Linux高级编程--04.GDB调试程序（入门概述）

GDB概述

GDB是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具。或许，各位比较喜欢那种图形界面方式的，像VC、BCB等IDE的调试，但如果你是在UNIX平台下做软件，你会发现GDB这个调试工具有比VC、BCB的图形化调试器更强大的功能。所谓“寸有所长，尺有所短”就是这个道理。

一般来说，GDB主要帮忙你完成下面四个方面的功能：

1. 启动你的程序，可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2. 可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。（断点可以是条件表达式）
3. 当程序被停住时，可以检查此时你的程序中所发生的事。
4. 动态的改变你程序的执行环境。

从上面看来，GDB和一般的调试工具没有什么两样，基本上也是完成这些功能，不过在细节上，你会发现GDB这个调试工具的强大，大家可能比较习惯了图形化的调试工具，但有时候，命令行的调试工具却有着图形化工具所不能完成的功能。让我们一一看来。

一个调试示例

//test.c
#include <stdio.h>
int func(int n) {
    int sum=0,i;
    for(i=0; i<n; i++){
            sum+=i;
    }
    return sum;
}
int main() {
    int i;
    long result = 0;
    for(i=1; i<=100; i++){
        result += i;
    }
    printf("result[1-100] = %d 
", result );
    printf("result[1-250] = %d 
", func(250) );
}

编译生成：

gcc -g test.c -o test
./test
result[1-100] = 5050
result[1-250] = 31125

使用GDB调试：

gdb test                <---------- 启动GDB
GNU gdb (GDB) SUSE (7.1-8.9.1)
Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-suse-linux".
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>...
Reading symbols from /home/linzj/public_html/test/test...done.
(gdb) l   <-------------------- l命令相当于list，阅读源码。
2       int func(int n) {
3           int sum=0,i;
4           for(i=0; i<n; i++){
5                   sum+=i;
6           }
7           return sum;
8       }
9       int main() {
10          int i;
11          long result = 0;
(gdb)     <-------------------- 直接回车表示，重复上一次命令
12          for(i=1; i<=100; i++){
13              result += i;
14          }
15          printf("result[1-100] = %d 
", result );
16          printf("result[1-250] = %d 
", func(250) );
17      }
(gdb) break 10             <-------------------- 设置断点，在源程序第10行处。
Breakpoint 1 at 0x400642: file test.c, line 10.
(gdb) break func           <-------------------- 设置断点，在函数func()入口处。
Breakpoint 2 at 0x400613: file test.c, line 3.
(gdb) info b               <-------------------- 查看断点信息。
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000000000400642 in main at test.c:10
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400613 in func at test.c:3
(gdb) r                    <--------------------- 运行程序，run命令简写
Starting program: /home/linzj/public_html/test/test
Missing separate debuginfo for /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
Missing separate debuginfo for /lib64/libc.so.6

Breakpoint 1, main () at test.c:11       <---------- 在断点处停住。
11          long result = 0;
(gdb) n                 <--------------------- 单条语句执行，next命令简写。
12          for(i=1; i<=100; i++){
(gdb) n
13              result += i;
(gdb) n
12          for(i=1; i<=100; i++){
(gdb) n
13              result += i;
(gdb) c                 <--------------------- 继续运行程序，continue命令简写。
Continuing.
result[1-100] = 5050    <----------程序输出。

Breakpoint 2, func (n=250) at test.c:3 <---------- 在断点func处停住。
3           int sum=0,i;
(gdb) n
4           for(i=0; i<n; i++){
(gdb) p i          <--------------------- 打印变量i的值，print命令简写。
$1 = -1431539712
(gdb) n
5                   sum+=i;
(gdb) n
4           for(i=0; i<n; i++){
(gdb) p sum
$3 = 0
(gdb) n
5                   sum+=i;
(gdb) p i
$4 = 1
(gdb) n
4           for(i=0; i<n; i++){
(gdb) p sum
$5 = 1
(gdb) bt           <--------------------- 查看函数堆栈。
#0  func (n=250) at test.c:4
#1  0x0000000000400686 in main () at test.c:16
(gdb) finish       <--------------------- 退出函数。
Run till exit from #0  func (n=250) at test.c:4
0x0000000000400686 in main () at test.c:16
16          printf("result[1-250] = %d 
", func(250) );
Value returned is $6 = 31125
(gdb) c                <--------------------- 继续运行。
Continuing.
result[1-250] = 31125  <----------程序输出。

Program exited with code 027. <--------程序退出，调试结束。
(gdb) q     <--------------------- 退出gdb。

好了，有了以上的感性认识，还是让我们来系统地认识一下gdb吧。

使用GDB

一般来说GDB主要调试的是C/C++的程序。要调试C/C++的程序，首先在编译时，我们必须要把调试信息加到可执行文件中。使用编译器（cc/gcc/g++）的 -g 参数可以做到这一点。如：

> cc -g hello.c -o hello
> g++ -g hello.cpp -o hello

如果没有-g，你将看不见程序的函数名、变量名，所代替的全是运行时的内存地址。当你用-g把调试信息加入之后，并成功编译目标代码以后，让我们来看看如何用gdb来调试他。

启动GDB的方法有以下几种：

1. gdb

2. gdb

3. gdb

GDB启动时，可以加上一些GDB的启动开关，详细的开关可以用gdb -help查看。我在下面只例举一些比较常用的参数：

• -symbols
• -se file ：从指定文件中读取符号表信息，并把他用在可执行文件中。
• -core
• -directory

GDB的命令

启动gdb后，就你被带入gdb的调试环境中，就可以使用gdb的命令开始调试程序了，gdb的命令可以使用help命令来查看，如下所示：

gdb
GNU gdb (GDB) SUSE (7.1-8.9.1)
Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-suse-linux".
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
(gdb) help
List of classes of commands:

aliases -- Aliases of other commands
breakpoints -- Making program stop at certain points
data -- Examining data
files -- Specifying and examining files
internals -- Maintenance commands
obscure -- Obscure features
running -- Running the program
stack -- Examining the stack
status -- Status inquiries
support -- Support facilities
tracepoints -- Tracing of program execution without stopping the program
user-defined -- User-defined commands

Type "help" followed by a class name for a list of commands in that class.
Type "help all" for the list of all commands.
Type "help" followed by command name for full documentation.
Type "apropos word" to search for commands related to "word".
Command name abbreviations are allowed if unambiguous.
(gdb)

gdb的命令很多，gdb把之分成许多个种类。help命令只是例出gdb的命令种类，如果要看种类中的命令，可以使用help

gdb中，输入命令时，可以不用打全命令，只用打命令的前几个字符就可以了，当然，命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令，在Linux下，你可以敲击两次TAB键来补齐命令的全称，如果有重复的，那么gdb会把其例出来。

示例一：在进入函数func时，设置一个断点。可以敲入break func，或是直接就是b func

(gdb) b func
Breakpoint 1 at 0x400613: file test.c, line 3.

示例二：敲入b按两次TAB键，你会看到所有b打头的命令：

(gdb) b
backtrace  bookmark   break      bt

示例三：只记得函数的前缀，可以这样：

(gdb) b f <按两次TAB键>
frame_dummy  func
GDB把所有make开头的函数全部例出来给你查看。

示例四：调试C++的程序时，有可以函数名一样。如：

(gdb) b bubble(    <按两次TAB键>
bubble(double,double)    bubble(int,int)
你可以查看到C++中的所有的重载函数及参数。（注：M-?和“按两次TAB键”是一个意思）

要退出gdb时，只用发quit或命令简称q就行了。

GDB中运行UNIX的shell程序

在gdb环境中，你可以执行UNIX的shell的命令，使用gdb的shell命令来完成：

(gdb) shell  ls
test.c  test  test.o

还有一个gdb命令是make，可以在gdb中执行make命令来重新build自己的程序

(gdb) make

在GDB中运行程序

当以gdb

在gdb中，运行程序使用r或是run命令。程序的运行，你有可能需要设置下面四方面的事。

1. 程序运行参数。

   • set args ：可指定运行时参数。（如：set args 10 20 30 40 50）
   • show args ：命令可以查看设置好的运行参数。

2. 运行环境。

   • path [dir] ：可设定程序的运行路径。
   • show paths ：查看程序的运行路径。
   • set environment varname [=value] ：设置环境变量。如：set env USER=hchen
   • show environment [varname] ：查看环境变量。

3. 工作目录。

   • cd [dir] ：相当于shell的cd命令。
   • pwd ：显示当前的所在目录。

4. 程序的输入输出。

   • info terminal ：显示你程序用到的终端的模式。
   • 使用重定向控制程序输出。如：run > outfile
   • tty命令可以指写输入输出的终端设备。如：tty /dev/ttyb

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