是環境變量中PATH所定義的路徑。
GDB的命令概貌
———————
啓動gdb後,就你被帶入gdb的調試環境中,就可以使用gdb的命令開始調試程序了,gdb的命令可以使用help命令來查看,如下所示:
/home/hchen> 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) help
List of classes of commands:
aliases -- Aliases of other commands
breakpoints -- Making program stop at certain points
data -- Examining data
files -- Specifying and examining files
internals -- Maintenance commands
obscure -- Obscure features
running -- Running the program
stack -- Examining the stack
status -- Status inquiries
support -- Support facilities
tracepoints -- Tracing of program execution without
stopping the program
user-defined -- User-defined commands
Type "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把之分成許多個種類。help命令只是例出gdb的命令種類,如果要看種類中的命令,可以使用help
<class> 命令,如:help breakpoints,查看設置斷點的所有命令。也可以直接help
<command>來查看命令的幫助。
gdb中,輸入命令時,可以不用打全命令,只用打命令的前幾個字符就可以了,當然,命令的前幾個字符應該要標誌着一個唯一的命令,在Linux下,你可以敲擊兩次TAB鍵來補齊命令的全稱,如果有重複的,那麼gdb會把其例出來。
示例一:在進入函數func時,設置一個斷點。可以敲入break
func,或是直接就是b func
(gdb) b func
Breakpoint 1 at 0x8048458: file hello.c, line 10.
示例二:敲入b按兩次TAB鍵,你會看到所有b打頭的命令:
(gdb) b
backtrace break bt
(gdb)
示例三:只記得函數的前綴,可以這樣:
(gdb) b make_ <按TAB鍵>
(再按下一次TAB鍵,你會看到:)
make_a_section_from_file make_environ
make_abs_section make_function_type
make_blockvector make_pointer_type
make_cleanup make_reference_type
make_command make_symbol_completion_list
(gdb) b make_
GDB把所有make開頭的函數全部例出來給你查看。
示例四:調試C++的程序時,有可以函數名一樣。如:
(gdb) b 'bubble( M-?
bubble(double,double) bubble(int,int)
(gdb) b 'bubble(
你可以查看到C++中的所有的重載函數及參數。(注:M-?和“按兩次TAB鍵”是一個意思)
要退出gdb時,只用發quit或命令簡稱q就行了。
GDB中運行UNIX的shell程序
————————————
在gdb環境中,你可以執行UNIX的shell的命令,使用gdb的shell命令來完成:
shell <command string>
調用UNIX的shell來執行<command
string>,環境變量SHELL中定義的UNIX的shell將會被用來執行<command
string>,如果SHELL沒有定義,那就使用UNIX的標準shell:/bin/sh。(在Windows中使用Command.com或cmd.exe)
還有一個gdb命令是make:
make <make-args>
可以在gdb中執行make命令來重新build自己的程序。這個命令等價於“shell
make <make-args>”。
在GDB中運行程序
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當以gdb
<program>方式啓動gdb後,gdb會在PATH路徑和當前目錄中搜索<program>的源文件。如要確認gdb是否讀到源文件,可使用l或list命令,看看gdb是否能列出源代碼。
在gdb中,運行程序使用r或是run命令。程序的運行,你有可能需要設置下面四方面的事。
1、程序運行參數。
set args 可指定運行時參數。(如:set
args 10 20 30 40 50)
show args 命令可以查看設置好的運行參數。
2、運行環境。
path <dir> 可設定程序的運行路徑。
show paths 查看程序的運行路徑。
set environment varname [=value] 設置環境變量。如:set
env USER=hchen
show environment [varname] 查看環境變量。
3、工作目錄。
cd <dir> 相當於shell的cd命令。
pwd 顯示當前的所在目錄。
4、程序的輸入輸出。
info terminal 顯示你程序用到的終端的模式。
使用重定向控制程序輸出。如:run
> outfile
tty命令可以指寫輸入輸出的終端設備。如:tty
/dev/ttyb
調試已運行的程序
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兩種方法:
1、在UNIX下用ps查看正在運行的程序的PID(進程ID),然後用gdb
<program> PID格式掛接正在運行的程序。
2、先用gdb
<program>關聯上源代碼,並進行gdb,在gdb中用attach命令來掛接進程的PID。並用detach來取消掛接的進程。
暫停 / 恢復程序運行
—————————
調試程序中,暫停程序運行是必須的,GDB可以方便地暫停程序的運行。你可以設置程序的在哪行停住,在什麼條件下停住,在收到什麼信號時停往等等。以便於你查看運行時的變量,以及運行時的流程。
當進程被gdb停住時,你可以使用info
program 來查看程序的是否在運行,進程號,被暫停的原因。
在gdb中,我們可以有以下幾種暫停方式:斷點(BreakPoint)、觀察點(WatchPoint)、捕捉點(CatchPoint)、信號(Signals)、線程停止(Thread
Stops)。如果要恢復程序運行,可以使用c或是continue命令。
一、設置斷點(BreakPoint)
我們用break命令來設置斷點。正面有幾點設置斷點的方法:
break <function>
在進入指定函數時停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格式來指定函數名。
break <linenum>
在指定行號停住。
break +offset
break -offset
在當前行號的前面或後面的offset行停住。offiset爲自然數。
break filename:linenum
在源文件filename的linenum行處停住。
break filename:function
在源文件filename的function函數的入口處停住。
break *address
在程序運行的內存地址處停住。
break
break命令沒有參數時,表示在下一條指令處停住。
break ... if <condition>
...可以是上述的參數,condition表示條件,在條件成立時停住。比如在循環境體中,可以設置break
if i=100,表示當i爲100時停住程序。
查看斷點時,可使用info命令,如下所示:(注:n表示斷點號)
info breakpoints [n]
info break [n]
三、設置捕捉點(CatchPoint)
你可設置捕捉點來補捉程序運行時的一些事件。如:載入共享庫(動態鏈接庫)或是C++的異常。設置捕捉點的格式爲:
catch <event>
當event發生時,停住程序。event可以是下面的內容:
1、throw 一個C++拋出的異常。(throw爲關鍵字)
2、catch 一個C++捕捉到的異常。(catch爲關鍵字)
3、exec 調用系統調用exec時。(exec爲關鍵字,目前此功能只在HP-UX下有用)
4、fork 調用系統調用fork時。(fork爲關鍵字,目前此功能只在HP-UX下有用)
5、vfork 調用系統調用vfork時。(vfork爲關鍵字,目前此功能只在HP-UX下有用)
6、load 或 load
<libname> 載入共享庫(動態鏈接庫)時。(load爲關鍵字,目前此功能只在HP-UX下有用)
7、unload 或 unload
<libname> 卸載共享庫(動態鏈接庫)時。(unload爲關鍵字,目前此功能只在HP-UX下有用)
tcatch <event>
只設置一次捕捉點,當程序停住以後,應點被自動刪除。
四、維護停止點
上面說了如何設置程序的停止點,GDB中的停止點也就是上述的三類。在GDB中,如果你覺得已定義好的停止點沒有用了,你可以使用delete、clear、disable、enable這幾個命令來進行維護。
clear
清除所有的已定義的停止點。
clear <function>
clear <filename:function>
清除所有設置在函數上的停止點。
clear <linenum>
clear <filename:linenum>
清除所有設置在指定行上的停止點。
delete [breakpoints] [range...]
刪除指定的斷點,breakpoints爲斷點號。如果不指定斷點號,則表示刪除所有的斷點。range 表示斷點號的範圍(如:3-7)。其簡寫命令爲d。
比刪除更好的一種方法是disable停止點,disable了的停止點,GDB不會刪除,當你還需要時,enable即可,就好像回收站一樣。
disable [breakpoints] [range...]
disable所指定的停止點,breakpoints爲停止點號。如果什麼都不指定,表示disable所有的停止點。簡寫命令是dis.
enable [breakpoints] [range...]
enable所指定的停止點,breakpoints爲停止點號。
enable [breakpoints] once range...
enable所指定的停止點一次,當程序停止後,該停止點馬上被GDB自動disable。
enable [breakpoints] delete range...
enable所指定的停止點一次,當程序停止後,該停止點馬上被GDB自動刪除。