gdb的一些常用用法

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gdb笔记

gdb的命令非常多，以下是在整理网上的几篇文章并结合自己的实践的基础上，罗列一些常用的用法，包括了多线程和多进程的调试。

1. Linux命令行运行

• gdb -q 进入gdb，不打印版本信息
• gdb <program> 直接装载程序，但没有运行
• gdb <program> <core_file> 该core文件是该program非法执行后dump出的
• gdb -d <directory> 加入一个源程序搜索路径

2. 挂接正在运行的程序

• gdb <program> <pid>
• gdb attach <pid>
• detach 取消挂接

3. gdb中运行的常用命令

• help 查看帮助信息
• file <program> 进入gdb之后再装载程序
• set <args> 可指定运行参数，类似于 run <args> 但没有立即run
• show args 查看设置好的运行参数
• next 或 n 不进入函数，仅把函数调用当成一条语句执行
• step 或 s 进入函数
• nexti 或 stepi 执行一条机器指令
• 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。
• until 或 u 当不想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。
• shell <shell_command> 即可运行shell命令
• set environment <varname>=<varvalue> 设置环境变量
  show environment
  show environment <varname>
  unset environment <varname>

4. 查看源代码

• list - 显示当前行前面的源程序。
• set listsize <count> 设置一次显示源代码的行数。
• show listsize 查看当前listsize的设置。
• directory <dirname … > = dir <dirname … > 指定源文件的路径
  加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径，UNIX下你可以使用“:”，Windows下你可以使用“;”。
• directory 清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。
• show directories 显示定义了的源文件搜索路径。

5. 恢复/暂停程序在gdb中，有以下几种暂停方式。如果要恢复程序运行，可以使用c或是continue命令。

• 断点（BreakPoint）
• 观察点（WatchPoint）
• 捕捉点（CatchPoint）
• 信号（Signals）
• 线程停止（Thread Stops）。

5.1 断点

• info breakpoints
• break <function>
• break <line num>
• break <line/function> if <condition>
• clear 删除所有断点
• clear <line num>
• clear <function>
• delete <breakpoint num> 删除该断点编号的断点
• disable <breakpoint num> 暂时失效
• enable <breakpoint num> 再次使能

5.2 watch（观察点）

• info watchpoints
• watch <expr> 为表达式或变量设置一个观察点，一旦表达式值有变化时，停住程序
• rwatch <expr> 当表达式或变量被读时，停住程序
• awatch <expr> 当表达式或变量被读或被写时，停住程序

5.3 捕捉点（CatchPoint）
可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如：载入共享库（动态链接库）或是C++的异常。
设置捕捉点的格式为：

• catch <event>

当event发生时，停住程序。event可以是下面的内容：

• throw 一个C++抛出的异常。（throw为关键字）
• catch 一个C++捕捉到的异常。（catch为关键字）
• 等等

6. 查看栈信息

• bt = backtrace
• bt <n> n是一个正整数，表示只打印栈顶上n层的栈信息。
• bt <-n> -n表一个负整数，表示只打印栈底下n层的栈信息。

7. gdb变量

可以在GDB的调试环境中定义自己的变量，用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个gdb的变量，只需使用GDB的set命令。
GDB的环境变量和UNIX一样，也是以$起头。如：

• set $foo = *object_ptr

使用环境变量时，gdb会在你第一次使用时创建这个变量，而在以后的使用中，则直接对其賦值。环境变量没有类型，你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。

• show convenience 该命令查看当前所设置的所有的环境变量。

环境变量和程序变量的交互使用，将使得程序调试更为灵活便捷。例如

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

输入这样的命令后，只用敲回车，重复执行上一条语句，环境变量会自动累加，从而完成逐个输出的功能。

于是你就不必像下面这样输入命令了。

print bar[0]->contents
print bar[1]->contents
print bar[2]->contents

8. 信号

可以告诉gdb需要处理哪一种信号。可以要求gdb在收到指定的信号时，立即停住正在运行的程序，以供进行调试。可以用gdb的handle命令来完成这一功能。

handle <signal> <keywords...>

在gdb中定义一个信号处理。信号可以以SIG开头或不以SIG开头，可以用定义一个要处理信号的范围（如：SIGIO-SIGKILL，表示处理从SIGIO信号到SIGKILL的信号，其中包括SIGIO，SIGIOT，SIGKILL三个信号），也可以使用关键字all来标明要处理所有的信号。一旦被调试的程序接收到信号，运行程序马上会被gdb停住，以供调试。其可以是以下几种关键字的一个或多个。

• nostop 当被调试的程序收到信号时，gdb不会停住程序的运行，但会打出消息告诉你收到这种信号。
• stop 当被调试的程序收到信号时，gdb会停住你的程序。
• print 当被调试的程序收到信号时，gdb会显示出一条信息。
• noprint 当被调试的程序收到信号时，gdb不会告诉你收到信号的信息。
• pass
• noignore 当被调试的程序收到信号时，gdb不处理信号。这表示，gdb会把这个信号交给被调试程序会处理。
• nopass
• ignore 当被调试的程序收到信号时，gdb不会让被调试程序来处理这个信号。
• info signals
• info handle 查看有哪些信号在被gdb检测中。

9. 用gdb简单分析死锁

当发生死锁时，进程会僵住，这时只需要杀死进程，让系统产生一个 core dump 文件，然后再对这个 core dump 文件进行分析即可。
比如，系统生成了core dump 文件，放在了/var/crash目录下，此时就可以使用 gdb 进行分析：

gdb /var/crash/<core_dump_file>

然后再：
info threads
thread <tid>
bt
即能发现死锁的位置

10. 多线程调试

• info thread 查看当前进程的线程。

• thread <tid> 切换调试的线程为指定tid的线程。

• break file.c:100 thread all 在file.c文件第100行处为所有经过这里的线程设置断点。

• thread applay [thread-id-list]/[all] args 在指定的线程上执行特定的命令args.

• set print thread-events 用于设定是否提示线程启动或停止时的信息。

• set libthread-db-search-path <path> 指定libthread-db 的路径信息。

• set scheduler-locking off|on|step

  • off 不锁定任何线程，也就是所有线程都执行，这是默认值。
  • on 只有当前被调试线程会执行。
  • step 阻止其他线程在当前线程单步调试时，抢占当前线程。
    只有当next、continue、util以及finish的时候，其他线程才会获得重新运行的机会。

• non-stop模式
  针对“一个线程中断在一个断点上，其他所有的线程都会被freeze”的情况， gdb 7.0引入了non-stop模式，即：除了断点有关的线程会被停下来，其他线程会继续执行。
  设置non-stop模式的方法：
  运行gdb后，开始run之前，输入下面的指令

  set target-async 1
  set pagination off
  set non-stop on   
  

11. gdb调试多进程

• follow-fork-mode

  set follow-fork-mode parent|child
  show follow-fork-mode

  parent：fork之后继续调试父进程，子进程不受影响。
  child：fork之后调试子进程，父进程不受影响。

• inferior
  gdb称任何执行中的进程为inferior

  • inferior <pid>：切换到指定的inferior
  • info inferiors：列出当前被gdb调试的每个inferior信息
  • detach inferior <pid>：detach指定的inferior，允许其正常运行

最后，贴一个多线程的代码给大家调试玩玩：

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
using namespace std;


void * thread_hello(void * arg)
{
    while(1) {
        sleep(2);
        std::cout<< "Hello\n";
    }
}

void * thread_world(void * arg)
{
    while(1) {
        sleep(2);
        std::cout<< "World\n";
    }
}

int main()
{
    pthread_t pid_hello, pid_world;
    int ret = 0;    
    ret = pthread_create(&pid_hello, NULL, thread_hello, NULL);
    if (ret!=0) {cout<<"Failed to start thread_hello!\n"; return -1;}    
    ret = pthread_create(&pid_world, NULL, thread_world, NULL);
    if (ret!=0) {cout<<"Failed to start thread_world!\n"; return -1;}
    
    while(1) {
        sleep(5);
        cout << "In main thread\n";
    }
    
    pthread_join(pid_hello, NULL);
    pthread_join(pid_world, NULL);
    return 0;
}