GDB使用技巧(2)——GDB命令

DB的命令概貌

啓動gdb後，就你被帶入gdb的調試環境中，就可以使用gdb的命令開始調試程序了，gdb的命令可以使用help命令來查看，如下所示：

/home/hchen> gdb
GNU gdb 5.1.1
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "i386-suse-linux".
(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" followed by command name for full documentation.
Command name abbreviations are allowed if unambiguous.
(gdb)

gdb的命令很多，gdb把之分成許多個種類。help命令只是例出gdb的命令種類，如果要看種類中的命令，可以使用help <class> 命令，如：help breakpoints，查看設置斷點的所有命令。也可以直接help <command>來查看命令的幫助。

gdb中，輸入命令時，可以不用打全命令，只用打命令的前幾個字符就可以了，當然，命令的前幾個字符應該要標誌着一個唯一的命令，在Linux下，你可以敲擊兩次TAB鍵來補齊命令的全稱，如果有重複的，那麼gdb會把其例出來。
   
示例一：在進入函數func時，設置一個斷點。可以敲入break func，或是直接就是b func

• (gdb) b func
• Breakpoint 1 at 0x8048458: file hello.c, line 10.

示例二：敲入b按兩次TAB鍵，你會看到所有b打頭的命令：

• (gdb) b
• backtrace  break      bt
• (gdb)

示例三：只記得函數的前綴，可以這樣：

• (gdb) b make_ <按TAB鍵>
• （再按下一次TAB鍵，你會看到:）
• make_a_section_from_file     make_environ
• make_abs_section             make_function_type
• make_blockvector             make_pointer_type
• make_cleanup                 make_reference_type
• make_command                 make_symbol_completion_list
• (gdb) b make_

GDB把所有make開頭的函數全部例出來給你查看。

示例四：調試C++的程序時，有可以函數名一樣。如：

• (gdb) b 'bubble( M-?
• bubble(double,double)    bubble(int,int)
• (gdb) b 'bubble(

你可以查看到C++中的所有的重載函數及參數。（注：M-?和“按兩次TAB鍵”是一個意思）

要退出gdb時，只用發quit或命令簡稱q就行了。

在GDB中運行程序

當以gdb <program>方式啓動gdb後，gdb會在PATH路徑和當前目錄中搜索<program>的源文件。如要確認gdb是否讀到源文件，可使用l或list命令，看看gdb是否能列出源代碼。

在gdb中，運行程序使用r或是run命令。程序的運行，你有可能需要設置下面四方面的事。

1、程序運行參數。
    set args 可指定運行時參數。（如：set args 10 20 30 40 50）
    show args 命令可以查看設置好的運行參數。

2、運行環境。
    path <dir> 可設定程序的運行路徑。
    show paths 查看程序的運行路徑。
    set environment varname [=value] 設置環境變量。如：set env USER=hchen
    show environment [varname] 查看環境變量。

3、工作目錄。
    cd <dir> 相當於shell的cd命令。
    pwd 顯示當前的所在目錄。

4、程序的輸入輸出。
    info terminal 顯示你程序用到的終端的模式。
    使用重定向控制程序輸出。如：run > outfile
    tty命令可以指寫輸入輸出的終端設備。如：tty /dev/ttyb

調試已運行的程序

兩種方法：
1、在UNIX下用ps查看正在運行的程序的PID（進程ID），然後用gdb <program> PID格式掛接正在運行的程序。
2、先用gdb <program>關聯上源代碼，並進行gdb，在gdb中用attach命令來掛接進程的PID。並用detach來取消掛接的進程。

暫停/恢復程序運行

調試程序中，暫停程序運行是必須的，GDB可以方便地暫停程序的運行。你可以設置程序的在哪行停住，在什麼條件下停住，在收到什麼信號時停往等等。以便於你查看運行時的變量，以及運行時的流程。

當進程被gdb停住時，你可以使用info program 來查看程序的是否在運行，進程號，被暫停的原因。

在gdb中，我們可以有以下幾種暫停方式：斷點（BreakPoint）、觀察點（WatchPoint）、捕捉點（CatchPoint）、信號（Signals）、線程停止（Thread Stops）。如果要恢復程序運行，可以使用c或是continue命令。

一、設置斷點（BreakPoint）

我們用break命令來設置斷點。正面有幾點設置斷點的方法：

• break <function>

    在進入指定函數時停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格式來指定函數名。

• break <linenum>

    在指定行號停住。

• break +offset
• break -offset

    在當前行號的前面或後面的offset行停住。offiset爲自然數。

• break filename:linenum

    在源文件filename的linenum行處停住。

• break filename:function

    在源文件filename的function函數的入口處停住。

• break *address

    在程序運行的內存地址處停住。

• break

    break命令沒有參數時，表示在下一條指令處停住。

• break ... if <condition>

    ...可以是上述的參數，condition表示條件，在條件成立時停住。比如在循環境體中，可以設置break if i=100，表示當i爲100時停住程序。

查看斷點時，可使用info命令，如下所示：（注：n表示斷點號）

• info breakpoints [n]
• info break [n]

二、設置觀察點（WatchPoint）

觀察點一般來觀察某個表達式（變量也是一種表達式）的值是否有變化了，如果有變化，馬上停住程序。我們有下面的幾種方法來設置觀察點：

• watch <expr>

    爲表達式（變量）expr設置一個觀察點。一量表達式值有變化時，馬上停住程序。
   

• rwatch <expr>

    當表達式（變量）expr被讀時，停住程序。
   

• awatch <expr>

    當表達式（變量）的值被讀或被寫時，停住程序。

• info watchpoints

    列出當前所設置了的所有觀察點。

三、設置捕捉點（CatchPoint）

你可設置捕捉點來補捉程序運行時的一些事件。如：載入共享庫（動態鏈接庫）或是C++的異常。設置捕捉點的格式爲：

catch <event>
    當event發生時，停住程序。event可以是下面的內容：
    1、throw 一個C++拋出的異常。（throw爲關鍵字）
    2、catch 一個C++捕捉到的異常。（catch爲關鍵字）
    3、exec 調用系統調用exec時。（exec爲關鍵字，目前此功能只在HP-UX下有用）
    4、fork 調用系統調用fork時。（fork爲關鍵字，目前此功能只在HP-UX下有用）
    5、vfork 調用系統調用vfork時。（vfork爲關鍵字，目前此功能只在HP-UX下有用）
    6、load 或 load <libname> 載入共享庫（動態鏈接庫）時。（load爲關鍵字，目前此功能只在HP-UX下有用）
    7、unload 或 unload <libname> 卸載共享庫（動態鏈接庫）時。（unload爲關鍵字，目前此功能只在HP-UX下有用）

tcatch <event>
    只設置一次捕捉點，當程序停住以後，應點被自動刪除。

四、維護停止點

上面說了如何設置程序的停止點，GDB中的停止點也就是上述的三類。在GDB中，如果你覺得已定義好的停止點沒有用了，你可以使用delete、clear、disable、enable這幾個命令來進行維護。

• clear

清除所有的已定義的停止點。

• clear <function>
• clear <filename:function>

清除所有設置在函數上的停止點。

• clear <linenum>
• clear <filename:linenum>

清除所有設置在指定行上的停止點。

• delete [breakpoints] [range...]

刪除指定的斷點，breakpoints爲斷點號。如果不指定斷點號，則表示刪除所有的斷點。range 表示斷點號的範圍（如：3-7）。其簡寫命令爲d。

比刪除更好的一種方法是disable停止點，disable了的停止點，GDB不會刪除，當你還需要時，enable即可，就好像回收站一樣。

• disable [breakpoints] [range...]

disable所指定的停止點，breakpoints爲停止點號。如果什麼都不指定，表示disable所有的停止點。簡寫命令是dis.

• enable [breakpoints] [range...]

enable所指定的停止點，breakpoints爲停止點號。

• enable [breakpoints] once range...

enable所指定的停止點一次，當程序停止後，該停止點馬上被GDB自動disable。

• enable [breakpoints] delete range...

enable所指定的停止點一次，當程序停止後，該停止點馬上被GDB自動刪除。

五、停止條件維護

前面在說到設置斷點時，我們提到過可以設置一個條件，當條件成立時，程序自動停止，這是一個非常強大的功能，這裏，我想專門說說這個條件的相關維護命令。一般來說，爲斷點設置一個條件，我們使用if關鍵詞，後面跟其斷點條件。並且，條件設置好後，我們可以用condition命令來修改斷點的條件。（只有break和watch命令支持if，catch目前暫不支持if）

• condition <bnum> <expression>

    修改斷點號爲bnum的停止條件爲expression。

• condition <bnum>

    清除斷點號爲bnum的停止條件。

還有一個比較特殊的維護命令ignore，你可以指定程序運行時，忽略停止條件幾次。

• ignore <bnum> <count>

    表示忽略斷點號爲bnum的停止條件count次。

六、爲停止點設定運行命令

我們可以使用GDB提供的command命令來設置停止點的運行命令。也就是說，當運行的程序在被停止住時，我們可以讓其自動運行一些別的命令，這很有利行自動化調試。對基於GDB的自動化調試是一個強大的支持。

• commands [bnum]
• ... command-list ...
• end

爲斷點號bnum指寫一個命令列表。當程序被該斷點停住時，gdb會依次運行命令列表中的命令。

例如：

•     break foo if x>0
•     commands
•     printf "x is %d/n",x
•     continue
•     end

    斷點設置在函數foo中，斷點條件是x>0，如果程序被斷住後，也就是，一旦x的值在foo函數中大於0，GDB會自動打印出x的值，並繼續運行程序。

如果你要清除斷點上的命令序列，那麼只要簡單的執行一下commands命令，並直接在打個end就行了。

七、斷點菜單

在C++中，可能會重複出現同一個名字的函數若干次（函數重載），在這種情況下，break <function>不能告訴GDB要停在哪個函數的入口。當然，你可以使用break <function(type)>也就是把函數的參數類型告訴GDB，以指定一個函數。否則的話，GDB會給你列出一個斷點菜單供你選擇你所需要的斷點。你只要輸入你菜單列表中的編號就可以了。如：

(gdb) b String::after
[0] cancel
[1] all
[2] file:String.cc; line number:867
[3] file:String.cc; line number:860
[4] file:String.cc; line number:875
[5] file:String.cc; line number:853
[6] file:String.cc; line number:846
[7] file:String.cc; line number:735
> 2 4 6
Breakpoint 1 at 0xb26c: file String.cc, line 867.
Breakpoint 2 at 0xb344: file String.cc, line 875.
Breakpoint 3 at 0xafcc: file String.cc, line 846.
Multiple breakpoints were set.
Use the "delete" command to delete unwanted
 breakpoints.
(gdb)

可見，GDB列出了所有after的重載函數，你可以選一下列表編號就行了。0表示放棄設置斷點，1表示所有函數都設置斷點。

八、恢復程序運行和單步調試

當程序被停住了，你可以用continue命令恢復程序的運行直到程序結束，或下一個斷點到來。也可以使用step或next命令單步跟蹤程序。

• continue [ignore-count]
• c [ignore-count]
• fg [ignore-count]

    恢復程序運行，直到程序結束，或是下一個斷點到來。ignore-count表示忽略其後的斷點次數。continue，c，fg三個命令都是一樣的意思。

• step <count>

        單步跟蹤，如果有函數調用，他會進入該函數。進入函數的前提是，此函數被編譯有debug信息。很像VC等工具中的step in。後面可以加count也可以不加，不加表示一條條地執行，加表示執行後面的count條指令，然後再停住。

• next <count>

    同樣單步跟蹤，如果有函數調用，他不會進入該函數。很像VC等工具中的step over。後面可以加count也可以不加，不加表示一條條地執行，加表示執行後面的count條指令，然後再停住。

• set step-mode
• set step-mode on

    打開step-mode模式，於是，在進行單步跟蹤時，程序不會因爲沒有debug信息而不停住。這個參數有很利於查看機器碼。

• set step-mod off

    關閉step-mode模式。

• finish

    運行程序，直到當前函數完成返回。並打印函數返回時的堆棧地址和返回值及參數值等信息。

• until 或 u

    當你厭倦了在一個循環體內單步跟蹤時，這個命令可以運行程序直到退出循環體。

• stepi 或 si
• nexti 或 ni

        單步跟蹤一條機器指令！一條程序代碼有可能由數條機器指令完成，stepi和nexti可以單步執行機器指令。與之一樣有相同功能的命令是“display/i $pc” ，當運行完這個命令後，單步跟蹤會在打出程序代碼的同時打出機器指令（也就是彙編代碼）

九、信號（Signals）

信號是一種軟中斷，是一種處理異步事件的方法。一般來說，操作系統都支持許多信號。尤其是UNIX，比較重要應用程序一般都會處理信號。UNIX定義了許多信號，比如SIGINT表示中斷字符信號，也就是Ctrl+C的信號，SIGBUS表示硬件故障的信號；SIGCHLD表示子進程狀態改變信號；SIGKILL表示終止程序運行的信號，等等。信號量編程是UNIX下非常重要的一種技術。

GDB有能力在你調試程序的時候處理任何一種信號，你可以告訴GDB需要處理哪一種信號。你可以要求GDB收到你所指定的信號時，馬上停住正在運行的程序，以供你進行調試。你可以用GDB的handle命令來完成這一功能。

•     handle <signal> <keywords...>

        在GDB中定義一個信號處理。信號<signal>可以以SIG開頭或不以SIG開頭，可以用定義一個要處理信號的範圍（如：SIGIO-SIGKILL，表示處理從SIGIO信號到SIGKILL的信號，其中包括SIGIO，SIGIOT，SIGKILL三個信號），也可以使用關鍵字all來標明要處理所有的信號。一旦被調試的程序接收到信號，運行程序馬上會被GDB停住，以供調試。其<keywords>可以是以下幾種關鍵字的一個或多個。

• nostop

    當被調試的程序收到信號時，GDB不會停住程序的運行，但會打出消息告訴你收到這種信號。

• stop

    當被調試的程序收到信號時，GDB會停住你的程序。

• print

    當被調試的程序收到信號時，GDB會顯示出一條信息。

• noprint

    當被調試的程序收到信號時，GDB不會告訴你收到信號的信息。

• pass
• noignore

    當被調試的程序收到信號時，GDB不處理信號。這表示，GDB會把這個信號交給被調試程序會處理。

• nopass
• ignore

     當被調試的程序收到信號時，GDB不會讓被調試程序來處理這個信號。

 

• info signals
• info handle

     查看有哪些信號在被GDB檢測中。

十、線程（Thread Stops）

如果你程序是多線程的話，你可以定義你的斷點是否在所有的線程上，或是在某個特定的線程。GDB很容易幫你完成這一工作。

• break <linespec> thread <threadno>
• break <linespec> thread <threadno> if ...

        linespec指定了斷點設置在的源程序的行號。threadno指定了線程的ID，注意，這個ID是GDB分配的，你可以通過“info threads”命令來查看正在運行程序中的線程信息。如果你不指定thread <threadno>則表示你的斷點設在所有線程上面。你還可以爲某線程指定斷點條件。如：
   

• (gdb) break frik.c:13 thread 28 if bartab > lim

當你的程序被GDB停住時，所有的運行線程都會被停住。這方便你你查看運行程序的總體情況。而在你恢復程序運行時，所有的線程也會被恢復運行。那怕是主進程在被單步調試時。