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【Linux学习】GDB调试器基本命令必知必会(一)

2013年09月17日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4409字 ⁄ 字号 评论关闭

本文介绍Linux下GDB调试器常用的基本命令。

测试均在Ubuntu12.10下完成。

先看看GDB调试的效果图:


对应的源代码:

//插入排序,GDB调试测试代码
#include <stdio.h>

int x[10],//存放输入数据
        y[10],//工作空间数组
        num_inputs,//输入数组长度
        num_y = 0;//y中当前元素个数

//函数
//功能:从参数中提取输入数据
void get_args(int ac,char **av){
        int i;
        num_inputs = ac - 1;
        for(i = 0;i < num_inputs;++i)
                x[i] = atoi(av[i + 1]);
}

//函数
//功能:向右移动工作数组中索引jj及其后面的所有元素
void scoot_over(int jj){
        int k;
        for(k = num_y;k > jj;++k)
                y[k] = y[k - 1];
}

//函数:
//功能:插入一个数据
void insert(int new_y){
        int j;
        //工作数组为空
        if(0 == num_y){
                y[0] = new_y;
                return;
        }

        //将新元素插入到适当位置:第一个比new_y大的元素前面
        for(j = 0;j < num_y;++j){
                if(new_y < y[j]){
                        //向右移动y[j]后面的所有元素
                        scoot_over(j);
                        y[j] = new_y;
                        return;
                }
        }
}

//函数:
//功能:处理所有输入数据
void process_data(){
        for(num_y = 0;num_y < num_inputs;++num_y)
                insert(x[num_y]);
}

//函数:
//打印结果数据
void print_results(){
        int i;
        for(i = 0;i < num_inputs;++i)
                printf("%d\n",y[i]);
}

int main(int argc,char **argv){
        get_args(argc,argv);
        process_data();
        print_results();
}

源代码编译:
gcc -g -Wall -o insert_sort ins.c
这里面一个必要的步骤是:GCC的-g选项:让编译器将符号表(对应于程序的变量和代码行的内存地址列表)保存在生成的可执行文件中。这样才能在调试会话过程中引用源代码中的变量名和行号。
一些基本命令
启动GDB:gdb exeFileName
gdb中中文显示是乱码,暂时还不知道怎么支持中文。
联机帮助,可以通过help命令访问文档:(gdb) help breakpoints
以TUI模式运行GDB:在调用gdb的时候指定-tui选项或者在处于非TUI模式时在GDB中使用Ctrl+X+A组合键,可以将终端屏幕分成原文本窗口和控制台的多个子窗口
退出GDB:quit或者Ctrl+d
可以直接按下回车再次执行最近执行过的那条命令
执行程序:run
查看栈帧:frame num(栈帧编号)
注意栈帧编号规则,当前正在执行的函数的帧被编号为0,其父帧(即该函数的调用者的栈帧)被编号为1,父帧的父帧被编号为2,以此类推。
跳到调用栈中的下一个父帧:up
引向相反方向:down
显示整个栈,即当前存在的所有帧的集合:backtrace
滚动查看代码:↑等箭头键
输出当前值:print或者p
浏览以前的GDB命令:上一个Ctrl+P、下一个Ctrl+N
注意:如果我们需要修改程序,并且重新编译,不必重启GDB。GDB会在运行程序之前自动重新加载新的二分表和新的符号表。
我们在重新编译程序之前仍然不必退出GDB。
断点相关操作
设置断点
GDB设置点的后,该断点的有效性会持续到删除、禁用或退出GDB时。
在某一行设置断点:break line_number(行数)
break filename:line_number 在源代码文件filename的line_number处设置断点。
在某个函数的入口(第一行可执行代码)处设置断点:break function(函数名)。这种方法相对以行数设置断点有一个优点:如果修改了源代码,使得函数不再在这一行处开始,那么如果用函数名指定断点,而不是用行号指定,则断点仍然有效。
注意:break function会在所有具有相同名称的函数上设置断点,注意函数重载的情况。
break filename: function 在源代码文件filename的函数function入口处处设置断点。
当GDB使用多个断点中断一行源代码时,它只会中断一次。
GDB实际设置断点的位置可能和我们请求将断点放置的位置不同。
比如下列代码:
int main(void)
{
    int i;
    i = 3;

   return 0;
}

如果我们尝试在函数main入口处设置断点,断点实际会被设置在第4行。因为GDB会认为第三行的机器码对我们的调试目的来说没有用处。
条件断点
将正常断点转变为条件断点:condition break_p_num(断点编号) cond(条件)
在有效的C条件语句中几乎可以用任何表达式。也可以用自己的函数或者库函数,只要他们被链接到程序中。
如:condition 1 num_y == 1
只有当满足条件num_y == 1时,GDB才会在断点1处暂停程序的执行。
如果以后要删除条件,但是保持断点,只需键入:cond break_p_num(断点编号)
用break if可以将break和condition命令组合成一个步骤:
break line_num(行号) if cond(条件)
例子:(gdb) nreak 30 if num_y == 1
注意,条件语句可以用括号()括起来,也可以不用。
临时断点:tbreak
与break类似,但是这一命令设置的断点在首次到达该指定行后就不再有效。
删除断点
基于标识符删除断点:delete
delete break_point_num(断点编号),可以在后面指定多个断点编号连续删除几个断点
delete:删除所有断点
另一种删除断点方式:clear
依据位置删除断点,工作方式和对应的break命令相似:
clear function
clear filename:funtion
clear line_number
clear filename:line_number
clear:清除GDB将执行的下一个指令处的断点
禁用与启用断点
禁用断点:disable breakpoint-list(是用空格分隔开的多个断点标识符)
禁用所有现存断点:disable
启用断点:enable breakpoint-list
在下次引起GDB暂停执行后禁用:enable once breakpoint-list
查看所有断点信息:info break或者是info breakpoints或者简写为i b
断点命令列表
让GDB在每次到达某个断点时自动执行一组命令,从而自动完成某一任务。
使用commands命令设置命令列表:
commands breakpoint_number
...
commands
...
end
例如以下代码:

我打算查看传递给fibonacci函数的值以及次序,但是不想在程序中插入printf语句并重新编译代码,可以这样做:
在该函数入口处设置一个断点,然后设置命令列表:

printf命令和C中printf函数类似,只是括号是可选的。
运行结果:

如果嫌GDB输出太冗长,可以使用silent命令,只需将其添加到设置的命令列表最开始处即可。


恢复执行
三种方法
(1)单步执行:step(s)、next(n),仅执行到代码的下一行后再次暂停。
注意二者区别:在函数调用时step会进入函数,next导致下一次暂停出现在调用函数之后。next被称为单步越过(stepping over)函数,而step被称为单步进入(stepping into)函数。
next和step都可以采用一个可选的数值参数,来表示要使用next或step执行的额外行数。
(2)无条件恢复程序的执行:continue(c)
直到遇到另一个断点或者程序结束。
continue可以接受一个可选的数值参数n,要求GDB忽略下面n个断点。
(3)用finish(fin)或until(u)命令恢复。
finish命令指示GDB恢复执行,直到恰好在当前帧完成之后为止。
until命令通常用来在不进一步在循环中暂停(除了循环中的中间断点)的情况下完成正在执行的循环。until会执行循环的其余部分(如果遇到断点,还是会暂停),让GDB在循环后面的第一行代码处暂停。
until命令也可以接受源代码中的位置作为参数,其用法与break命令同。
比如下列代码清单swapflaw.c:
#include <stdio.h>

void swap(int *a,int *b){
        int c = *a;
        *a = *b;
        *b = c;
}

int main(void){
        int i = 3;
        int j = 5;

        printf("i:%d,j:%d\n",i,j);
        swap(&i,&j);
        printf("i:%d,j:%d\n",i,j);

        return 0;
}

如果GDB触发了main函数入口处的一个断点,那么可以使用下面这些命令方便地使程序一直执行到swap()的入口:
until 13
until swap
until swapflaw.c:13
until swapflaw.c:swap
监视点
监视点是一种特殊类型的断点,区别在于监视点没有“住在”某一行源代码中,而是指示GDB每当某个表达式改变了值就暂停执行。
设置监视点:watch z(变量名)也可以是复杂的表达式
注意只能监视存在且在作用域内的变量。一旦变量不再存在调用栈的任何帧中,GDB会自动删除监视点。
GDB实际上是在变量的内存位置改变值时中断。
文件清单
(gdb) list line1,line2
查看源代码
list lineNum 在lineNum的前后源代码显示出来
list + 列出当前行的后面代码行
list - 列出当前行的前面代码行
list function
set listsize count
设置显示代码的行数
show listsize
显示打印代码的行数
list first,last
显示从first到last的源代码行
GDB启动文件的使用
有时候我们在完成调试前可能需要退出GDB,比如需要离开比较长的一段时间而且不能保持登录在计算机中。为了不丢失某些信息,可以将断点和设置的其他命令放在一个GDB启动文件中,然后每次启动GDB时会自动加载它们。
GDB启动文件默认名为.gdbinit。可以将一个文件放在主目录中用于一般用途,另一个文件放在特定项目专用的目录中。例如,可以将设置断点的命令放在后一个目录的启动文件中,在主目录的.gdbinit文件中存储开发的一些通用的宏。最好不要将编程项目放在主目录中,因为不能将项目特有的信息放在.gdbinit中。
在调用GDB时可以指定启动文件,如:
$gdb -command=z x
表示要在可执行文件x上运行GDB,首先要从文件z中读取命令。

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