GDB调试
单步跟踪程序、查看变量内容、内存位置、以及指向每条语句后CPU寄存器的变化情况。也可以分析到达程序中某个点之前的函数调用序列。
GDB是符号式调试器，必须通过-g选项，在程序编译时将源代码到机器指令的信息写入到可执行文件的符号表中。在包含多个源代码文件的大型程序中，必须在编译每个模块的时候都使用-g选项。
启用gdb调试
$gcc -g main.c -o cky # -g 表示编译支持 gdb 调试, 并且不能带上-O 或者 -O2 优化
$gdb cky # 调试 cky 程序
$gdb cky core # 带上 core 文件一起调试，程序非法执行后 core dump 后产生 core 文件
$gdb cky <PID> # 指定这个服务程序运行时的进程ID。gdb会自动attach上去，并调试他
$gdb --tui cky # 在终端窗口上部显示一个源代码查看窗列出源文件
(gdb)set listsize 20 # 修改 l 命令显示源码的行数
(gdb)l 1,100 # 列出1-100行
(gdb)l file:N # 查看指定文件的第 N 行代码
(gdb)l func # 显示特定函数源代码运行程序
(gdb)r -a -b # 等价于 cky -a -b
(gdb)start # 重新执行程序
(gdb)kill # 停止程序
(gdb)quit # 退出GDB断点
断点要设置在某些执行语句上,如果断点所在的行不能执行，断点就会就近执行在该行下面第一个有效语句.
(gdb)i b # 显示当前所有断点信息，以及它们的编号
(gdb)b # 将下一行设置为断点，循环、递归时很有用
(gdb)b 17 # 17行打个断点
(gdb)b func # func 函数处打个断点
(gdb)b 12 if i == 9 # 条件中断，在12行处，当 i = 9 时中断
(gdb)b temp:10 # 在temp.c中第10行 设置断点
(gdb)b temp:func # 在temp.c中func函数处 打个断点
(gdb)tb func # tb 是临时断点，即用完后就会自动删除
(gdb)b *0x400540 # 在地址 0x400540 处设置断点
(gdb)d 1 # 删除 1 号断点
(gdb)d [Enter] # d + 回车 清除所有断点
(gdb)disable 2 # 禁用断点，还可以禁用范围 disable 1-3
(gdb)enable 2 # 启用断点, 还可以启用范围 enable 1-3
(gdb)condition 4 a == 30 # 修改4号中断的条件为: a = 40 时中断单步调试
(gdb) n # 单步执行,不跟踪到函数内部,Step Over
(gdb) s # 单步执行,追踪到函数内部,Step In
(gdb) s 4 # 单步执行 4 条指令
(gdb) finish # 运行到当前函数返回,Step Out
(gdb) return value # 不继续执行函数中的语句，而是直接让函数返回 value
(gdb) until # 继续执行，直到当前循环结束
(gdb) c # 程序继续运行, 直到下一个断点
(gdb) [Enter] # 直接回车表示，重复执行上一次命令
(gdb) call func(12,32) # 直接在调试时调用函数汇编
(gdb) disas # 查看当前函数 汇编代码
(gdb) disas func # 查看 func 汇编代码
(gdb) disas 0x400544 # 查看 地址 0x400544 处汇编
(gdb) disas 0x400540,0x40054d # 查看汇编指定地址范围内的代码
(gdb) p /x $rip # 查看程序计数器的值查看堆栈信息
(gdb) bt # 查看函数调用堆栈列表
(gdb) where # 同上
(gdb) i s # 同上
(gdb) f # 查看当前所在堆栈，还可显示当前执行代码
(gdb) i f # 查看当前所在堆栈的 详细信息
(gdb) f 1 # 切换到 #1 号栈下
(gdb) i locals # 打印当前栈下，所有的局部变量
(gdb) i args # 打印当前栈下，函数传入的参数
(gdb) i reg # 显示当前栈下，所有寄存器变量的值查看程序变量
(gdb) p /x $rax # 查看 rax 寄存器(十六进制)
(gdb) p /x $rax # 查看 rax 寄存器(二进制)
(gdb) p /x ($rsp + 8) # 查看 rsp寄存器值 + 8 后的值
(gdb) p var # 打印变量的值
(gdb) p arr # 打印静态数组的值 $3 = {190, 0, 0, 0, 90, 0, 0, 76}
(gdb) p *array@4 # 打印动态数组的 4 个元素
(gdb) p &var # 打印变量的地址
(gdb) p *(long *)0x7fffffffe818 # 打印地址处的长整型值
(gdb) p *(long *)($rsp + 8) # 输出($rsp + 8)地址处的长整型值
(gdb) p func(5) # 设定入参，对程序中函数进行调用，看函数返回什么
(gdb) p 'f2.c'::x # 查看f2.c文件中全局变量x的值
(gdb) p 'f2.c'::sum::x # 查看f2.c中sum函数中x的值
(gdb) set variable a = 100 # 直接修改程序里变量的值
(gdb) whatis a # 显示变量的数据类型查看内存数据
x命令输出的每一行首先都是内存的起始地址，后面是取符号表的对应变量名称。
(gdb) x/nfu [address]
# n : 需要显示多少个内存单位
# f : 格式, i 表示汇编指令，s 表示字符串
# u : 内存单位。b： 1字节；h：2字节；w：4字节；g：8字节；
(gdb) x/8w 0x0804843b # 从该地址开始，显示 8 个 4 字节的内存内容
(gdb) x/8i 0x0804843b # 显示 8 行汇编指令
(gdb) x/s 0x0804843b # 从该地址开始，显示后面的字符串
char msg[100] = "hello world!\n";
char *cPtr = msg + 6;
(gdb) x/s msg # 显示字符串 msg
0x7fffffffdeb0: "hello world!\n"
(gdb) x/15xb msg # 以16进制显示msg前15字符
0x7fffffffdeb0: 0x68 0x65 0x6c 0x6c 0x6f 0x20 0x77 0x6f
0x7fffffffdeb8: 0x72 0x6c 0x64 0x21 0x0a 0x00 0x00
(gdb) x/2xw msg # 以16进制表示两个32位的字
0x7fffffffdeb0: 0x6c6c6568 0x6f77206f
(gdb) x/s cPtr # 显示开始于cPtr指针处的字符串
0x7fffffffdeb6: "world!\n"
(gdb) x/8cb cPtr # 显示8个十进制字符码，附带对应的字符值
0x7fffffffdeb6: 119 'w' 111 'o' 114 'r' 108 'l' 100 'd' 33 '!' 10 '\n' 0 '\000'
(gdb) x/a &cPtr # 以16进制显示 cPtr 指针的值
0x7fffffffdea8: 0x7fffffffdeb6
(gdb) x/tw &cPtr # 以2进制显示 cPtr 指针的值
0x7fffffffdea8: 11111111111111111101111010110110反汇编调试
汇编级别的单步调试，对于分析指针和寻址非常有用。
(gdb) set disassembly-flavor intel # 设置反汇编格式为 intel汇编
(gdb) disass main # 反汇编 main 函数
Dump of assembler code for function main:
0x00005555555546a4 <+0>: push rbp
0x00005555555546a5 <+1>: mov rbp,rsp
0x00005555555546a8 <+4>: sub rsp,0x20
0x00005555555546ac <+8>: mov DWORD PTR [rbp-0x14],edi
0x00005555555546af <+11>: mov QWORD PTR [rbp-0x20],rsi
0x00005555555546b3 <+15>: mov DWORD PTR [rbp-0xc],0x1000
...
End of assembler dump.
(gdb) b *0x00005555555546c9 # 在指定地址处打断点
Breakpoint 3 at 0x5555555546c9: file hello.c, line 12.
(gdb) si # 汇编级单步执行
0x00005555555546d6 13 printf( "%d\n", c );
(gdb) ni # 汇编级单步执行
0x00005555555546d8 13 printf( "%d\n", c );查看进程信息
(gdb) i proc status # 查看进程一般信息
(gdb) i proc stat # 同上，不同展示面板
process 19832
Process: 19832
Exec file: hello
State: t
Parent process: 18319
Process group: 19832
Session id: 13458
TTY: 34816
TTY owner process group: 18319
(gdb) i proc mappings # 查看进程的内存映射信息
process 19832
Mapped address spaces:
Start Addr End Addr Size Offset objfile
0x555555554000 0x555555555000 0x1000 0x0 /home/cky/workspace/C/gdb/hello
0x555555754000 0x555555755000 0x1000 0x0 /home/cky/workspace/C/gdb/hello
0x555555755000 0x555555756000 0x1000 0x1000 /home/cky/workspace/C/gdb/hello
0x7ffff79e4000 0x7ffff7bcb000 0x1e7000 0x0 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
0x7ffff7bcb000 0x7ffff7dcb000 0x200000 0x1e7000 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
0x7ffff7dcb000 0x7ffff7dcf000 0x4000 0x1e7000 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
0x7ffff7dcf000 0x7ffff7dd1000 0x2000 0x1eb000 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so
0x7ffff7dd1000 0x7ffff7dd5000 0x4000 0x0
0x7ffff7dd5000 0x7ffff7dfc000 0x27000 0x0 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.27.so
0x7ffff7feb000 0x7ffff7fed000 0x2000 0x0
0x7ffff7ff7000 0x7ffff7ffa000 0x3000 0x0 [vvar]
...线程
可以在 pthread_create 处设置断点，当线程创建时会生成提示信息。
(gdb) c
Continuing.
[New Thread 0xb7e78b70 (LWP 2933)]
(gdb) i threads # 查看所有线程列表
(gdb) where # 显示当前线程调用堆栈
(gdb) thread 1 # 切换线程调试多进程
(gdb) set follow-fork-mode child # 设置调试子进程观察点
观察点 watchpoint 用于监视变量的读写操作。观察点可以设置在表达式上。观察点类似于断点，但没有绑定到指定代码行。
观察点最常见的用途是观察程序 "何时" 会修改某个变量。当一个被观察的变量的值改变时，GDB会暂停程序，并显示变量的旧值和新值，以及下一行要执行的代码。
设置局部变量的观察点之前，必须先执行程序，直到程序流进入该变量的作用域才行。
(gdb) watch expression # 当表达式的值改变时，GDB暂停程序的运行
(gdb) rwatch expression # 当程序读取 此表达式的 值时，GDB暂停程序的运行
(gdb) awatch expression # 当程序读取或修改 和此表达式相关 的任何对象时
(gdb) watch i == 99 # 当 i = 99 时，程序暂停运行
eg.
(gdb) b 11 # 先在要设置观察点的局部区域内打一个断点
Breakpoint 1 at 0x735: file hello.c, line 11.
(gdb) r # 运行程序
Starting program: /home/cky/workspace/C/gdb/hello
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe008) at hello.c:12
12 int *iPtr = &a;
(gdb) watch a # 设置观察点
(gdb) c # 继续执行代码，直到观察点的变量发生改变
Continuing.
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 4096
New value = 4097
main (argc=1, argv=0x7fffffffe008) at hello.c:14
14 puts( "This is the statement following ++ *iPtr." );
(gdb) rwatch b # 设置读观察点
Hardware read watchpoint 3: b
(gdb) i b # 查看下断点、观察点设置情况
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x0000555555554735 in main at hello.c:11
breakpoint already hit 1 time
2 hw watchpoint keep y a
breakpoint already hit 1 time
3 read watchpoint keep y b
(gdb) c # 继续执行代码，直到读观察点变量被读取时，程序停止执行
Continuing.
This is the statement following ++ *iPtr.
Hardware read watchpoint 3: b
Value = 8192
0x0000555555554761 in main (argc=1, argv=0x7fffffffe008) at hello.c:15
15 printf( "a = %d; b = %d.\n", a, b );自动显示变量
(gdb) display sum # 跟踪显示 sum 变量
1: sum = -1747168440
(gdb) display input # 跟踪显示 input 变量
2: input = "hello"
(gdb) n # 每次程序执行后停下来，都会输出监视的变量的值
26 sum = sum * 10 + input[i] - '0';
1: sum = -1868769330
2: input = "hello"
(gdb) undisplay 2 # 取消对跟踪号为 2 (input)的变量的跟踪显示源代码 / 反汇编代码 / 寄存器变量窗口
(gdb) layout src显示源代码窗口(gdb) layout asm显示反汇编窗口(gdb) layout regs显示源代码/反汇编和CPU寄存器窗口(gdb) layout split显示源代码和反汇编窗口(gdb) ctrl + L刷新窗口
修改变量的值
(gdb) i locals
i = 11
sum = 0
(gdb) set var sum=10000 # 直接修改程序里当前栈下的变量的值
(gdb) i locals
i = 1
sum = 10000
(gdb) p result[2]=33 # 或者直接让 p 执行表达式来改变程序里变量的值
(gdb) p printf("result[2]=%d",result[2]) # p 命令直接执行表达式gdb 设置环境变量
(gdb)set $i=0
(gdb)p my_print[$i++]
$37 = 101 'e'
(gdb)回车
$38 = 108 'l'
(gdb)回车
$39 = 111 'o'传递信号给调试程序
(gdb)handle SIGPIPE nostop # 设置 SIGPIPE 信号不发送给调试程序，也不停止调试程序
(gdb)handle SIGPIPE stop # 设置 接收到 SIGPIPE 信号时，停止程序的执行，并且显示一条已接收到信号的消息
(gdb)handle SIGPIPE print # 设置接收到信号时，显示一条消息
(gdb)handle SIGPIPE noprint # 和上一条相反
(gdb)handle SIGPIPE pass # 将信号发送给程序，运行调试程序对信号进行处理
(gdb)handle SIGPIPE nopass # 不发送信号给调试程序，并且停止调试程序运行
(gdb)handle SIGPIPE stop print # 例子
(gdb)signal 2 # 发送信号给调试程序命令
continuing with signal SIGINT(2)强制调用函数
(gdb)call func(arg1,arg2)强制函数返回
程序调试断点在某个函数内，并且该函数还有语句没执行完，可以使用return命令强制函数忽略未执行的语句，并返回return命令的值
(gdb)return 54321 # 让sum函数立即返回 54321
Make sum return now(y or n) y绑定已经运行的进程
➜ 2018-05 git:(master) ✗ sudo gdb main 29955 # 使用了管理员权限才执行成功的，
[sudo] cky 的密码：
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from main...done.
Attaching to program: /home/cky/workspace/C/2018-05/main, process 29955
Reading symbols from /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6...done
Reading symbols from /usr/lib/debug//lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so...done.
Reading symbols from /lib64/ld-linux-x86-64.so.2...done.
Reading symbols from /usr/lib/debug//lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so...done.
0x00007f6eb14342f0 in __nanosleep_nocancel () at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:84
84 ../sysdeps/unix/syscall-template.S: 没有那个文件或目录.
(gdb) bt
#0 0x00007f6eb14342f0 in __nanosleep_nocancel () at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:84
#1 0x00007f6eb143425a in __sleep (seconds=0) at ../sysdeps/posix/sleep.c:55
#2 0x00000000004006ff in main (ac=1, av=0x7ffd2c4a9728) at main.c:66
(gdb) bt
#0 0x00007f6eb14342f0 in __nanosleep_nocancel () at ../sysdeps/unix/syscall-template.S:84
#1 0x00007f6eb143425a in __sleep (seconds=0) at ../sysdeps/posix/sleep.c:55
#2 0x00000000004006ff in main (ac=1, av=0x7ffd2c4a9728) at main.c:66
(gdb) f 2
#2 0x00000000004006ff in main (ac=1, av=0x7ffd2c4a9728) at main.c:66
66 sleep(1);
(gdb) p i
$1 = 11
(gdb)detach # 离开进程，进而让进程继续执行
(gdb)kill # 终止这个进程调试多进程 ( GDB > V7.0 )
| follow-fork-mode | detach-on-fork | 说明 |
|---|---|---|
| parent | on | 只调试主进程 GDB默认 |
| child | on | 只调试子进程 |
| parent | off | 同时调试两个进程，gdb跟主进程，子进程停在fork位置 |
| child | off | 同时调试两个进程，gdb跟子进程，主进程停在fork位置 |
(gdb)set follow-fork-mode child
(gdb)set detach-on-fork off
(gdb)info inferiors # 查询正在调试的进程
(gdb)inferior Num # 切换进程调试器查看自身状态信息
(gdb) help show # 查看 show 命令支持显示的内容
(gdb) show logging # 查看 gdb 日志情况
(gdb) set logging on # 开启 gdb 调试日志gdb 初始化文件 .gdbinit
set charset UTF-8
# 保存历史命令
set history filename ./.gdb_history
set history save on
# 记录执行gdb的过程
set logging file ./.log.txt
set logging on
# 退出时不显示提示信息
set confirm off
# 打印数组的索引下标
set print array-indexes on
# 每行打印一个结构体成员
set print pretty on
# 自定义命令 qdp : 退出并保留断点
define qbp
save breakpoints ./.gdb_bp
quit
end
# 自定义命令 ldp : 加载历史工作断点
define lbp
source ./.gdb_bp
end放在
/home/用户1/.gdbinit, 该用户调用 gdb 时自动执行.gdbinit文件
core (内核转储文件)
内核转储的最大好处是能够保存问题发生时的状态。
只要有可执行文件和内核转储，就可以知道进程当时的状态。
只要获取内核转储，那么即使没有复现环境，也能调试。
查看内核转储是否有效
永久生效 :
/etc/profile里面添加ulimit -c unlimited
// -c 表示内核转储文件的大小限制，现在显示为零，表示不能用。
$ ulimit -c
0
// 可以改为1G
$ ulimit -c 1073741824
// 也可以改为无限制
$ ulimit -c unlimited一个例子:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void test()
{
char *s = "abc";
*s = 'x'; // 这里有错，会导致段错误，产生core文件
}
int main( int argc, char *argv[] )
{
test();
return EXIT_SUCCESS;
}$ gcc core.c -g -o test_core
$ ./test_core
[1] 20704 segmentation fault (core dumped) ./test_core
$ ls
core core.c test_core
$ sudo gdb test_core core # core与程序一起加载
Reading symbols from test_core...done.
[New LWP 20704]
Core was generated by `./test_core'.
Program terminated with signal SIGSEGV, Segmentation fault.
#0 0x000055f2d0cb160d in test () at core.c:7
7 *s = 'x'; # 这里其实已经告诉我们出错的位置了
(gdb) where # 查看错误发生时堆栈
#0 0x000055f2d0cb160d in test () at core.c:7
#1 0x000055f2d0cb162c in main (argc=1, argv=0x7ffcd6c45568) at core.c:12
(gdb) p s # 打印 s 变量的值
$1 = 0x55f2d0cb16c4 "abc"
(gdb) info files # 查看可执行文件的内容，找到变量内存地址对应的区域
Symbols from "/home/cky/workspace/C/core/test_core".
Local core dump file:
`/home/cky/workspace/C/core/core', file type elf64-x86-64.
0x000055f2d0cb1000 - 0x000055f2d0cb2000 is load1
...
Local exec file:
`/home/cky/workspace/C/core/test_core', file type elf64-x86-64.
...
0x000055f2d0cb1238 - 0x000055f2d0cb1254 is .interp
0x000055f2d0cb1274 - 0x000055f2d0cb1298 is .note.gnu.build-id
0x000055f2d0cb1298 - 0x000055f2d0cb12b4 is .gnu.hash
0x000055f2d0cb12b8 - 0x000055f2d0cb1348 is .dynsym
0x000055f2d0cb1348 - 0x000055f2d0cb13c5 is .dynstr
0x000055f2d0cb13c6 - 0x000055f2d0cb13d2 is .gnu.version
0x000055f2d0cb14b8 - 0x000055f2d0cb14cf is .init
0x000055f2d0cb14d0 - 0x000055f2d0cb14e0 is .plt
0x000055f2d0cb14f0 - 0x000055f2d0cb16b2 is .text
0x000055f2d0cb16b4 - 0x000055f2d0cb16bd is .fini
# 0x55f2d0cb16c4 地址所属的是 .rodata，不允许修改
0x000055f2d0cb16c0 - 0x000055f2d0cb16c8 is .rodata
...