GDB 是我们平时调试 c/c++程序的利器, 查起复杂的 bug 问题,比打印大法要好的多,但是也不得不说, gdb 在默认情况下用起来并不是很好用,最近学习到几个高级点的技巧,分享下:
一 美化打印
先上个例子:
#include <stdio.h>
typedef struct {
int i ;
int j;
char * str;
int array[10];
} test_type_t;
int main (int argc, char * argv[])
{
test_type_t t = {1,2,"test a str" ,{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}};
printf("i:%d,j:%d
", t.i,t.j);
return 0;
}
gdb 调试:
(gdb) n
14 printf("i:%d,j:%d
", t.i,t.j);
(gdb) p t
$1 = {i = 1, j = 2, str = 0x400710 "test a str", array = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}}
(gdb) set print pretty
(gdb) p t
$2 = {
i = 1,
j = 2,
str = 0x400710 "test a str",
array = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
}
(gdb)
set print pretty 通过这个命令可以美化 gdb 的打印,特别是复杂的数据结构,比较推荐. set print array-indexes on 打印数组的下标
这些命令如果记不住怎么办, 类似 linux 启动,会执行些初始化脚本,gdb 也一样,脚本名为:
.gdbinit将刚才的两个命令加入进去,就不用每次执行这个命令调试.
二 动态打印
一般情况下,我们用 gdb 调试的时候,先在产生问题的代码的调用逻辑链上设置端点,调试,有时候为了更方便调试,我们会在这些关键地方加上打印语句. 有时候加的打印代码不够全,来回要反复几次. 每次加好打印代码后,需要编译程序,来回折腾几次,确实比较麻烦.
GDB 提供动态打印功能,可以在不修改代码情况下,动态插入打印语句,说的比较抽象,举例说明:
2 #include <stdio.h>
3
4 typedef struct {
5 int i ;
6 int j;
7 char * str;
8 int array[10];
9 } test_type_t;
10
11 int main (int argc, char * argv[])
12 {
13 test_type_t t = {1,2,"test a str" ,{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}};
14 printf("i:%d,j:%d
", t.i,t.j);
15
16 for (int k = 0; k <= 10; k++ ) {
17 t.array[k] += 10;
18 }
19 printf("index 0 :%d" ,t.array[0]);
20 return 0;
21 }
上面位置k <= 10; 这一行越界,调试下:
(gdb) dprintf 17,"k:%d,array[k]:%d
",k,t.array[k]
Dprintf 2 at 0x40067f: file 1.c, line 17.
(gdb) r
Starting program: /test/a.out
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe648) at 1.c:13
13 test_type_t t = {1,2,"test a str" ,{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}};
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-196.el7_4.2.x86_64 libgcc-4.8.5-16.el7_4.2.x86_64 libstdc++-4.8.5-16.el7_4.2.x86_64
(gdb) c
Continuing.
i:1,j:2
k:0,array[k]:1
k:1,array[k]:2
k:2,array[k]:3
k:3,array[k]:4
k:4,array[k]:5
k:5,array[k]:6
k:6,array[k]:7
k:7,array[k]:8
k:8,array[k]:9
k:9,array[k]:10
k:10,array[k]:0
index 0 :11[Inferior 1 (process 150109) exited normally]
(gdb) info b
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x00000000004005fc in main(int, char**) at 1.c:13
breakpoint already hit 1 time
2 dprintf keep y 0x000000000040067f in main(int, char**) at 1.c:17
breakpoint already hit 11 times
printf "k:%d,array[k]:%d
",k,t.array[k]
我们通过dprintf 17,"k:%d,array[k]:%d
",k,t.array[k] 在 17 行动态插入打印语句,然后执行的时候会直接打印出来,17 为行号,后面的语法类似 printf.
动态的语句实际是一个断点(通过 info b 可以看到),只不过这个断点会自动的恢复,这种动态语句是否可以继续在上面设置端点的,答案是不行的,通过 next 执行的时候也执行不到这个语句,只是运行到这里面的时候,可以自动打印变量.
三 断点信息的保存和加载
调试大型程序的时候,往往会设置很多断点,如果需要多次调试,来回敲这些断点信息,也是很烦的,可以通过save breakpoints filename的方法,将断点设置信息保存到filename文件中,GDB 启动后,在通过source filename方式加载:
(gdb) save breakpoints break.bp
Saved to file 'break.bp'.
(gdb) quit
[root@localhost test]# ls
1.c a.out break.bp
[root@localhost test]# cat break.bp
break main
dprintf /test/1.c:17,"k:%d,array[k]:%d
",k,t.array[k]
加载:
[root@localhost test]# gdb ./a.out
Reading symbols from /test/a.out...done.
(gdb) source break.bp
Breakpoint 1 at 0x4005fc: file 1.c, line 13.
Dprintf 2 at 0x40067f: file 1.c, line 17.
(gdb) info b
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x00000000004005fc in main(int, char**) at 1.c:13
2 dprintf keep y 0x000000000040067f in main(int, char**) at 1.c:17
printf "k:%d,array[k]:%d
",k,t.array[k]
是不是很方便那.
四 宏打印
如下示例代码:
1 #include <stdio.h>
2
3 #define MAX(x,y) (x)>=(y)?(x):(y)
4
5 int main(int argc , char * argv[])
6 {
7 char * p = (char*)0x12345;
8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
9 printf("print a test str
");
10 *p = 1;
11 printf("end
");
12 }
如果通过-g选项编译是无法查看宏定义的,可以通过-g3 编译,就可以轻松查看宏定义和宏展开了,如下:
[root@localhost test]# gdb ./2
Reading symbols from /test/2...done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x40064c: file 2.c, line 7.
(gdb) r
Starting program: /test/./2
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe648) at 2.c:7
7 char * p = (char*)0x12345;
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-196.el7_4.2.x86_64 libgcc-4.8.5-16.el7_4.2.x86_64 libstdc++-4.8.5-16.el7_4.2.x86_64
(gdb) n
8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
(gdb) p MAX(3,5)
$1 = 5
(gdb) macro expand MAX(3,5)
expands to: (3)>=(5)?(3):(5)
可以直接通过 p 命令打印宏,也可以进行macro expand MAX(3,5)宏展开,调试宏的时候比较有用.
五 gdb 调试界面
gdb 的调试一般是通过 n 执行下一条命令,然后通过 l 查看当前的代码,不够直观,gdb 其实也可以类似 IDE 那样,显示一行行代码执行,简单的直接输入layout 切换布局:
再输入 n 的时候,箭头自动下移一行.
更棒的是可以同时显示源码和汇编,输入layout split
六 Debug 汇编
有时候,比较麻烦的 bug,可以需要反编译为汇编(disassemble /m main),然后调试, 还是如上的例子程序,调试如下,汇编模式常需要看寄存器的值,输入layout regs可以同时展示汇编和寄存器的值:
这个模式下好处,可以通过 n 命令执行一条条看汇编指令.
我还是更喜欢以下的方式调试:
gdb) disassemble /m main
Dump of assembler code for function main(int, char**):
6 {
0x000000000040063d <+0>: push %rbp
0x000000000040063e <+1>: mov %rsp,%rbp
0x0000000000400641 <+4>: sub $0x20,%rsp
0x0000000000400645 <+8>: mov %edi,-0x14(%rbp)
0x0000000000400648 <+11>: mov %rsi,-0x20(%rbp)
7 char * p = (char*)0x12345;
=> 0x000000000040064c <+15>: movq $0x12345,-0x8(%rbp)
8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
0x0000000000400654 <+23>: mov $0x5,%esi
0x0000000000400659 <+28>: mov $0x400720,%edi
0x000000000040065e <+33>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400663 <+38>: callq 0x400510 <printf@plt>
9 printf("print a test str
");
0x0000000000400668 <+43>: mov $0x40072d,%edi
0x000000000040066d <+48>: callq 0x400530 <puts@plt>
10 *p = 1;
0x0000000000400672 <+53>: mov -0x8(%rbp),%rax
0x0000000000400676 <+57>: movb $0x1,(%rax)
11 printf("end
");
0x0000000000400679 <+60>: mov $0x40073e,%edi
0x000000000040067e <+65>: callq 0x400530 <puts@plt>
12 }
0x0000000000400683 <+70>: mov $0x0,%eax
0x0000000000400688 <+75>: leaveq
0x0000000000400689 <+76>: retq
End of assembler dump.
(gdb) ni
8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
(gdb) ni
0x0000000000400659 8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
(gdb) ni
0x000000000040065e 8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
(gdb) ni
0x0000000000400663 8 printf("max(3,5):%d
",MAX(3,5));
(gdb) ni
max(3,5):5
9 printf("print a test str
");
(gdb) ni
0x000000000040066d 9 printf("print a test str
");
(gdb) ni
print a test str
10 *p = 1;
(gdb) info register
通过disassemble /m main 来将源码和汇编一起显示,ni 执行下一条汇编指令.
info register来显示汇编信息,core 的位置的指令为:
0x0000000000400676 <+57>: movb $0x1,(%rax) 将 1 赋值给 rax 寄存器保存的地址,
我们可以看下 rax 寄存器,p $rax 直接打印,然后通过x /x 0x12345 来测试下这个地址是否合法,这个地址不是栈的地址,也不是我们申请的堆地址,直接写,就引起的段错误.
七 诗词欣赏
滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。
出自明代[杨慎]
滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。
是非成败转头空。青山依旧在，几度夕阳红。
白发渔樵江渚上，惯看秋月春风。
一壶浊酒喜相逢。古今多少事，都付笑谈中。
