Linux中gdb 查看core堆棧信息 gdb core 調試

core dump 一般是在segmentation fault(段錯誤)的情況下產生的文件,需要通過ulimit來設置纔會得到的。

調試的話輸入: gdb filename core
filename就是產生core文件的可執行文件,croe就是產生的core文件名

查看棧信息
—————---

當程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪裏停住的。當你的程序調用了一個函數,函數的地址,函數參數,函數內的局部變量都會被壓入“棧”(Stack)中。你可以用GDB命令來查看當前的棧中的信息。

下面是一些查看函數調用棧信息的GDB命令(先通過gdb filename core進入gdb命令行):

backtrace
或者
bt
打印當前的函數調用棧的所有信息。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

從上可以看出函數的調用棧信息:__libc_start_main --> main()--> func()


backtrace
bt
n是一個正整數,表示只打印棧頂上n層的棧信息。

backtrace <-n>
bt <-n>
-n表一個負整數,表示只打印棧底下n層的棧信息。

如果你要查看某一層的信息,你需要在切換當前的棧,一般來說,程序停止時,最頂
層的棧就是當前棧,如果你要查看棧下面層的詳細信息,首先要做的是切換當前棧。

frame
f
n是一個從0開始的整數,是棧中的層編號。比如:frame 0,表示棧頂,frame 1,表示棧的第二層。

up
表示向棧的上面移動n層,可以不打n,表示向上移動一層。

down
表示向棧的下面移動n層,可以不打n,表示向下移動一層。

上面的命令,都會打印出移動到的棧層的信息。如果你不想讓其打出信息。你可以使用這三個命令:

select-frame 對應於 frame 命令。
up-silently 對應於 up 命令。
down-silently 對應於 down 命令。


查看當前棧層的信息,你可以用以下GDB命令:

frame 或 f
會打印出這些信息:棧的層編號,當前的函數名,函數參數值,函數所在文件及行號,函數執行到的語句。

info frame
info f

這個命令會打印出更爲詳細的當前棧層的信息,只不過,大多數都是運行時的內內
地址。比如:函數地址,調用函數的地址,被調用函數的地址,目前的函數是由什麼
樣的程序語言寫成的、函數參數地址及值、局部變量的地址等等。如:

(gdb) info f
Stack level 0, frame at 0xbffff5d4:
eip = 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524
called by frame at 0xbffff60c
source language c.
Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250
Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0
Saved registers:
ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8

info args
打印出當前函數的參數名及其值。

info locals
打印出當前函數中所有局部變量及其值。

info catch
打印出當前的函數中的異常處理信息。


查看源程序
—————

一、顯示源代碼

GDB 可以打印出所調試程序的源代碼,當然,在程序編譯時一定要加上-g的參數,把
源程序信息編譯到執行文件中。不然就看不到源程序了。當程序停下來以後,
GDB會報告程序停在了那個文件的第幾行上。你可以用list命令來打印程序的源代
碼。還是來看一看查看源代碼的GDB命令吧。

list
顯示程序第linenum行的周圍的源程序。

list
顯示函數名爲function的函數的源程序。

list
顯示當前行後面的源程序。

list -
顯示當前行前面的源程序。

一般是打印當前行的上5行和下5行,如果顯示函數是是上2行下8行,默認是10行,當
然,你也可以定製顯示的範圍,使用下面命令可以設置一次顯示源程序的行數。

set listsize
設置一次顯示源代碼的行數。

show listsize
查看當前listsize的設置。

list命令還有下面的用法:

list ,
顯示從first行到last行之間的源代碼。

list ,
顯示從當前行到last行之間的源代碼。

list +
往後顯示源代碼。

一般來說在list後面可以跟以下這們的參數:

行號。
<+offset> 當前行號的正偏移量。
<-offset> 當前行號的負偏移量。
哪個文件的哪一行。
函數名。
哪個文件中的哪個函數。
<*address> 程序運行時的語句在內存中的地址。

二、搜索源代碼

不僅如此,GDB還提供了源代碼搜索的命令:

forward-search
search
向前面搜索。

reverse-search
全部搜索。

其中,就是正則表達式,也主一個字符串的匹配模式,關於正則表達式,我就不在這裏講了,還請各位查看相關資料。


三、指定源文件的路徑

某些時候,用-g編譯過後的執行程序中只是包括了源文件的名字,沒有路徑名。GDB提供了可以讓你指定源文件的路徑的命令,以便GDB進行搜索。

directory
dir
加一個源文件路徑到當前路徑的前面。如果你要指定多個路徑,UNIX下你可以使用“:”,Windows下你可以使用“;”。
directory
清除所有的自定義的源文件搜索路徑信息。

show directories
顯示定義了的源文件搜索路徑。

四、源代碼的內存

你可以使用info line命令來查看源代碼在內存中的地址。info line後面可以跟
“行號”,“函數名”,“文件名:行號”,“文件名:函數名”,這個命令會打印出所指定的
源碼在運行時的內存地址,如:

(gdb) info line tst.c:func
Line 5 of "tst.c" starts at address 0x8048456 and ends at 0x804845d.

還有一個命令(disassemble)你可以查看源程序的當前執行時的機器碼,這個命令
會把目前內存中的指令dump出來。如下面的示例表示查看函數func的彙編代碼。

(gdb) disassemble func
Dump of assembler code for function func:
0x8048450 : push %ebp
0x8048451 : mov %esp,%ebp
0x8048453 : sub $0x18,%esp
0x8048456 : movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)
0x804845d : movl $0x1,0xfffffff8(%ebp)
0x8048464 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048467 : cmp 0x8(%ebp),%eax
0x804846a : jle 0x8048470
0x804846c : jmp 0x8048480
0x804846e : mov %esi,%esi
0x8048470 : mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048473 : add %eax,0xfffffffc(%ebp)
0x8048476 : incl 0xfffffff8(%ebp)
0x8048479 : jmp 0x8048464
0x804847b : nop
0x804847c : lea 0x0(%esi,1),%esi
0x8048480 : mov 0xfffffffc(%ebp),%edx
0x8048483 : mov %edx,%eax
0x8048485 : jmp 0x8048487
0x8048487 : mov %ebp,%esp
0x8048489 : pop %ebp
0x804848a : ret
End of assembler dump.


查看運行時數據
———————

在你調試程序時,當程序被停住時,你可以使用print命令(簡寫命令爲p),或是同義命令inspect來查看當前程序的運行數據。print命令的格式是:

print
print /
是表達式,是你所調試的程序的語言的表達式(GDB可以調試多種編程語言),是輸出的格式,比如,如果要把表達式按16進制的格式輸出,那麼就是/x。


一、表達式

print和許多GDB的命令一樣,可以接受一個表達式,GDB會根據當前的程序運行的數
據來計算這個表達式,既然是表達式,那麼就可以是當前程序運行中的const常量、
變量、函數等內容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定義的宏。

表達式的語法應該是當前所調試的語言的語法,由於C/C++是一種大衆型的語言,所
以,本文中的例子都是關於C/C++的。(而關於用GDB調試其它語言的章節,我將在後
面介紹)

在表達式中,有幾種GDB所支持的操作符,它們可以用在任何一種語言中。

@
是一個和數組有關的操作符,在後面會有更詳細的說明。

::
指定一個在文件或是一個函數中的變量。

{}
表示一個指向內存地址的類型爲type的一個對象。


二、程序變量

在GDB中,你可以隨時查看以下三種變量的值:
1、全局變量(所有文件可見的)
2、靜態全局變量(當前文件可見的)
3、局部變量(當前Scope可見的)

如果你的局部變量和全局變量發生衝突(也就是重名),一般情況下是局部變量會隱
藏全局變量,也就是說,如果一個全局變量和一個函數中的局部變量同名時,如果當
前停止點在函數中,用print顯示出的變量的值會是函數中的局部變量的值。如果
此時你想查看全局變量的值時,你可以使用“::”操作符:

file::variable
function::variable
可以通過這種形式指定你所想查看的變量,是哪個文件中的或是哪個函數中的。例如,查看文件f2.c中的全局變量x的值:

gdb) p 'f2.c'::x

當然,“::”操作符會和C++中的發生衝突,GDB能自動識別“::”是否C++的操作符,所以你不必擔心在調試C++程序時會出現異常。

另外,需要注意的是,如果你的程序編譯時開啓了優化選項,那麼在用GDB調試被優
化過的程序時,可能會發生某些變量不能訪問,或是取值錯誤碼的情況。這個是很
正常的,因爲優化程序會刪改你的程序,整理你程序的語句順序,剔除一些無意義的
變量等,所以在GDB調試這種程序時,運行時的指令和你所編寫指令就有不一樣,也
就會出現你所想象不到的結果。對付這種情況時,需要在編譯程序時關閉編譯優化。
一般來說,幾乎所有的編譯器都支持編譯優化的開關,例如,GNU 的C/C++編譯器
GCC,你可以使用“-gstabs”選項來解決這個問題。關於編譯器的參數,還請查看編
譯器的使用說明文檔。

三、數組

有時候,你需要查看一段連續的內存空間的值。比如數組的一段,或是動態分配的
數據的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”的左邊是第一個內存的地址的
值,“@”的右邊則你你想查看內存的長度。例如,你的程序中有這樣的語句:

int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));

於是,在GDB調試過程中,你可以以如下命令顯示出這個動態數組的取值:

p *array@len

@的左邊是數組的首地址的值,也就是變量array所指向的內容,右邊則是數據的長度,其保存在變量len中,其輸出結果,大約是下面這個樣子的:

(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}

如果是靜態數組的話,可以直接用print數組名,就可以顯示數組中所有數據的內容了。


四、輸出格式

一般來說,GDB會根據變量的類型輸出變量的值。但你也可以自定義GDB的輸出的格
式。例如,你想輸出一個整數的十六進制,或是二進制來查看這個整型變量的中的
位的情況。要做到這樣,你可以使用GDB的數據顯示格式:

x 按十六進制格式顯示變量。
d 按十進制格式顯示變量。
u 按十六進制格式顯示無符號整型。
o 按八進制格式顯示變量。
t 按二進制格式顯示變量。
a 按十六進制格式顯示變量。
c 按字符格式顯示變量。
f 按浮點數格式顯示變量。

(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


五、查看內存

你可以使用examine命令(簡寫是x)來查看內存地址中的值。x命令的語法如下所示:

x/

n、f、u是可選的參數。

n 是一個正整數,表示顯示內存的長度,也就是說從當前地址向後顯示幾個地址的內容。
f 表示顯示的格式,參見上面。如果地址所指的是字符串,那麼格式可以是s,如果地十是指令地址,那麼格式可以是i。
u 表示從當前地址往後請求的字節數,如果不指定的話,GDB默認是4個bytes。
 
u參數可以用下面的字符來代替,b表示單字節,h表示雙字節,w表示四字節,g表示八字節。
 當我們指定了字節長度後,GDB會從指內存定的內存地址開始,讀寫指定字節,並把其當作一個值取出來。

表示一個內存地址。

n/f/u三個參數可以一起使用。例如:

命令:x/3uh 0x54320表示,從內存地址0x54320讀取內容,h表示以雙字節爲一個單位,3表示三個單位,u表示按十六進制顯示。


六、自動顯示

你可以設置一些自動顯示的變量,當程序停住時,或是在你單步跟蹤時,這些變量會自動顯示。相關的GDB命令是display。

display
display/
display/

expr是一個表達式,fmt表示顯示的格式,addr表示內存地址,當你用display設定好了一個或多個表達式後,只要你的程序被停下來,GDB會自動顯示你所設置的這些表達式的值。

格式i和s同樣被display支持,一個非常有用的命令是:

display/i $pc

$pc是GDB的環境變量,表示着指令的地址,/i則表示輸出格式爲機器指令碼,也就是彙編。於是當程序停下後,就會出現源代碼和機器指令碼相對應的情形,這是一個很有意思的功能。

下面是一些和display相關的GDB命令:

undisplay
delete display
刪除自動顯示,dnums意爲所設置好了的自動顯式的編號。如果要同時刪除幾個,編號可以用空格分隔,如果要刪除一個範圍內的編號,可以用減號表示(如:2-5)

disable display
enable display
disable和enalbe不刪除自動顯示的設置,而只是讓其失效和恢復。

info display
查看display設置的自動顯示的信息。GDB會打出一張表格,向你報告當然調試中設置了多少個自動顯示設置,其中包括,設置的編號,表達式,是否enable。

七、設置顯示選項

GDB中關於顯示的選項比較多,這裏我只例舉大多數常用的選項。

set print address
set print address on
打開地址輸出,當程序顯示函數信息時,GDB會顯出函數的參數地址。系統默認爲打開的,如:

(gdb) f
#0 set_quotes (lq=0x34c78 "<<",rq=0x34c88 ">>")
at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)


set print address off
關閉函數的參數地址顯示,如:

(gdb) set print addr off
(gdb) f
#0 set_quotes (lq="<<",rq=">>") at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)

show print address
查看當前地址顯示選項是否打開。

set print array
set print array on
打開數組顯示,打開後當數組顯示時,每個元素佔一行,如果不打開的話,每個元素則以逗號分隔。這個選項默認是關閉的。與之相關的兩個命令如下,我就不再多說了。

set print array off
show print array

set print elements
這個選項主要是設置數組的,如果你的數組太大了,那麼就可以指定一個來指定數據顯示的最大長度,當到達這個長度時,GDB就不再往下顯示了。如果設置爲0,則表示不限制。

show print elements
查看print elements的選項信息。

set print null-stop
如果打開了這個選項,那麼當顯示字符串時,遇到結束符則停止顯示。這個選項默認爲off。

set print pretty on
如果打開printf pretty這個選項,那麼當GDB顯示結構體時會比較漂亮。如:

$1 = {
next = 0x0,
flags = {
sweet = 1,
sour = 1
},
meat = 0x54 "Pork"
}

set print pretty off
關閉printf pretty這個選項,GDB顯示結構體時會如下顯示:

$1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54"Pork"}

show print pretty
查看GDB是如何顯示結構體的。


set print sevenbit-strings
設置字符顯示,是否按“\nnn”的格式顯示,如果打開,則字符串或字符數據按\nnn顯示,如“\065”。

show print sevenbit-strings
查看字符顯示開關是否打開。

set print union
設置顯示結構體時,是否顯式其內的聯合體數據。例如有以下數據結構:

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}};

當打開這個開關時,執行 p foo 命令後,會如下顯示:
$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}

當關閉這個開關時,執行 p foo 命令後,會如下顯示:
$1 = {it = Tree, form = {...}}

show print union
查看聯合體數據的顯示方式

set print object
在C++中,如果一個對象指針指向其派生類,如果打開這個選項,GDB會自動按照虛方法調用的規則顯示輸出,如果關閉這個選項的話,GDB就不管虛函數表了。這個選項默認是off。

show print object
查看對象選項的設置。

set print static-members
這個選項表示,當顯示一個C++對象中的內容是,是否顯示其中的靜態數據成員。默認是on。

show print static-members
查看靜態數據成員選項設置。

set print vtbl
當此選項打開時,GDB將用比較規整的格式來顯示虛函數表時。其默認是關閉的。

show print vtbl
查看虛函數顯示格式的選項。


八、歷史記錄

當你用GDB的print查看程序運行時的數據時,你每一個print都會被GDB記錄下來。
GDB會以$1, $2, $3 .....這樣的方式爲你每一個print命令編上號。於是,你可以
使用這個編號訪問以前的表達式,如$1。這個功能所帶來的好處是,如果你先前輸
入了一個比較長的表達式,如果你還想查看這個表達式的值,你可以使用歷史記錄
來訪問,省去了重複輸入。


九、GDB環境變量

你可以在GDB的調試環境中定義自己的變量,用來保存一些調試程序中的運行數據。要定義一個GDB的變量很簡單隻需。使用GDB的set命令。GDB的環境變量和UNIX一樣,也是以$起頭。如:

set $foo = *object_ptr

使用環境變量時,GDB會在你第一次使用時創建這個變量,而在以後的使用中,則直接對其賦值。環境變量沒有類型,你可以給環境變量定義任一的類型。包括結構體和數組。

show convenience
該命令查看當前所設置的所有的環境變量。

這是一個比較強大的功能,環境變量和程序變量的交互使用,將使得程序調試更爲靈活便捷。例如:

set $i = 0
print bar[$i++]->contents

於是,當你就不必,print bar[0]->contents, printbar[1]->contents地輸入命令了。輸入這樣的命令後,只用敲回車,重複執行上一條語句,環境變量會自動累加,從而完成逐個輸出的功能。


十、查看寄存器

要查看寄存器的值,很簡單,可以使用如下命令:

info registers
查看寄存器的情況。(除了浮點寄存器)

info all-registers
查看所有寄存器的情況。(包括浮點寄存器)

info registers
查看所指定的寄存器的情況。

寄存器中放置了程序運行時的數據,比如程序當前運行的指令地址(ip),程序的當
前堆棧地址(sp)等等。你同樣可以使用print命令來訪問寄存器的情況,只需要在
寄存器名字前加一個$符號就可以了。如:p $eip。

改變程序的執行
———————

一旦使用GDB掛上被調試程序,當程序運行起來後,你可以根據自己的調試思路來動
態地在GDB中更改當前被調試程序的運行線路或是其變量的值,這個強大的功能能
夠讓你更好的調試你的程序,比如,你可以在程序的一次運行中走遍程序的所有分
支。


一、修改變量值

修改被調試程序運行時的變量值,在GDB中很容易實現,使用GDB的print命令即可完成。如:

(gdb) print x=4

x=4這個表達式是C/C++的語法,意爲把變量x的值修改爲4,如果你當前調試的語言是Pascal,那麼你可以使用Pascal的語法:x:=4。

在某些時候,很有可能你的變量和GDB中的參數衝突,如:

(gdb) whatis width
type = double
(gdb) p width
$4 = 13
(gdb) set width=47
Invalid syntax in expression.

因爲,set width是GDB的命令,所以,出現了“Invalid syntax inexpression”的設置錯誤,此時,你可以使用setvar命令來告訴GDB,width不是你GDB的參數,而是程序的變量名,如:

(gdb) set var width=47

另外,還可能有些情況,GDB並不報告這種錯誤,所以保險起見,在你改變程序變量取值時,最好都使用setvar格式的GDB命令。

二、跳轉執行

一般來說,被調試程序會按照程序代碼的運行順序依次執行。GDB提供了亂序執行的功能,也就是說,GDB可以修改程序的執行順序,可以讓程序執行隨意跳躍。這個功能可以由GDB的jump命令來完:

jump
指定下一條語句的運行點。可以是文件的行號,可以是file:line格式,可以是+num這種偏移量格式。表式着下一條運行語句從哪裏開始。

jump

這裏的
是代碼行的內存地址。

注意,jump命令不會改變當前的程序棧中的內容,所以,當你從一個函數跳到另一個
函數時,當函數運行完返回時進行彈棧操作時必然會發生錯誤,可能結果還是非常
奇怪的,甚至於產生程序Core Dump。所以最好是同一個函數中進行跳轉。

熟悉彙編的人都知道,程序運行時,有一個寄存器用於保存當前代碼所在的內存地
址。所以,jump命令也就是改變了這個寄存器中的值。於是,你可以使用“set
$pc”來更改跳轉執行的地址。如:

set $pc = 0x485


三、產生信號量

使用singal命令,可以產生一個信號量給被調試的程序。如:中斷信號Ctrl+C。這
非常方便於程序的調試,可以在程序運行的任意位置設置斷點,並在該斷點用GDB產
生一個信號量,這種精確地在某處產生信號非常有利程序的調試。

語法是:signal ,UNIX的系統信號量通常從1到15。所以取值也在這個範圍。

single命令和shell的kill命令不同,系統的kill命令發信號給被調試程序時,是由
GDB截獲的,而single命令所發出一信號則是直接發給被調試程序的。

四、強制函數返回

如果你的調試斷點在某個函數中,並還有語句沒有執行完。你可以使用return命令強制函數忽略還沒有執行的語句並返回。

return
return
使用return命令取消當前函數的執行,並立即返回,如果指定了,那麼該表達式的值會被認作函數的返回值。


五、強制調用函數

call

表達式中可以一是函數,以此達到強制調用函數的目的。並顯示函數的返回值,如
果函數返回值是void,那麼就不顯示。

另一個相似的命令也可以完成這一功能——print,print後面可以跟表達式,所以也
可以用他來調用函數,print和call的不同是,如果函數返回void,call則不顯
示,print則顯示函數返回值,並把該值存入歷史數據中。

在不同語言中使用GDB
——————————

GDB支持下列語言:C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill, assembly, 和
Modula-2。一般說來,GDB會根據你所調試的程序來確定當然的調試語言,比如:發
現文件名後綴爲“.c”的,GDB會認爲是C程序。文件名後綴爲 “.C, .cc, .cp,
.cpp, .cxx, .c++”的,GDB會認爲是C++程序。而後綴是“.f, .F”的,GDB會認爲是
Fortran程序,還有,後綴爲如果是“.s, .S”的會認爲是彙編語言。

也就是說,GDB會根據你所調試的程序的語言,來設置自己的語言環境,並讓GDB的命
令跟着語言環境的改變而改變。比如一些GDB命令需要用到表達式或變量時,這些
表達式或變量的語法,完全是根據當前的語言環境而改變的。例如C/C++中對指針
的語法是*p,而在Modula-2中則是p^。並且,如果你當前的程序是由幾種不同語言
一同編譯成的,那到在調試過程中,GDB也能根據不同的語言自動地切換語言環境。
這種跟着語言環境而改變的功能,真是體貼開發人員的一種設計。


下面是幾個相關於GDB語言環境的命令:

show language
查看當前的語言環境。如果GDB不能識爲你所調試的編程語言,那麼,C語言被認爲是默認的環境。

info frame
查看當前函數的程序語言。

info source
查看當前文件的程序語言。

如果GDB沒有檢測出當前的程序語言,那麼你也可以手動設置當前的程序語言。使用set language命令即可做到。

當set language命令後什麼也不跟的話,你可以查看GDB所支持的語言種類:

(gdb) set language
The currently understood settings are:

local or auto Automatic setting based on source file
c Use the C language
c++ Use the C++ language
asm Use the Asm language
chill Use the Chill language
fortran Use the Fortran language
java Use the Java language
modula-2 Use the Modula-2 language
pascal Use the Pascal language
scheme Use the Scheme language

於是你可以在set language後跟上被列出來的程序語言名,來設置當前的語言環境。
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