gdb使用总结（中）

gdb断点是调试的重要手段，常用的断点有一段断点（break），观察断点（watch）、捕捉断点（catch）和条件断点（condition）。除了这些断点之外，还有单步调试等手段常用来做调试。 ## gdb设置断点-高级应用 在上一节中有提到简单的断点设置方法，即直接通过`break number` 设置断点！ 本节将在此基础上深入研究。 同样的还是基于一段简单的程序进行学习！ ```c #include<stdio.h> int main(int argc,char* argv[]) { int num = 1; while(num<100) { num *= 2; } printf("num=%d",num); return 0; } ``` 并编译成可调试的可执行程序：`gcc -g main.c -o main.out` ) 通过main.out 进入gdb调试器 ) ### break常用命令 ```bash (gdb) break location // 在location位置暂停运行 (gdb) break location if <condition> // 如果条件成立， 在location位置暂停运行 ``` 上述location参数列表如下： | location 的值 | 含 义 | | ----------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | linenum | linenum 是一个整数，表示要打断点处代码的行号。要知道，程序中各行代码都有对应的行号，可通过执行 l（小写的 L）命令看到。 | | filename:linenum | filename 表示源程序文件名；linenum 为整数，表示具体行数。整体的意思是在指令文件 filename 中的第 linenum 行打断点。 | | + offset - offset | offset 为整数（假设值为 2），+offset 表示以当前程序暂停位置（例如第 4 行）为准，向后数 offset 行处（第 6 行）打断点；-offset 表示以当前程序暂停位置为准，向前数 offset 行处（第 2 行）打断点。 | | function | function 表示程序中包含的函数的函数名，即 break 命令会在该函数内部的开头位置打断点，程序会执行到该函数第一行代码处暂停。 | | filename:function | filename 表示远程文件名；function 表示程序中函数的函数名。整体的意思是在指定文件 filename 中 function 函数的开头位置打断点。 | 接下来看看实际的使用： 调试的时候首先用list看看程序的源代码，一来可以判断file有没有加载进来，而来可以了解整体程序结构： ``` (gdb) list 1 #include<stdio.h> 2 int main(int argc,char* argv[]) 3 { 4 int num = 1; 5 while(num<100) 6 { 7 num *= 2; 8 } 9 printf("num=%d",num); 10 return 0; (gdb) ``` 然后通过打断点查看程序运行状态 ```bash (gdb) break 4 <---- 在第四行设置断点 Breakpoint 1 at 0x1144: file main.c, line 4. (gdb) run <---- 开始运行，在第一个断点处停止 Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/break_demo/main.out Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:4 4 int num = 1; (gdb) break +1 <---- 在当前断点的基础上+1 设置断点（4+1） Breakpoint 2 at 0x55555555514b: file main.c, line 5. (gdb) continue <---- 继续运行，下一个断点停止 Continuing. Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:5 5 while(num<100) (gdb) break 7 if num > 10 <---- 当num大于10 的时候在第7行设置断点 Breakpoint 3 at 0x55555555514d: file main.c, line 7. (gdb) continue <---- 继续运行，下一个断点停止 Continuing. Breakpoint 3, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:7 7 num *= 2; (gdb) print num <---- 打印此时num的值，确实大于10了 $1 = 16 (gdb) ``` ### gdb tbreak命令 tbreak命令是对break命令的封装，与break命令不同的是，tbreak打出的断点是一次性的，也就是暂停运行一次后，此断点消失，这个断点常用在循环中。来看看使用： 基于上面`break 7 if num > 10` 的断点继续看，我们先在此基础上continue，继续运行看看： ``` (gdb) break 7 if num > 10 Breakpoint 3 at 0x55555555514d: file main.c, line 7. (gdb) continue Continuing. Breakpoint 3, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:7 7 num *= 2; (gdb) print num $3 = 16 (gdb) continue <---- 在上面实验的基础上continue，继续运行 Continuing. Breakpoint 3, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:7 7 num *= 2; <---- 断点停止 (gdb) print num <---- 打印num的值 $4 = 32 (gdb) ``` 然后我们同样的情况使用tbreak 打个断点看看 ``` (gdb) tbreak 7 if num > 10 <---- 使用tbreak Temporary breakpoint 1 at 0x114d: file main.c, line 7. (gdb) run Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/break_demo/main.out Temporary breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:7 7 num *= 2; <---- 断点停止 (gdb) print num <---- 首次打印num的值 $1 = 16 (gdb) continue <---- 继续运行 Continuing. num=128[Inferior 1 (process 37219) exited normally] <---- 程序直接结束了！num的值是128 (gdb) ``` 通过上面的实验发现，tbreak打的断点只生效了一次。 ### gdb rbreak命令 rbreak命令也是基于break的封装，其作用是，只会在指定的函数处打断点，并且断点一直生效，语法格式为： `rbreak regex` regex表示正则表达式，也就是说，我们不需要精准的输入完整的函数名，只要正则能匹配就可以打断点。 很好理解，懒得写函数了！ 有时候需要持续监控某一个变量的变化，这个时候打break这种断点很显然已经不合适了，所以gdb还提供了其他的方式。gdb共有三种断点方式：break（普通断点）、观察断点和捕捉断点。接下来我们看看观察断点： ## gdb设置观察断点-watch watch命令的功能是：只有当被监控变量发生变化的时候，程序才会暂停。和 watch 命令功能相似的，还有 rwatch 和 awatch 命令 - rwatch 命令：只要程序中出现读取目标变量（表达式）的值的操作，程序就会停止运行； - awatch 命令：只要程序中出现读取目标变量（表达式）的值或者改变值的操作，程序就会停止运行。 还是以之前break的程序作为例子来学习watch ``` (gdb) break 5 Breakpoint 1 at 0x114b: file main.c, line 5. (gdb) run Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/break_demo/main.out Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:5 5 while(num<100) (gdb) print num $1 = 1 <---- 此时num的值是1 (gdb) watch num <---- 使用watch为num打观察断点 Hardware watchpoint 2: num (gdb) continue <---- 继续运行 Continuing. Hardware watchpoint 2: num Old value = 1 New value = 2 <---- num 值发生了改变 main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:5 5 while(num<100) <---- 暂停了 (gdb) continue <---- 继续运行 Continuing. Hardware watchpoint 2: num Old value = 2 New value = 4 <---- num 值再次发生了改变 main (argc=1, argv=0x7fffffffeb68) at main.c:5 5 while(num<100) <---- 暂停了 (gdb) ``` 上面的实验说明，watch监控的变量值一旦发生变化，程序立刻暂停。 值得一提的是，对于使用 watch（rwatch、awatch）命令监控 C、C++ 程序中变量或者表达式的值，有以下几点需要注意： - 当监控的变量（表达式）为局部变量（表达式）时，一旦局部变量（表达式）失效，则监控操作也随即失效； - 如果监控的是一个指针变量（例如 *p），则 watch *p 和 watch p 是有区别的，前者监控的是 p 所指数据的变化情况，而后者监控的是 p 指针本身有没有改变指向； - 这 3 个监控命令还可以用于监控数组中元素值的变化情况，例如对于 a[10] 这个数组，watch a 表示只要 a 数组中存储的数据发生改变，程序就会停止执行。 ## gdb设置捕捉断点-catch 捕捉断点的作用是，监控程序中某一事件的发生，例如程序发生某种异常时、某一动态库被加载时等等，一旦目标时间发生，则程序停止执行，其语法为： ``` catch event ``` | event 事件 | 含 义 | | ----------------------------- | -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | throw [exception] | 当程序中抛出 exception 指定类型异常时，程序停止执行。如果不指定异常类型（即省略 exception），则表示只要程序发生异常，程序就停止执行。 | | catch [exception] | 当程序中捕获到 exception 异常时，程序停止执行。exception 参数也可以省略，表示无论程序中捕获到哪种异常，程序都暂停执行。 | | load [regexp] unload [regexp] | 其中，regexp 表示目标动态库的名称，load 命令表示当 regexp 动态库加载时程序停止执行；unload 命令表示当 regexp 动态库被卸载时，程序暂停执行。regexp 参数也可以省略，此时只要程序中某一动态库被加载或卸载，程序就会暂停执行。 | 注意，当前 GDB 调试器对监控 C++ 程序中异常的支持还有待完善，使用 catch 命令时，有以下几点需要说明： 1. 对于使用 catch 监控指定的 event 事件，其匹配过程需要借助 libstdc++ 库中的一些 SDT 探针，而这些探针最早出现在 GCC 4.8 版本中。也就是说，想使用 catch 监控指定类型的 event 事件，系统中 GCC 编译器的版本最低为 4.8，但即便如此，catch 命令是否能正常发挥作用，还可能受到系统中其它因素的影响。 2. 当 catch 命令捕获到指定的 event 事件时，程序暂停执行的位置往往位于某个系统库（例如 libstdc++）中。这种情况下，通过执行 up 命令，即可返回发生 event 事件的源代码处。 3. catch 无法捕获以交互方式引发的异常。 如同 break 命令和 tbreak 命令的关系一样（前者的断点是永久的，后者是一次性的），catch 命令也有另一个版本，即 tcatch 命令。tcatch 命令和 catch 命令的用法完全相同，唯一不同之处在于，对于目标事件，catch 命令的监控是永久的，而 tcatch 命令只监控一次，也就是说，只有目标时间第一次触发时，tcath 命令才会捕获并使程序暂停，之后将失效。 使用下面这个程序看看catch的使用： ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main(){ int num = 1; while(num <= 5){ try{ throw 100; }catch(int e){ num++; cout << "next" << endl; } } cout << "over" << endl; return 0; } ``` ``` // 编译 g++ -g main.cpp -o main.out ``` ``` root@klelee:~/c/c.biancheng.com/gdb_demo/catch_demo# gdb main.out -q Reading symbols from main.out... (gdb) catch throw int <---- 指定捕获“throw int”事件 Catchpoint 1 (throw) (gdb) run <---- 开始运行 Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/catch_demo/main.out Catchpoint 1 (exception thrown), 0x00007ffff7e98c2e in __cxa_throw () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 <---- 异常停止 (gdb) up <---- 查看上一条执行的代码 #1 0x00005555555551ef in main () at main.cpp:7 7 throw 100; (gdb) continue <---- 继续执行 Continuing. next Catchpoint 1 (exception thrown), 0x00007ffff7e98c2e in __cxa_throw () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 <---- 异常停止 (gdb) up <---- 查看上一条执行的代码 #1 0x00005555555551ef in main () at main.cpp:7 7 throw 100; (gdb) ``` 如上所示，借助 catch 命令设置了一个捕获断点，该断点用于监控 throw int 事件，只要发生程序就会暂停执行。由此当程序执行时，其会暂停至 libstdc++ 库中的某个位置，借助 up 指令我们可以得知该异常发生在源代码文件中的位置。 同理，我们也可以监控 main.cpp 程序中发生的 catch event 事件： ``` (gdb) catch catch int Catchpoint 1 (catch) (gdb) r Starting program: ~/demo/main.exe Catchpoint 1 (exception caught), 0x00007ffff7e804d3 in __cxa_begin_catch () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (gdb) up \#1 0x00005555555552d0 in main () at main.cpp:9 9 }catch(int e){ (gdb) c Continuing. next Catchpoint 1 (exception caught), 0x00007ffff7e804d3 in __cxa_begin_catch () from /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6 (gdb) up \#1 0x00005555555552d0 in main () at main.cpp:9 9 }catch(int e){ (gdb) ``` <留坑，准备写load选项> ## gdb设置条件断点 条件断点在之前的break 断点中已经接触过了，就是当条件触发的时候在指定位置设置断点。现在要讲的是，给指定的断点设置条件。语法如下： ``` (gdb) condition bnum expression (gdb) condition bnum ``` 参数 bnum 用于代指目标断点的编号；参数 expression 表示为断点添加或修改的条件表达式。 以下列程序为例来看看具体的使用方式： ```c #include <stdio.h> int main () { unsigned long long int n, sum; n = 1; sum = 0; while (n <= 100) { sum = sum + n; n = n + 1; } return 0; } ``` 对上面的程序进行编译调试，如下： ``` (gdb) list 4 unsigned long long int n, sum; 5 n = 1; 6 sum = 0; 7 while (n <= 100) 8 { 9 sum = sum + n; 10 n = n + 1; 11 } 12 return 0; 13 } (gdb) break 9 if sum=10 <---- 如果sum等于10,在第9行暂停运行 Note: breakpoint 1 also set at pc 0x55555555513b. Breakpoint 2 at 0x55555555513b: file main.c, line 9. (gdb) run <---- 开始运行，第一个断点处暂停 The program being debugged has been started already. Start it from the beginning? (y or n) y Starting program: /home/klelee/github/c/c.biancheng.com/gdb_demo/main.out [Thread debugging using libthread_db enabled] Using host libthread_db library "/usr/lib/libthread_db.so.1". Breakpoint 1, main () at main.c:9 9 sum = sum + n; <---- 暂停了 (gdb) print sum <---- 打印sum的值，确认是我们设置的 $2 = 10 (gdb) info break <---- 查看当前存在的断点 Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x000055555555513b in main at main.c:9 stop only if sum = 1 breakpoint already hit 1 time 2 breakpoint keep y 0x000055555555513b in main at main.c:9 stop only if sum=10 breakpoint already hit 1 time (gdb) condition 2 sum=21 <---- 我们将第二个断点的条件改成sum=21 (gdb) continue <---- 继续运行 Continuing. Breakpoint 1, main () at main.c:9 9 sum = sum + n; <---- 暂停了 (gdb) print sum <---- 打印sum的值，确认是我们设置的 $3 = 21 (gdb) ``` 以上就是condition命令的一个使用方法。 ## gdb单步调试程序 GDB 调试器共提供了 3 种可实现单步调试程序的方法，即使用 next、step 和 until 命令。换句话说，这 3 个命令都可以控制 GDB 调试器每次仅执行 1 行代码，但除此之外，它们各自还有不同的功能。 用下面的例子来学习单步调试： ```c #include <stdio.h> int print(int num){ int ret = num * num; return ret; } int myfunc(int num){ int i = 1; int sum = 0; while(i <= num){ sum += print(i); i++; } return sum; } int main(){ int num =0; scanf("%d", &num); int result = myfunc(num); printf("%d", result); return 0; } ``` ### next命令 特点是对于函数，next只是会把它当成一行指令。来看看具体使用吧： ``` (gdb) list 1 #include <stdio.h> 2 int print(int num){ 3 int ret = num * num; 4 return ret; 5 } 6 int myfunc(int num){ 7 int i = 1; 8 int sum = 0; 9 while(i <= num){ 10 sum += print(i); (gdb) 11 i++; 12 } 13 return sum; 14 } 15 int main(){ 16 int num =0; 17 scanf("%d", &num); 18 int result = myfunc(num); 19 printf("%d", result); 20 return 0; (gdb) 21 } (gdb) Line number 22 out of range; main.c has 21 lines. (gdb) break 16 <---- 在16行打一个普通断点 Breakpoint 1 at 0x11be: file main.c, line 16. (gdb) run Starting program: /home/klelee/github/c/c.biancheng.com/gdb_demo/step_demo/main.out ... Breakpoint 1, main () at main.c:16 16 int num =0; <---- 在此处停止 (gdb) next <---- 下一步是一个scanf语句，我们看一下next之后的效果 17 scanf("%d", &num); <---- next之后并没有让我们输入，也就是说下一步，但不执行 (gdb) next <---- 继续next 3 <---- 这里响应scanf了 18 int result = myfunc(num); (gdb) next 19 printf("%d", result); (gdb) next <---- 这个next直接到return语句，表明next不会进入到print函数内部去单步调试 20 return 0; (gdb) ``` 从上面的例子可以看出来next语句，会把函数当成一个语句，一次性执行！ ### step命令 step 命令所执行的代码行中包含函数时，会进入该函数内部，并在函数第一行代码处停止执行。 ### until命令 until 命令可以简写为 u 命令，有 2 种语法格式，如下所示： ``` (gdb) until (gdb) until location ``` 其中，参数 location 为某一行代码的行号。 不带参数的 until 命令，可以使 GDB 调试器快速运行完当前的循环体，并运行至循环体外停止。注意，until 命令并非任何情况下都会发挥这个作用，只有当执行至循环体尾部（最后一行代码）时，until 命令才会发生此作用；反之，until 命令和 next 命令的功能一样，只是单步执行程序。 ## 断点禁用和删除 在程序调试过程中使用break打出来的断点，我们之前说到是永久有效的。假如说在某个程序的循环结构中打的断点，我们不需要了，那就需要考虑进行删除操作，或者禁用掉。 在删除或禁用之前需要先查看当前程序中有的断点。 ### info命令查看断点 ``` (gdb) list 2 int print(int num){ 3 int ret = num * num; 4 return ret; 5 } 6 int myfunc(int num){ 7 int i = 1; 8 int sum = 0; 9 while(i <= num){ 10 sum += print(i); 11 i++; (gdb) 12 } 13 return sum; 14 } 15 int main(){ 16 int num =0; 17 scanf("%d", &num); 18 int result = myfunc(num); 19 printf("%d", result); 20 return 0; 21 } (gdb) break 11 <---- 打第一个断点 Breakpoint 1 at 0x1182: file main.c, line 11. <---- 断点类型为：breakpoint 编号为1 (gdb) break 16 Breakpoint 2 at 0x119b: file main.c, line 16. <---- 断点类型为：breakpoint 编号为2 (gdb) run Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/main.out Breakpoint 2, main () at main.c:16 16 int num =0; (gdb) continue Continuing. 3 Breakpoint 1, myfunc (num=3) at main.c:11 11 i++; (gdb) continue Continuing. Breakpoint 1, myfunc (num=3) at main.c:11 11 i++; (gdb) info break <---- 查看现在存在的断点 Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x0000555555555182 in myfunc at main.c:11 breakpoint already hit 2 times 2 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time (gdb) ``` 可能当我们了解当前阶段的运行状态之后需要删除某些断点，或者断点行数设置错误，就需要删除一些断点了。删除断点通常有两种方法，分别是clear命令和delete命令。 ### 删除断点命令——clear和delete - clear：删除指定点的所有断点 - delete：删除所有断点，或指定点的断点 ``` (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x0000555555555182 in myfunc at main.c:11 breakpoint already hit 3 times 2 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time (gdb) delete 2 <---- 删除断点编号为2的断点 (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x0000555555555182 in myfunc at main.c:11 breakpoint already hit 3 times (gdb) clear 11 <---- 删除在第11行的所有断点 Deleted breakpoint 1 (gdb) ``` ### 禁用断点命令——disable 禁用和删除的区别就在于断点还在不在。其常用语法为： ``` (gdb) disable # 禁用所有断点 (gdb) disable num1 num2 ... # 禁用指定的断点 ``` 如下： ``` (gdb) list 14 } 15 int main(){ 16 int num =0; 17 scanf("%d", &num); 18 int result = myfunc(num); 19 printf("%d", result); 20 return 0; 21 } (gdb) Line number 22 out of range; main.c has 21 lines. (gdb) break 16 <---- 设置一个普通断点 Breakpoint 3 at 0x55555555519b: file main.c, line 16. (gdb) run The program being debugged has been started already. Start it from the beginning? (y or n) y Starting program: /root/c/c.biancheng.com/gdb_demo/main.out Breakpoint 3, main () at main.c:16 16 int num =0; (gdb) watch num <---- 设置一个观察断点 Hardware watchpoint 4: num (gdb) info break <---- 查看所有断点 Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 <---- 此时断点状态为y breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep y num (gdb) disable 3 <---- 禁用第三个断点 (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep n 0x000055555555519b in main at main.c:16 <---- 断点还在，只是状态为n breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep y num (gdb) ``` ### 打开已禁用的断点——enable 既然禁用断点让其保存，那就要有重新使用的方法，那就是enable，其语法也和disable相对应 ``` (gdb) disable (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep n 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep n num (gdb) enable (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep y num (gdb) disable 4 (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep n num (gdb) enable 4 (gdb) info break Num Type Disp Enb Address What 3 breakpoint keep y 0x000055555555519b in main at main.c:16 breakpoint already hit 1 time 4 hw watchpoint keep y num (gdb) ```

随便写写第二天

抢个板凳

可乐klelee 发表于 2023-9-7 20:54
随便写写第二天

有一说一，你这随便写写含金量不少

地板！

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