Linux之GDB调试

@TOC

在这里插入图片描述

Linux GDB 调试

一、初识 GDB

GDB 是一个开源的、功能强大的调试工具，主要用于调试 C、C++ 等语言编写的程序。它支持多种操作系统和架构，能够帮助开发者在程序运行过程中暂停执行、查看变量值、修改程序状态等，从而快速定位和修复问题。

二、启动 GDB

1. 加载程序

如果你已经编译好了一个程序，可以直接通过以下命令启动 GDB 并加载程序：

gdb <program>

例如，如果你的程序名为 example，则可以输入：

gdb example

GDB 会加载该程序，并进入调试模式。

2. 加载程序与参数

如果程序需要接收命令行参数，可以使用以下命令启动 GDB：

gdb <program> --args <args>

例如，程序需要接收一个文件路径作为参数，可以这样启动：

gdb example --args input.txt

在 GDB 中，可以通过 run 命令启动程序，并传递参数。

3. 加载程序与核心转储文件

当程序崩溃并生成了核心转储文件时，可以通过以下命令启动 GDB，加载程序和核心转储文件进行调试：

gdb <program> <core>

这可以帮助你分析程序崩溃的原因。

三、设置断点

断点是调试过程中非常重要的工具，它可以让程序在指定的位置暂停执行，方便我们查看程序状态。

1. 在函数处设置断点

如果你知道程序在某个函数中可能出现问题，可以使用以下命令在该函数处设置断点：

break <function>

例如，设置在 main 函数处的断点：

break main

程序运行到 main 函数时会暂停。

2. 在文件的指定行设置断点

如果你已经大致知道问题可能出现在代码的哪一行，可以使用以下命令在指定文件的指定行设置断点：

break <filename>:<line>

例如，设置在 example.c 文件的第 10 行的断点：

break example.c:10

程序运行到该行时会暂停。

3. 在指定内存地址处设置断点

在某些情况下，你可能需要在指定的内存地址处设置断点，可以使用以下命令：

break *<address>

例如，设置在内存地址 0x1000 处的断点：

break *0x1000

程序运行到该地址时会暂停。

4. 设置条件断点

如果你希望断点只有在满足特定条件时才触发，可以使用以下命令设置条件断点：

break <location> if <condition>

例如，设置在 main 函数处的断点，只有当变量 x 的值大于 10 时才触发：

break main if x > 10

这样可以更精准地定位问题。

四、运行和停止程序

1. 开始运行程序

在 GDB 中，可以通过以下命令开始运行程序：

run <args>

如果你在启动 GDB 时已经指定了程序参数，可以直接输入 run；如果没有指定参数，可以在 run 命令后添加参数。

例如：

run

或者：

run input.txt

程序会从头开始运行，直到遇到断点。

2. 从断点继续运行

当程序在断点处暂停后，可以通过以下命令从当前断点继续运行：

continue

程序会继续执行，直到遇到下一个断点。

3. 单步执行

在调试过程中，有时需要逐条语句查看程序的执行情况，可以使用以下命令：

• next：执行下一条语句，但不会进入函数内部。如果当前语句是一个函数调用，它会直接跳过该函数，执行下一条语句。

next

• step：执行下一条语句，并进入函数内部。如果当前语句是一个函数调用，它会进入该函数，继续逐条语句执行。

step

通过这两种方式，可以灵活地查看程序的执行流程。

4. 执行完当前函数

如果你当前处于一个函数内部，可以通过以下命令执行完当前函数并返回：

finish

程序会继续执行，直到当前函数执行完毕并返回。

5. 终止程序运行

在调试过程中，如果需要终止程序的运行，可以使用以下命令：

kill

程序会被强制终止。

五、查看程序状态

1. 查看代码

在 GDB 中，可以通过以下命令查看当前代码位置附近的代码：

list

默认情况下，它会显示当前代码位置附近的 10 行代码。如果需要查看其他部分的代码，可以在 list 命令后指定文件名和行号：

list <filename>:<line>

例如：

list example.c:20

这可以帮助你快速定位代码位置。

2. 查看断点信息

可以通过以下命令查看所有设置的断点信息：

info breakpoints

它会列出所有断点的编号、位置、条件等信息，方便你管理断点。

3. 查看函数参数和局部变量

当你处于某个函数的断点处时，可以通过以下命令查看当前函数的参数和局部变量：

• info args：查看当前函数的参数。

info args

• info locals：查看当前函数的局部变量。

info locals

这可以帮助你了解函数的输入和内部状态。

4. 查看寄存器内容

在某些情况下，你可能需要查看寄存器的内容，可以通过以下命令：

info registers

它会列出所有寄存器的名称和当前值，这对于底层调试非常有帮助。

5. 查看调用栈

当程序出现异常时，查看调用栈可以帮助你了解程序的执行路径。可以通过以下命令查看调用栈：

backtrace

或者简写为：

bt

它会从当前栈帧开始，向上列出所有调用栈帧的信息，包括函数名、文件名、行号等。

6. 切换调用栈帧

如果你需要查看调用栈中某个特定栈帧的信息，可以通过以下命令切换到该栈帧：

frame <n>

其中 <n> 是栈帧的编号。例如，切换到编号为 2 的栈帧：

frame 2

然后可以使用 info args、info locals 等命令查看该栈帧的参数和局部变量。

六、变量和内存操作

1. 打印变量值

在调试过程中，可以通过以下命令打印变量的值：

print <variable>

例如，打印变量 x 的值：

print x

GDB 会显示变量的当前值。

2. 打印内存内容

如果需要查看内存中的内容，可以通过以下命令：

x/<n><format><address>

• <n> 表示要显示的内存单元数量。
• <format> 表示显示格式，例如 x 表示十六进制，d 表示十进制，c 表示字符等。
• <address> 表示内存地址。

例如，查看从地址 0x1000 开始的 10 个字节的十六进制内容：

x/10x 0x1000

这可以帮助你查看内存的布局和数据。

3. 修改变量值

在某些情况下，你可能需要修改变量的值，可以通过以下命令：

set <variable>=<value>

例如，将变量 x 的值修改为 20：

set x=20

然后可以继续运行程序，观察程序行为的变化。

七、退出 GDB

完成调试后，可以通过以下命令退出 GDB：

quit

或者：

exit

八、GBD基本命令汇总

1. 启动 GDB gdb ：启动 GDB 并加载要调试的程序。 gdb ：加载程序和核心转储文件进行调试。 gdb --args ：加载程序并传递参数。
2. 设置断点 break ：在指定函数处设置断点。 break : ：在指定文件的指定行设置断点。 break * ：在指定内存地址处设置断点。 break ：设置条件断点，只有满足条件时才会触发。
3. 运行和停止 run ：开始运行程序，并传递参数。 continue：从当前断点继续运行程序。 next：执行下一条语句（跳过函数调用）。 step：进入函数内部执行。 finish：执行完当前函数并返回。 kill：终止正在运行的程序。 disable breakpoints：指令用于禁用已设置的断点。 enable breakpoints：指令用于重新启用之前被禁用的断点。 display 变量名：跟踪查看一个变量，每次停下来都显示它的值 undisplay：取消对先前设置的那些变量的跟踪 delete breakpoints：删除所有断点 set var：修改变量的值 delete breakpoints n：删除序号为n的断点
4. 查看程序状态 list：显示当前代码位置附近的代码。 info breakpoints：显示所有断点信息。 info args：显示当前函数的参数。 info locals：显示当前函数的局部变量。 info registers：显示寄存器的内容。 backtrace 或 bt：显示调用栈。 frame ：切换到指定的调用栈帧。
5. 变量和内存操作 print ：打印变量的值。 print *：打印指定地址的内容。 set =：修改变量的值。 x/：查看内存内容，例如 x/10gx 0x1000 查看 10 个 8 字节的内容。
6. 信号处理 handle stop：让 GDB 在接收到指定信号时暂停程序。 handle nostop：让 GDB 不在接收到指定信号时暂停程序。
7. 退出 GDB quit 或 exit：退出 GDB。
8. 其他 help：显示帮助信息。 help ：显示指定命令的帮助信息。