2021-GDB 调试指南
GDB 调试指南
启动调试
前言
GDB（GNU Debugger）是
哪类程序可被调试
对于
gdb 文件
例如：
$ gdb helloworld
Reading symbols from helloWorld...(no debugging symbols found)...done.
如果没有调试信息，会提示
Reading symbols from helloWorld...done.
则可以进行调试。
readelf 查看段信息
例如：
$ readelf -S helloWorld|grep debug
[28] .debug_aranges PROGBITS 0000000000000000 0000106d
[29] .debug_info PROGBITS 0000000000000000 0000109d
[30] .debug_abbrev PROGBITS 0000000000000000 0000115b
[31] .debug_line PROGBITS 0000000000000000 000011b9
[32] .debug_str PROGBITS 0000000000000000 000011fc
file 查看strip 状况
下面的情况也是不可调试的：
file helloWorld
helloWorld: (省略前面内容) stripped
如果最后是
调试方式运行程序
程序还未启动时，可有多种方式启动调试。
调试启动无参程序
例如：
$ gdb helloWorld
(gdb)
输入
调试启动带参程序
假设有以下程序，启动时需要带参数：
#include<stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
if(1 >= argc)
{
printf("usage:hello name\n");
return 0;
}
printf("Hello World %s!\n",argv[1]);
return 0 ;
}
编译：
gcc -g -o hello hello.c
这种情况如何启动调试呢？需要设置参数：
$ gdb hello
(gdb)run 编程珠玑
Starting program: /home/shouwang/workspaces/c/hello 编程珠玑
Hello World 编程珠玑!
[Inferior 1 (process 20084) exited normally]
(gdb)
只需要
gdb hello
(gdb) set args 编程珠玑
(gdb) run
Starting program: /home/hyb/workspaces/c/hello 编程珠玑
Hello World 编程珠玑!
[Inferior 1 (process 20201) exited normally]
(gdb)
调试core 文件
当程序
$ ulimit -c
0
如果结果是
ulimit -c unlimied #表示不限制core文件大小
ulimit -c 10 #设置最大大小，单位为块，一块默认为512字节
上面两种方式可选其一。第一种无限制，第二种指定最大产生的大小。
调试
gdb 程序文件名 core文件名
具体可参看《
调试已运行程序
如果程序已经运行了怎么办呢？
首先使用
ps -ef|grep 进程名
attach 方式
假设获取到进程
$ gdb
(gdb) attach 20829
接下来就可以继续你的调试啦。
可能会有下面的错误提示：
Could not attach to process. If your uid matches the uid of the target
process, check the setting of /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope, or try
again as the root user. For more details, see /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf
ptrace: Operation not permitted.
解决方法，切换到
kernel.yama.ptrace_scope = 1
修改为
kernel.yama.ptrace_scope = 0
直接调试相关id 进程
还可以是用这样的方式
gdb hello 20829
或者：
gdb hello --pid 20829
已运行程序没有调试信息
为了节省磁盘空间，已经运行的程序通常没有调试信息。但如果又不能停止当前程序重新启动调试，那怎么办呢？还有办法，那就是同样的代码，再编译出一个带调试信息的版本。然后使用和前面提到的方式操作。对于
$ gdb
(gdb) file hello
Reading symbols from hello...done.
(gdb)attach 20829
总结
本文主要介绍了两种类型的
断点设置
前言
上篇《
为何要设置断点
在介绍之前，我们首先需要了解，为什么需要设置断点。我们在指定位置设置断点之后，程序运行到该位置将会“暂停”，这个时候我们就可以对程序进行更多的操作，比如查看变量内容，堆栈情况等等，以帮助我们调试程序。
查看已设置的断点
在学习断点设置之前，我们可以使用
info breakpoints
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x00000000004005fc in printNum2 at test.c:17
breakpoint already hit 1 time
2 hw watchpoint keep y a
breakpoint already hit 1 time
ignore next 3 hits
它将会列出所有已设置的断点，每一个断点都有一个标号，用来代表这个断点。例如，第
断点设置
断点设置有多种方式，分别应用于不同的场景。借助示例程序进行一一介绍：
//test.c
#include<stdio.h>
void printNum(int a)
{
printf("printNum\n");
while(a > 0)
{
printf("%d\n",a);
a--;
}
}
void printNum2(int a,int num)
{
printf("printNum\n");
while(a > num && a>0)
{
printf("%d\n",a);
a--;
}
}
int div(int a,int b)
{
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
int temp = a/b;
return temp;
}
int main(int argc,char *argv[])
{
printNum2(12,5);
printNum(10);
div(10,0);
return 0;
}
编译：
gcc -g -o test test.c
注意，编译时需要带上
根据行号设置断点
b 9 #break 可简写为b
或者
b test.c:9
程序运行到第
根据函数名设置断点
同样可以将断点设置在函数处：
b printNum
程序在调用到
根据条件设置断点
假设程序某处发生崩溃，而崩溃的原因怀疑是某个地方出现了非期望的值，那么你就可以在这里断点观察，当出现该非法值时，程序断住。这个时候我们可以借助
break test.c:23 if b==0
当在
condition 1 b==0
会使得
根据规则设置断点
例如需要对所有调用
rbreak printNum*
所有以
#用法：rbreak file:regex
rbreak .
rbreak test.c:. #对test.c中的所有函数设置断点
rbreak test.c:^print #对以print开头的函数设置断点
设置临时断点
假设某处的断点只想生效一次，那么可以设置临时断点，这样断点后面就不复存在了：
tbreak test.c:l0 #在第10行设置临时断点
跳过多次设置断点
假如有某个地方，我们知道可能出错，但是前面
ignore 1 30
其中，
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x00000000004005e8 in printNum2 at test.c:16
ignore next 30 hits
根据表达式值变化产生断点
有时候我们需要观察某个值或表达式，知道它什么时候发生变化了，这个时候我们可以借助
watch a
这个时候，让程序继续运行，如果
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 12
New value = 11
但是这里要特别注意的是，程序必须运行起来，否则会出现：
No symbol "a" in current context.
因为程序没有运行，当前上下文也就没有相关变量信息。
禁用或启动断点
有些断点暂时不想使用，但又不想删除，可以暂时禁用或启用。例如：
disable #禁用所有断点
disable bnum #禁用标号为bnum的断点
enable #启用所有断点
enable bnum #启用标号为bnum的断点
enable delete bnum #启动标号为bnum的断点，并且在此之后删除该断点
断点清除
断点清除主要用到
clear #删除当前行所有breakpoints
clear function #删除函数名为function处的断点
clear filename:function #删除文件filename中函数function处的断点
clear lineNum #删除行号为lineNum处的断点
clear f:lename：lineNum #删除文件filename中行号为lineNum处的断点
delete #删除所有breakpoints,watchpoints和catchpoints
delete bnum #删除断点号为bnum的断点
总结
本文介绍了常见的断点设置方法，断点设置之后，可以便于我们后期观察变量，堆栈等信息，为进一步的定位与调试做准备。
变量查看
前言
在启动调试以及设置断点之后，就到了我们非常关键的一步
准备工作
在查看变量之前，需要先启动调试并设置断点，该部分内容可参考《
本文辅助说明程序如下
//testGdb.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"testGdb.h"
int main(void)
{
int a = 10; //整型
int b[] = {1,2,3,5}; //数组
char c[] = "hello,shouwang";//字符数组
/*申请内存，失败时退出*/
int *d = (int*)malloc(a*sizeof(int));
if(NULL == d)
{
printf("malloc error\n");
return -1;
}
/*赋值*/
for(int i=0; i < 10;i++)
{
d[i] = i;
}
free(d);
d = NULL;
float e = 8.5f;
return 0;
}
testGdb.h
int a = 11;
编译：
$ gcc -g -o testGdb testGdb.o
普通变量查看
打印基本类型变量，数组，字符数组
最常见的使用便是使用
(gdb) p a
$1 = 10
(gdb) p b
$2 = {1, 2, 3, 5}
(gdb) p c
$3 = "hello,shouwang"
(gdb)
当然有时候，多个函数或者多个文件会有同一个变量名，这个时候可以在前面加上函数名或者文件名来区分：
(gdb) p 'testGdb.h'::a
$1 = 11
(gdb) p 'main'::b
$2 = {1, 2, 3, 5}
(gdb)
这里所打印的
打印指针指向内容
如果还是使用上面的方式打印指针指向的内容，那么打印出来的只是指针地址而已，例如：
(gdb) p d
$1 = (int *) 0x602010
(gdb)
而如果想要打印指针指向的内容，需要解引用：
(gdb) p *d
$2 = 0
(gdb) p *d@10
$3 = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
(gdb)
从上面可以看到，仅仅使用
(gdb) p *d@a
$2 = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
(gdb)
由于
另外值得一提的是，
(gdb) p *linkNode
(这里显示linkNode节点内容)
(gdb) p *$.next
(这里显示linkNode节点下一个节点的内容)
如果想要查看前面数组的内容，你可以将下标一个一个累加，还可以定义一个类似
(gdb) set $index=0
(gdb) p b[$index++]
$11 = 1
(gdb) p b[$index++]
$12 = 2
(gdb) p b[$index++]
$13 = 3
这样就不需要每次修改下标去打印啦。
按照特定格式打印变量
对于简单的数据，
x 按十六进制格式显示变量。d 按十进制格式显示变量。u 按十六进制格式显示无符号整型。o 按八进制格式显示变量。t 按二进制格式显示变量。a 按十六进制格式显示变量。c 按字符格式显示变量。f 按浮点数格式显示变量。
还是以辅助程序来说明，正常方式打印字符数组
(gdb) p c
$18 = "hello,shouwang"
但是如果我们要查看它的十六进制格式打印呢？
(gdb) p/x c
$19 = {0x68, 0x65, 0x6c, 0x6c, 0x6f, 0x2c, 0x73, 0x68, 0x6f, 0x75, 0x77, 0x61,
0x6e, 0x67, 0x0}
(gdb)
但是如果我们想用这种方式查看浮点数的二进制格式是怎样的是不行的，因为直接打印它首先会被转换成整型，因此最终会得到
(gdb) p e
$1 = 8.5
(gdb) p/t e
$2 = 1000
(gdb)
那么就需要另外一种查看方式了。
查看内存内容
x/[n][f][u] addr
其中：
n 表示要显示的内存单元数，默认值为1 f 表示要打印的格式，前面已经提到了格式控制字符u 要打印的单元长度addr 内存地址
单元类型常见有如下：
b 字节h 半字，即双字节w 字，即四字节g 八字节
我们通过一个实例来看，假如我们要把
(gdb) x/4tb &e
0x7fffffffdbd4: 00000000 00000000 00001000 01000001
(gdb)
可以看到，变量
自动显示变量内容
假设我们希望程序断住时，就显示某个变量的值，可以使用
(gdb) display e
1: e = 8.5
那么每次程序断住时，就会打印
(gdb)info display
Auto-display expressions now in effect:
Num Enb Expression
1: y b
2: y e
如果想要清除可以使用
delete display num #num为前面变量前的编号,不带num时清除所有。
或者去使能：
disable display num #num为前面变量前的编号，不带num时去使能所有
查看寄存器内容
(gdb)info registers
rax 0x0 0
rbx 0x0 0
rcx 0x7ffff7dd1b00 140737351850752
rdx 0x0 0
rsi 0x7ffff7dd1b30 140737351850800
rdi 0xffffffff 4294967295
rbp 0x7fffffffdc10 0x7fffffffdc10
(内容过多未显示完全)
总结
通过不同方式查看变量值或者内存值能够极大的帮助我们判断程序的运行是否符合我们的预期，如果发现观察的值不是我们预期的时候，就需要检查我们的代码了。
单步调试
前言
前面通过《启动调试
准备
老规矩，先准备一个示例程序如下：
/*gdbStep.c*/
#include<stdio.h>
/*计算简单乘法,这里没有考虑溢出*/
int add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
/*打印从0到num-1的数*/
int count(int num)
{
int i = 0;
if(0 > num)
return 0;
while(i < num)
{
printf("%d\n",i);
i++;
}
return i;
}
int main(void)
{
int a = 3;
int b = 7;
printf("it will calc a + b\n");
int c = add(a,b);
printf("%d + %d = %d\n",a,b,c);
count(c);
return 0;
}
编译：
gcc -g -o gdbStep gdbStep.c
程序的功能比较简单，这里不多做解释。
特别简单说明一条命令，list（可简写为
(gdb) list
1 #include<stdio.h>
2
3 /*计算简单乘法,这里没有考虑溢出*/
4 int add(int a, int b)
5 {
6 int c = a * b;
7 return c;
8 }
9 int main(void)
10 {
(gdb) l
11 int a = 13;
12 int b = 57;
13 printf("it will calc a * b\n");
14 int c = add(a,b);
15 printf("%d*%d = %d\n",a,b,c);
16 return 0;
17 }
(gdb)
单步执行-next
$ gdb gdbStep #启动调试
(gdb)b 25 #将断点设置在12行
(gdb)run #运行程序
Breakpoint 1, main () at gdbStep.c:25
25 int b = 7;
(gdb) n #单步执行
26 printf("it will calc a + b\n");
(gdb) n 2 #执行两次
it will calc a + b
28 printf("%d + %d = %d\n",a,b,c);
(gdb)
从上面的执行结果可以看到，我们在
单步进入-step
对于上面的情况，如果我们想跟踪
$ gdb gdbStep #启动调试
(gdb) b 25 #在12行设置断点
Breakpoint 1 at 0x4005d3: file gdbStep.c, line 25.
(gdb) run #运行程序
Breakpoint 1, main () at gdbStep.c:25
25 int b = 7;
(gdb) s
26 printf("it will calc a + b\n");
(gdb) s #单步进入，但是并没有该函数的源文件信息
_IO_puts (str=0x4006b8 "it will calc a + b") at ioputs.c:33
33 ioputs.c: No such file or directory.
(gdb) finish #继续完成该函数调用
Run till exit from #0 _IO_puts (str=0x4006b8 "it will calc a + b")
at ioputs.c:33
it will calc a + b
main () at gdbStep.c:27
27 int c = add(a,b);
Value returned is $1 = 19
(gdb) s #单步进入，现在已经进入到了add函数内部
add (a=13, b=57) at gdbStep.c:6
6 int c = a + b;
从上面的过程可以看到，
当然它还有一个选项，用来设置当遇到没有调试信息的函数，
(gdb) show step-mode
Mode of the step operation is off.
(gdb) set step-mode on
(gdb) set step-mode off
还有一个与
(gdb) si
0x0000000000400573 6 int c = a + b;
(gdb) display/i $pc
1: x/i $pc
=> 0x400573 <add+13>: mov -0x18(%rbp),%eax
(gdb)
继续执行到下一个断点-continue
我们可能打了多处断点，或者断点打在循环内，这个时候，想跳过这个断点，甚至跳过多次断点继续执行该怎么做呢？可以使用
$ gdb gdbStep
(gdb)b 18 #在count函数循环内打断点
(gdb)run
Breakpoint 1, count (num=10) at gdbStep.c:18
18 i++;
(gdb) c #继续运行，直到下一次断住
Continuing.
1
Breakpoint 1, count (num=10) at gdbStep.c:18
18 i++;
(gdb) fg #继续运行，直到下一次断住
Continuing.
2
Breakpoint 1, count (num=10) at gdbStep.c:18
18 i++;
(gdb) c 3 #跳过三次
Will ignore next 2 crossings of breakpoint 1. Continuing.
3
4
5
Breakpoint 1, count (num=10) at gdbStep.c:18
18 i++;
继续运行到指定位置-until
假如我们在
$ gdb gdbStep
(gdb)b 25
(gdb)run
(gdb) u 29
it will calc a + b
3 + 7 = 10
main () at gdbStep.c:29
29 count(c);
(gdb)
可以看到，在执行
跳过执行—skip
$ gdb gdbStep
(gdb) b 27
Breakpoint 1 at 0x4005e4: file gdbStep.c, line 27.
(gdb) skip function add #step时跳过add函数
Function add will be skipped when stepping.
(gdb) info skip #查看step情况
Num Type Enb What
1 function y add
(gdb) run
Starting program: /home/hyb/workspaces/gdb/gdbStep
it will calc a + b
Breakpoint 1, main () at gdbStep.c:27
27 int c = add(a,b);
(gdb) s
28 printf("%d + %d = %d\n",a,b,c);
(gdb)
可以看到，再使用
(gdb)skip file gdbStep.c
这样
其他相关命令：
skip delete [num] 删除skip skip enable [num] 使能skip skip disable [num] 去使能skip
其中
总结
本文主要介绍了一些简单情况的单步调试方法或常见命令使用，但这些已经够用了，毕竟大部分程序的执行或停止都在我们的掌控之中了。
源码查看
前言
我们在调试过程中难免要对照源码进行查看，如果已经开始了调试，而查看源码或者编辑源码却要另外打开一个窗口，那未免显得太麻烦。文本将会介绍如何在
准备工作
为了说明后面的内容，我们先准备一些源码，分别是
//main.c
#include<stdio.h>
#include"test.h"
int main(void)
{
printf("it will print from 5 to 1\n");
printNum(5);
printf("print end\n");
printf("it will print 1 to 5\n");
printNum1(5);
printf("print end\n");
return 0;
}
头文件
#ifndef _TEST_H
#define _TEST_H
#include<stdio.h>
void printNum(int n);
void printNum1(int n);
#endif
以及
#include"test.h"
void printNum(int n)
{
if( n < 0)
return;
while(n > 0)
{
printf("%d\n",n);
n--;
}
}
void printNum1(int n)
{
if( n < 0)
return;
int i = 1;
while(i <= n)
{
printf("%d\n",i);
i++;
}
}
编译运行：
$ gcc -g -o main main.c test.c
$ chmod +x main
$ ./main
it will print from 5 to 1
5
4
3
2
1
print end
it will print 1 to 5
1
2
3
4
5
print end
程序功能比较简单，用来打印
列出源码
首先要介绍的就是
直接打印源码
例如：
$ gdb main
(gdb) l
1 //main.c
2 #include<stdio.h>
3 #include"test.h"
4 int main(void)
5 {
6 printf("it will print from 5 to 1\n");
7 printNum(5);
8 printf("print end\n");
9
10 printf("it will print 1 to 5\n");
(gdb)
直接输入
列出指定行附近源码
(gdb) l 9
4 int main(void)
5 {
6 printf("it will print from 5 to 1\n");
7 printNum(5);
8 printf("print end\n");
9
10 printf("it will print 1 to 5\n");
11 printNum1(5);
12 printf("print end\n");
13 return 0;
在这里，
列出指定函数附近的源码
这个很容易理解，而使用也很简单，
(gdb) l printNum
1 #include"test.h"
2 void printNum(int n)
3 {
4 if( n < 0)
5 return;
6 while(n > 0)
7 {
8 printf("%d\n",n);
9 n--;
10 }
在这里，
设置源码一次列出行数
不知道你有没有发现，在列出函数源码的时候，它并没有列全，因为
(gdb) set listsize 20
(gdb) show listsize
Number of source lines gdb will list by default is 20.
这样每次就会列出
列出指定行之间的源码
list first,last
例如，要列出
(gdb) l 3,15
3 {
4 if( n < 0)
5 return;
6 while(n > 0)
7 {
8 printf("%d\n",n);
9 n--;
10 }
11 }
12
13 void printNum1(int n)
14 {
15 if( n < 0)
启始行和结束行号之间用逗号隔开。两者之一也可以省略，例如：
(gdb) list 3,
3 {
4 if( n < 0)
5 return;
6 while(n > 0)
7 {
8 printf("%d\n",n);
9 n--;
10 }
11 }
12
省略结束行的时候，它列出从开始行开始，到指定大小行结束，而省略开始行的时候，到结束行结束，列出设置的大小行，例如默认设置为
列出指定文件的源码
前面执行
l location
其中
(gdb) l test.c:1
1 #include"test.h"
2 void printNum(int n)
3 {
4 if( n < 0)
5 return;
6 while(n > 0)
7 {
8 printf("%d\n",n);
9 n--;
10 }
(gdb)
来查看指定文件指定行，或者指定文件指定函数：
(gdb) l test.c:printNum1
9 n--;
10 }
11 }
12
13 void printNum1(int n)
14 {
15 if( n < 0)
16 return;
17 int i = 1;
18 while(i <= n)
(gdb)
或者指定文件指定行之间：
(gdb) l test.c:1,test.c:3
1 #include"test.h"
2 void printNum(int n)
3 {
(gdb)
指定源码路径
在查看源码之前，首先要确保我们的程序能够关联到源码，一般来说，我们在自己的机器上加上
源码被移走
例如，我现在将
(gdb) l
1 main.c: No such file or directory.
(gdb)
它就会提示找不到源码文件了，那么怎么办呢？
我们可以使用
(gdb) dir ./temp
Source directories searched: /home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode/./temp:$cdir:$cwd
这个时候它就能找到源码路径了。我这里使用的是相对路径，保险起见，你也可以使用绝对路径。
更换源码目录
例如，你编译好的程序文件，放到了另外一台机器上进行调试，或者你的源码文件全都移动到了另外一个目录，怎么办呢？当然你还可以使用前面的方法添加源码搜索路径，也可以使用
$ readelf main -p .debug_str
[ 0] long unsigned int
[ 12] short int
[ 1c] /home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode
[ 40] main.c
（显示部分内容）
(gdb) set substitute-path /home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode /home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode/temp
(gdb) show substitute-path
List of all source path substitution rules:
`/home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode' -> `/home/hyb/workspaces/gdb/sourceCode/temp'.
(gdb)
设置完成后，可以通过
需要注意的是，这里对路径做了字符串替换，那么如果你有多个路径，可以做多个替换。甚至可以对指定文件路径进行替换。
最后你也可以通过
编辑源码
为了避免已经启动了调试之后，需要编辑源码，又不想退出，可以直接在
$ EDITOR=/usr/bin/vim
$ export EDITOR
$ whereis vim
vim: /usr/bin/vim /usr/bin/vim.tiny /usr/bin/vim.basic /usr/bin/vim.gnome /etc/vim /usr/share/vim /usr/share/man/man1/vim.1.gz
$ which vim
/usr/bin/vim
设置之后，就可以在
(gdb)edit 3 #编辑第三行
(gdb)edit printNum #编辑printNum函数
(gdb)edit test.c:5 #编辑test.c第五行
可自行尝试，这里的
(gdb)shell gcc -g -o main main.c test.c
这里要注意，为了在
另外一种模式
启动时，带上
gdb main -tui
但是本文不作介绍，有兴趣的可以探索一下。
总结
本文介绍了