gdb调试之快速入门

一、gdb调试

1、gdb调试的三种方式

• 目标板直接使用GDB进行调试。
• 目标板使用gdbserver，主机使用xxx-linux-gdb作为客户端。
• 目标板使用ulimit -c unlimited，生成core文件；然后主机使用xxx-linux-gdb ./test ./core。

例子：

（1）main.cpp

#include "sum.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{

        if(argc != 2){
                cout << "please start with 2 values!" << endl;
                return -1;
        }
        else{
                Sum s;
                int ret = s.add(atoi(argv[1]));
                cout << "add result = " << s.getResult() << endl;
        }

        return 0;
}

（2）sum.h

#include <iostream>
  
using namespace std;

class Sum{
        public:
                Sum(){}
                ~Sum(){}
                int add(int value);
                int getResult();

        private:
                int _result = 0;
};

（3）sum.cpp

#include "sum.h"
  
int Sum::getResult()
{
        return _result;
}


int Sum::add(int value)
{
        int result = 0;
        cout << "input value = " << value << endl;
        for(int i = 0; i < value; i++){
                result += i;
        }
        _result = result;
        return result;
}

 

2、编译及运行

编译：

g++ main.cpp sum.h sum.cpp -o add -g

运行：

（法一）：gdb + 编译后的文件名，然后输入run（简写r）即可运行。

（法二）：命令行中先输入gdb，按回车，再输入file + 编译后的文件.

退出：q

注：cmake项目，在CMakeLists.txt文件中添加如下语句：

SET(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug")
SET(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -Wall -g2 -ggdb")
SET(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3 -Wall")

 

3、断点

（1）设置断点

       设置断点可以通过b或者break设置断点，断点的设置可以通过函数名、行号、文件名+函数名、文件名+行号以及偏移量、地址等进行设置。

格式：

• break 函数名
• break 行号
• break 文件名:函数名
• break 文件名:行号
• break +偏移量
• break -偏移量
• break *地址

（2）删除断点

格式：

• delete <断点id>：删除指定断点
• delete：删除所有断点
• clear
• clear 函数名
• clear 行号
• clear 文件名：行号
• clear 文件名：函数名

（3）设置条件断点

• break 断点 if 条件；比如break add if value==9，当输入的value为9的时候才会断住。
• condition 断点编号：给指定断点删除触发条件。
• condition 断点编号 条件：给指定断点添加触发条件。

（4）停用或启用断点

• disable
• disable 断点编号
• disable display 显示编号
• disable mem 内存区域
• enable
• enable 断点编号
• enable once 断点编号：该断点只启用一次，程序运行到该断点并暂停后，该断点即被禁用。
• enable delete 断点编号
• enable display 显示编号
• enable mem 内存区域

（5）断点commands高级功能

       大多数时候需要在断点处执行一系列动作，gdb提供了在断点处执行命令的高级功能commands。

例：

#include <stdio.h>

int total = 0;

int square(int i)
{
    int result=0;
    result = i*i;
    return result;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;

    for(i=0; i<10; i++)  {
        total += square(i);
    }
    return 0;
}

       比如需要对如上程序square参数i为5的时候断点，并在此时打印栈、局部变量以及total的值，同时生成gdb的调试log，编写gdb.init如下：

set logging on gdb.log

b square if i == 5
commands
  bt full
  i locals
  p total
  print "Hit break when i == 5"
end

 

 

4、显示堆栈

       如果遇到断点而暂停执行，或者coredump可以显示栈帧。通过bt可以显示栈帧，bt full可以显示局部变量。

格式：

• bt
• bu full：不仅显示backtrace，还显示局部变量
• bt N：显示开头N个堆栈
• bt full N

 

5、显示变量

       “print 变量”（简写“p”）可以显示变量内容。

如果需要一行监控多个变量，可以通过p {var1, var2, var3}。

如果要跟踪自动显示，可以使用display {var1, var2, var3}。

 

6、显示寄存器

       info reg可以显示寄存器内容。

       在寄存器名之前加$可以显示寄存器内容：

• p $寄存器：显示寄存器内容
• p/x $寄存器：十六进制显示寄存器内容。

       用x命令可以显示内容内容，“x/格式 地址”。

• x $pc：显示程序指针内容
• x/i $pc：显示程序指针汇编。
• x/10i $pc：显示程序指针之后10条指令。
• x/128wx 0xfc207000：从0xfc20700开始以16进制打印128个word。

          还可以通过disassemble指令来反汇编。

• disassemble
• disassemble 程序计数器 ：反汇编pc所在函数的整个函数。
• disassemble addr-0x40,addr+0x40：反汇编addr前后0x40大小。

 

7、单步执行

       单步执行有两个命令next和step，两者的区别是next遇到函数不会进入函数内部（逐过程），step（逐语句）会执行到函数内部。

       如果需要逐条汇编指令执行，可以分别使用nexti和stepi。

注：直接回车默认为上一次的命令。

• continue、step、stepi、next、nexti都可以指定重复执行的次数。
• ignore 断点编号 次数：可以忽略指定次数断点。

 

8、继续执行

       调试时，使用continue命令继续执行程序。程序遇到断电后再次暂停执行；如果没有断点，就会一直执行到结束。

• continue：继续执行
• continue 次数：继续执行一定次数。

 

9、监视点

       要想找到变量在何处被改变，可以使用watch命令设置监视点watchpoint。

格式：

• watch <表达式>：表达式发生变化时暂停运行
• awatch <表达式>：表达式被访问、改变时暂停执行
• rwatch <表达式>：表达式被访问时暂停执行

注：

       其他变种还包括watch expr [thread thread-id] [mask maskvalue]，其中mask需要架构支持。

       GDB不能监控一个常量，比如watch 0x600850报错。但是可以watch *(int *)0x600850。

 

10、改变变量的值

       “通过set variable <变量>=<表达式>”来修改变量的值。

• set $r0=xxx：设置r0寄存器的值为xxx。

 

11、生成内核转储文件

       运行后，如果有段错误，会在当前目录下生成通过生成core.pid（pid为进程号）转储文件。或者通过“generate-core-file”也会生成core.pid（pid为进程号）转储文件。

       通过gdb ./main ./core.pid查看恢复的现场。

（1）配置是否允许生成core文件

        在生成内核储文件之前需要先查看配置是否允许生成core文件。

        ulimit -a，如果core file size为0，则表示core文件大小为0，即不允许生成。

注：ulimit使用

（a）语法：

ulimit [-aHS][-c <core文件上限>][-d <数据节区大小>][-f <文件大小>][-m <内存大小>][-n <文件数目>][-p <缓冲区大小>][-s <堆叠大小>][-t <CPU时间>][-u <程序数目>][-v <虚拟内存大小>]

（b）参数：

• -a 　显示目前资源限制的设定。
• -c <core文件上限> 　设定core文件的最大值，单位为区块。
• -d <数据节区大小> 　程序数据节区的最大值，单位为KB。
• -f <文件大小> 　shell所能建立的最大文件，单位为区块。
• -H 　设定资源的硬性限制，也就是管理员所设下的限制。
• -m <内存大小> 　指定可使用内存的上限，单位为KB。
• -n <文件数目> 　指定同一时间最多可开启的文件数。
• -p <缓冲区大小> 　指定管道缓冲区的大小，单位512字节。
• -s <堆叠大小> 　指定堆叠的上限，单位为KB。
• -S 　设定资源的弹性限制。
• -t <CPU时间> 　指定CPU使用时间的上限，单位为秒。
• -u <程序数目> 　用户最多可开启的程序数目。
• -v <虚拟内存大小> 　指定可使用的虚拟内存上限，单位为KB。

（2）修改core文件大小

ulimit -c 0		# 禁止生成core文件
ulimit -c 100 		# 限制core文件大小100块
ulimit -c unlimited # 不限制core文件大小

注：要永久生效则修改配置文件/etc/security/limits.conf，使用类似如下形式进行配置：

*               soft    core            unlimited

（3）生成core文件

（a）通过kill触发生成

# 查看当前core文件大小限制
ulimit -c
# 设置成不限制大小
ulimit -c unlimited
# 再次查看core文件大小限制
ulimit -c

# 新启动一个bash进程
bash
# 查看当前bash的pid
echo $$
# 将该进程kill掉，触发core文件生成
kill -s SIGSEGV $$
# 确认core文件确实已经生成
ls

（b）使用gdb直接生成

# 查看当前bash的pid
echo $$
# 通过pid进行gdb调试。为了通用性这里直接使用$$
gdb -p $$
# 生成core文件。在gdb内部输入
generate-core-file
# 退出gdb。在gdb内部输入
quit
# 确认退出gdb。在gdb内部输入
y
# 确认当前目录下有core文件生成
ls -l | grep $$

       使用gdb查看core文件即可定位到出错行，如下图。

（c）使用gcore生成

# 直接生成当前bash进程的core文件
gcore $$
# 确认core文件已在当前目录下生成
ls -l | grep $$

 

12、attach到进程

       如果程序已经运行，或者是调试陷入死循环而无法返回控制台进程，可以使用attach命令。

attach pid

       通过ps aux可以查看进程的pid，然后使用bt查看栈帧。

       以top为例操作步骤为：

ps -aux查看进程pid，为16974.
sudo gdb attach 16974，使用gdb 附着到top命令。

       使用bt full查看，当前栈帧。此时使用print等查看信息。

       还可以通过info proc查看进程信息。

 

 

参考：https://www.cnblogs.com/arnoldlu/p/9633254.html