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总述
gdb 虽然只是一个调试器，但如何要用好它，必须深刻理解 linux 下程序是如何编译运行的，比较推荐的书有《CSAPP》（中文版名：深入理解计算机系统)和《APUE》（中文名：Unix 环境高级编程）。
本文只局限对 gdb 的使用上，后面有机会再介绍关于 linux 下程序编译运行相关的知识。
调试的目的
关于调试目的，大家第一印象肯定是发现程序问题。这的确是最主要的目的。另外一点是帮助我们理解他人写的程序。对我来说这也非常有用。如果发现程序有问题，有时不防试试画一个流程图，边理解程序边调试问题。
基本知识
Stack（栈)
当调试的程序暂停时，你首先想知道的是它停在了什么地方，以及它是怎样到达那里的。
调试的程序每调用一个函数，就会产生关于这个调用的相关信息。这些信息包括调用前的位置、传递的参数、以及被调用函数的局部变量。这些信息保存在一个名为栈帧（stack frame）的数据块中。栈帧是在内存中分配的成为“调用栈”（call stack）的一块区域。
当程序暂停的时候，gdb 中一些检查栈的命令允许你查看这些所有的信息。
gdb 和 gdb 命令会选择其中的一个栈帧作为“当前栈帧”。不管什么时候用 gdb 来显示程序中的变量的值，这个变量总是指当前帧中的变量。有一些特殊的 gdb 命令可以让你选择你感兴趣的帧。
被调试的程序暂停时，gdb 自动选择当前程序在其中运行的帧，并对其作一简短描述，类似于 frame 命令。
Frames（帧）
调用栈是被在内存中分割成一些连续的相邻的数据块，它们被称为“栈帧”，简称“帧”。每个帧都包含有调用一个函数的相关数据，包括被调用函数的局部变量和被调用函数的地址等等。
当程序运行时，栈里只有一个帧，即 main 函数的帧，它被称为初始化帧或者最层的帧。每调用一个函数就会产生一个新的帧，当函数返回时，相应的帧就会被删除。如果函数是递归调用的，则可能产生很多针对调用这个函数的帧。每次实际调用一次这个函数，产生的帧被成为“最内层的帧”。这是所有帧里最新产生的。
在程序中，帧是用地址来标识的，每个帧都有很多个字节，每个字节都有自己的地址。每种计算机都有各自不同的约定来选择一个代表帧地址的字节。通常这个地址是记录在名为“帧指针”$FP(Frame Pointer Register)的一个寄存器里。
gdb 将每个存在的栈帧赋予了一个数字，从 0 开始，编号为 0 的帧代表最内层的帧，编号为 1 的帧代表调用它的帧，以此类推。这些数字编号实际上并不存在于被调试的程序中，它们只是由 gdb 赋予的值，以便在 gdb 命令里可以方便地标识帧。
一些编译器提供了一种使程序不使用栈帧的编译方法（例如 gcc 编译器使用 -fomit-frame-pointer 选项时就可以产生不使用帧的函数）。这只是偶尔用在大量的库函数调用时的一种方法，以便程序可以节省建立帧的时间。如果最内层的帧没有栈帧的话，gdb 还是可以像往常一样认为它有一个单独的帧并标识为编号为 0，以便正确地对函数调用链进行跟踪。但是 gdb 没有办法对其它的函数调用帧进行标识。
一. 启动 gdb
1.1 几种方法
gdb program
gdb program core
gdb program
gdb --args gcc -O2 -c foo.c
gdb --silent上面的 gdb --args gcc -O2 -c foo.c 将调试 gcc, 并把 -O2 -c foo.c 作为参数传递给 gcc
1.2 参数
-symbol file
-s file
-exec file
-e file
-se file #read symbol table from file file and use it as the executable file
-core file
-c file
-pid number
-p number
-command file
-x command
-eval-command command
-ex command #execute a signal GDB command
-init-comamnd file
-ix file
-init-eval-command comand
-iex command
-directory directory
-d directory # add directory to the path to search for the source and scrip files1.3 shell command
如果要执行 shell comands, 可以用 shell 开头就行
shell command-string
!command-string如果是 make, 则可以直接输入make make-args
1.4 log
如果你想把 GDB 命令输出到一个文件有，有几种方法控制
set logging on
set logging off
set logging file <filename>
set logging overwrite [on|off] #默认会追加到 logfile 里
set logging redirect [on|off] #默认 GDB 输出会在 terminal 和 logfile 里显示，用 redirect 让它只在 logfile 里显示
show logging二. 使用帮助
主要有两个命令
2.1 help
如果知道命令名，直接输入help <command_name>
2.2 apropos
如果不记得命令名，可以搜索关键字，apropos <regexp>
(gdb) apropos args
advance -- Continue the program up to the given location (same form as args for break command)
collect -- Specify one or more data items to be collected at a tracepoint
handle -- Specify how to handle a signal
info args -- Argument variables of current stack frame
l -- List specified function or line
list -- List specified function or line
r -- Start debugged program
run -- Start debugged program
set args -- Set argument list to give program being debugged when it is started
show args -- Show argument list to give program being debugged when it is started
u -- Execute until the program reaches a source line greater than the current
until -- Execute until the program reaches a source line greater than the current三. 运行
包含三个命令：
run : 开始运行
start：运行并停在 main 函数上
continue：继续运行
ignore：忽略某函数或文件
checkpoint: 设置书签
2.1 start
后面可以跟参数, 如start 1 2 3
2.2 ignore
忽略某函数或文件
在调试程序中可能会不关心某个函数或文件，这时可以用 skip 来略过他们。
语法如下：
skip -file <file>
skip -gfile <file_glob_pattern>
skip -function <linespec>
skip -rfunction <regexp>
info skip [range]<linespec> 是一个冒号分隔的列表，它可以包括文件名，函数名。（filename:linenum, function:label, filename:function, label)
示例如下：
(gdb) skip -rfu ^std::(allocator|basic_string)<.*>::~?\1 *\((gdb) skip -rfu ^std::([a-zA-z0-9_]+)<.*>::~?\1 *\(第一个命令忽略 std::string 的构造和解构函数
第二个命令忽略所有来自 std namespace 的函数的构造和解构函数
2.3 checkpoint
gdb 可以在程序执行的过程中保留快照 (状态) 信息，称之为 checkpoint，可以在进来返回到该处再次查看当时的信息，比如内存、寄存器以及部分系统状态。通过设置 checkpoint，万一调试的过程中错误发生了但是已经跳过了错误发生的地方，就可以快速返回 checkpoint 再开始调试，而不用重启程序重新来过。
2.3.1 checkpoint
对当前执行状态保存一个快照，gdb 会自动产生一个对应的编号供后续标识使用。从提示信息看来，其实每建立一个 checkpoint，都会 fork 出一个子进程，所以每个 checkpoint 都有一个唯一的进程 ID 所对应着。
2.3.2 info checkpoints
查看所有的 checkpoint，包括进程 ID、代码地址和当时的行号或者符号。
2.3.3 restart checkpoint-id
恢复程序状态到 checkpoint-id 指明的 checkpoint，所有的程序变量、寄存器、栈都会被还原到那个状态，同时 gdb 还会将时钟信息回退到那个点。恢复过程中程序的状态和系统的部分状态是支持的，比如文件指针等信息，但是写入文件的数据、传输到外部设备的数据都无法被回退。
2.3.4 delete checkpoint checkpoint-id
删除指定的 checkpoint。
此外，checkpoint 的作用还在于断点、观测点不是什么情况下都可用的情况下，因为 Linux 系统有时候为了安全考虑，会随机化新进程的地址空间，这样重启调试程序会导致之前使用绝对地址设置的断点、观测点不可用。
四. 断点
在一个位置上设置断点，可以对应多个位置，gdb 要自动在需要的位置插入断点。在动态库里也可以设置断点，不过其地址在加载后才能解析。
断点的设置有几种方法
break
b
break [Function Name]
break [File Name]:[Line Number]
break [Line Number]
break *[Address]
break [...] if [Condition]
break [...] thread [Thread-id]
b [...]
rbreak [regexp]
rbreak [File Name]:[regexp]
tbreak [args]4.1 Function name 和 Address
不要混淆 [Function name] 和[Address]，比如你想在地址 0x40138c 上设定断点，如果用
gdb> break 0x4007d9会失败，GDB 会 0x40138c 解释成函数而不是地址。正确的做法是
(gdb) break *0x4007d9可以用下面命令得到相应行的地址：
(gdb) i line gdbprog.cc:14
Line 14 of "gdbprog.cc" starts at address 0x4007d9 <InitArrays(int*)+17> and ends at 0x4007f7 <InitArrays(int*)+47>.或者
(gdb) disas /m InitArrays
Dump of assembler code for function InitArrays(int*):
8 void InitArrays(int* array)
0x00000000004007c8 <+0>: push %rbp
0x00000000004007c9 <+1>: mov %rsp,%rbp
0x00000000004007cc <+4>: mov %rdi,-0x18(%rbp)
9 {
10
11
12 for(int i = 0;i < 10;i++)
0x00000000004007d0 <+8>: movl $0x0,-0x4(%rbp)
0x00000000004007d7 <+15>: jmp 0x40080a <InitArrays(int*)+66>
0x0000000000400807 <+63>: incl -0x4(%rbp)
0x000000000040080a <+66>: cmpl $0x9,-0x4(%rbp)
0x000000000040080e <+70>: jle 0x4007d9 <InitArrays(int*)+17>
13 {14 ptrArray[i] = array + i;
0x00000000004007d9 <+17>: mov -0x4(%rbp),%ecx
0x00000000004007dc <+20>: mov -0x4(%rbp),%eax
0x00000000004007df <+23>: cltq
0x00000000004007e1 <+25>: shl $0x2,%rax
0x00000000004007e5 <+29>: mov %rax,%rdx
0x00000000004007e8 <+32>: add -0x18(%rbp),%rdx
0x00000000004007ec <+36>: movslq %ecx,%rax
0x00000000004007ef <+39>: mov %rdx,0x6013e0(,%rax,8)
15 iArray[i] = i;
0x00000000004007f7 <+47>: mov -0x4(%rbp),%eax
0x00000000004007fa <+50>: movslq %eax,%rdx
0x00000000004007fd <+53>: mov -0x4(%rbp),%eax
0x0000000000400800 <+56>: mov %eax,0x6013a0(,%rdx,4)
16 }
17 }
0x0000000000400810 <+72>: leaveq
0x0000000000400811 <+73>: retq
End of assembler dump.4.2. Pending breakpoints
如果试图将断点设在位于还未加载的 shared library 代码内，那么就会显示类似下面 warning
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n])
但它可能永远不会工作，如果是下列情况：
- shared library 不包含任何 debugging symbols (被用‘strip’命令移除掉)
- GDB 无法检测到 library 被加载 (比如，在 android 上使用 GDB 6.x)
- 你输入的是一个错误文件名或函数名
所以可以用下面几个命令来做调试
-
info sharedlibrary: 目前加载的 shared library -
info sources: 被 GDB 识别的源文件 -
info breakpoints: 创建的断点和它们的状态
4.3. 条件断点
大约有以下几种形式
break main if argc > 1
break 180 if (string == NULL && i < 0)
break test.c:34 if (x & y) == 1
break myfunc if i % (j+3) != 0
break 44 if strlen(mystring) == 0
b 10 if ((int)$gdb_strcmp(a,"chinaunix") == 0)
b 10 if ((int)aa.find("dd",0) == 0)经常犯的一个错误就是 在 if 和后面的（之间没放空格
另外注意 条件表达式的返回值类型是 int
当设置了断点后，后面可以使用 condition 和 ignore 来修改这个断点条件
4.4. condition
condition <break_list> (condition)比如
cond 3 (i==4)上面命令把 breakpoint 3 的条件修改成(i==4)
4.5. ignore
ignore <break_list> count上面命令表示 break_list 指定的断点将被忽略 count 次
比如现在 i =0, 设置 i >4 为条件，那么忽略 3 次后，它停在 i =8，忽略了 i =5, 6, 7
4.6. commands
commands <break_list>当断点被触发时，运行相应的命令
可以用 info breakpoints 来查看相应断点上附着的命令
(gdb) i b
Num Type Disp Enb Address What
3 breakpoint keep y 0x00000000004007d9 in InitArrays(int*) at gdbprog.cc:14
stop only if (i>4)
breakpoint already hit 5 times
silent
printf "hz: i=%d\n",i
c
7 breakpoint keep y 0x0000000000400962 in main() at gdbprog.cc:51
breakpoint already hit 1 time一个断点上只允许附着一条命令，再次调用 commands 3 后会覆盖掉前面的命令
因此如果要删除相应的命令，只需用空的 commands 3 就行了
4.7. define
用 define 可以录制宏，这些宏就像 shell 脚本一样，可以传入参数，依次是 $arg0, $arg1, …
可以把这些宏放在.gdbinit 文件中
录制好宏后就可以在 commands 中使用
宏并不支持所有 GDB 命令，比如 silent 就不能用于宏中, 它会在运行时报错：Undefined commands: “silent”
(gdb) define printAndGo
Type commands for definition of "printAndGo".
End with a line saying just "end".
>printf "i=%d\n",$arg0
>cont
>end
(gdb) commands 3
Type commands for breakpoint(s) 3, one per line.
End with a line saying just "end".
>silent
>printAndGo
>end
(gdb) i b
Num Type Disp Enb Address What
3 breakpoint keep y 0x00000000004007d9 in InitArrays(int*) at gdbprog.cc:14
stop only if (i>4)
silent
printAndGo i
7 breakpoint keep y 0x0000000000400962 in main() at gdbprog.cc:51
如果要查看这些宏的定义，可以用 show user 来查看
(gdb) show user
User command "pbuf":
set $i=0
while ($i<strlen(netiring.supply))
print netiring.supply[$i]
set $i=$i+1
end
User command "pobuf":
set $i=0
while ($i<strlen(netoring.consume))
print netoring.consume[$i]
set $i=$i+1
end4.8 tbreak
只生效一次临时断点
4.9 rbreak
在所有匹配 regexp 的函数名处都设置断点。它的 regexp 和 grep 相同
4.10 管理
clear localtion
location 可以是 function, file:func, linenum, file:linenumdelete [breakpoints] [range...]
[breakpoints]是可选项 disable|enable [breakpoints] [range...]
禁用 | 启用断点 enable [breakpoints] once range...
启用断点一次 enable [breakpoints] once range...
雇用断点 cnt 次 enable [breakpoints] delete range...
临时启用断点，一旦被激活就会把删除，和 tbreak 相似
五. 检查数据
pirnt
x
display
set
watch
catch
tracepoint5.1 print
print 接受表达式和计算它的值。任何该语言支持常值，变量和操作符都可以使用，像条件表达式，函数调用，类型转换，字符常量。GDB 还支持数组常量，语法是{element, element…}, 比如 print {1,2,3}.GDB 支持还支持下面操作符
- @
二进制操作符，可以把 momery 当成数组。
int *array = (int*) malloc(len * sizeof(int));可以使用下面命令来打印它的值：
(gdb) p *array@len
(gdb) p/x (short[2])0x12345678
$1 = {0x1234, 0x5678}另外还可以自定义变量
set $i = 0
p dtab[$i++]->fv
RET
RET上面的 RET 表示重复上面的表达式
- ::
定义属于某个文件或函数的变量
- {type} addr
把 addr 的变量按 {type} 类型解释
5.2 x
x/nfu addr
x addr
xn, the repeat count
f, the display format (x, d, u, o, t, a, c, f, s, i)
u, the unit size (b: bytes, h: halfwords, w: words, g: giant words)
(gdb) x/5i $pc-6
0x804837f <main+11>: mov %esp,%ebp
0x8048381 <main+13>: push %ecx
0x8048382 <main+14>: sub $0x4,%esp
=> 0x8048385 <main+17>: movl $0x8048460,(%esp)
0x804838c <main+24>: call 0x80482d4 <puts@plt>5.3 display
如果你发现你经常要打印某个表达式，你可以把它加入到 ”automatic display list”
display expr
display/fmt expr
display/fmt addr
undisplay <dnums>
delete display dnums
disable display dnums
enable display dnums5.4 set
可以使用 set <var>=<expr> 来修改程序中变量的值
5.5 数值历史(value Hisitory)
通过使用 print 命令显示的值会被自动保存在 GDB 的数值历史当中，该值会一直被保留直到符号表被重新读取或者放弃的时候(比如使用 file 或 symbol-file)，此时所有的值历史将会被丢弃。在使用 print 打印值的时候，会将值编以整形的历史编号，然后可以使用 $num 的方式方便的引用，单个的 $ 表示最近的数值历史，而 $$ 表示第二新的数值历史，$$n 表示倒数第 n 新的数值历史(所以可以推断 $$0==$; $$1==$$;)。
比如刚刚打印了一个指向结构体的指针，那么 print $ 就可以显示结构体的信息，而命令 print \$.nex 甚至可以显示结构体中的某些字段。
5.6 Convenience 变量
GDB 允许自由创建便捷变量用于保存值，后续可以方便的引用该值，该类型的变量由 GDB 管理而与正在调试的程序没有直接的关联。便捷变量也是使用符号 $ 打头的，可以使用任意名字 (除了 GDB 使用的寄存器名)。
在任意时候使用一个便捷变量都会创建他，如果没有提供初始化值那么该变量就是 void，直到给其进行赋值操作为止。便捷变量没有固定的类型，可以为普通变量、数组、结构体等，而且其类型可以在赋值过程中改变 (为当前值的类型)。show convenience|conv
显示道目前所有的便捷变量和便捷函数，以及其值。init-if-undefined $variable = expr
如果该变量还没有被创建或初始化，则创建这个变量。如果该变量已经被创建了，则不会创建和初始化该变量，并且 expr 表达式也不会被求值，所以这种情况下也不会有 expr 的副作用发生。
便捷变量的一种经典用法，就是之前提到的连续查看变量时候用于计数作用：
set $i = 0
print bar[$i++]->contents下面的一些便捷变量是 GDB 自动创建的：
- $_exitcode
当调试程序终止的时候，GDB 将会根据程序的退出值自动设置该变量，并且将 $_exitsignal 变量设置为 void。
- $_exitsignal
当调试中的程序因为一个未捕获信号而终止，此时 GDB 会自动将变量 $_exitsignal 设置为该信号，同时重置变量 $_exitcode 为 void。
5.7 Convenience 函数
便捷函数和便捷变量一样使用 $ 打头引用，其可以像一个普通函数一样在表达式中使用，便捷函数只被 GDB 内部使用。`
(gdb) print $_isvoid ($_exitsignal)$_isvoid (expr): 如果 expr 是 void 则返回 1，否则返回 0。
GDB 还有很多的便捷函数支持，但是需要在编译 GDB 的时候提供 Python 的支持才可以使用。下面的这些函数意义显而易见，就不在啰嗦了。
$_memeq(buf1, buf2, length); $_regex(str, regex); $_streq(str1, str2); $_strlen(str)
5.8 watch
监视点是监视特定内存位置、特定表达式的值是否改变而触发程序暂停执行，而不用去关心该值到底在代码的哪个位置被修改的。监视的表达式可以是：某个变量的引用、强制地址解析(比如(int)0x12345678，你无法 watch 一个地址，因为地址是永远也不会改变的)、合理的表达式(比如 a -b+c/d，gdb 会检测其中引用的各个变量)。
watch [-l|-location] expr [thread thread-id] [mask maskvalue]thread-id 可以设置特定线程改变 expr 的时候触发中断，默认情况下针对硬件模式的检测点所有的线程都会检测该表达式；-location 会让 gdb 计算 expr 的表达式，并将计算的结果作为地址，并探测该地址上的值 (数据类型由 expr 计算结果决定)。
很多平台都有实现监视点的专有硬件，如果没有 GDB 也会采用虚拟内存技术来实现监视点，而如果前面两种技术都不可用，则 GDB 会采用软件实现监事点本身。软件模式速度会非常慢，因为如果不支持硬件模式 gdb 会每次 step 并计算检测的表达式，x86 构架支持硬件模式，而且监视点的作用也有限，只能当前单个线程能侦测其变化，虽然该值也可能会被其他线程修改。
监视点在跟踪那种变量不知道哪里被修改的情形特别的有效。不过监视点需要变量在当前上下文可访问的情况下才可以使用，所以在使用中会通常配合断点先到达事发的附近位置，然后再创建对应的监测点。
watch 命令还存在两个变体：rwatch 当 expr 被程序读的时候触发中断；awatch 会在程序读取或者写入 expr 的时候被中断。rwatch 和 awatch 只支持硬件模式的检测点
5.9 catch
可以让 gdb 在某些事件发生的时候暂停执行，比如 C ++ 抛出异常、捕获异常、调用 fork()、加载动态链接库以及某些系统调用的时候，其格式为 catch event，还有一个变体 tcatch event 设置临时捕获点，其中 event 的参数可以为：
throw|rethrow|catch|exec|fork|vfork|syscall|exception|unhandled|assert在 C ++ 异常抛出、重新抛出、捕获的时候触发，可选使用 regex 参数限定特定的异常类型 (在 gcc-4.8 开始支持)，内置变量 $_exception 会记录在 catchpoint 激活时候的异常。
当异常发生时候，程序通常会停留在 libstdc++ 的异常支持点，此时可以通过使用 up 命令切换帧跳转到用于异常代码处。
syscall 如果不带参数，则捕获任意系统调用。
syscall [name | number | group:groupname | g:groupname] …在进入和 / 或返回系统调用的时候触发。name 可以指明 catch 的系统调用名(定义在 /usr/include/asm/unistd.h，且 gdb 会帮助智能补全)，group|g:groupname 可以用来指定一组类别的系统调用，比如 g:network，通过智能补全可以查看支持的 group 信息。
load|unload [regex] : 加载和卸载共享库时候触发，可选 regex 进行过滤。
signal [signal… |‘all’]可以在软件收到信号的时候触发。gdb 本身会占用 SIGTRAP 和 SIGINT 两个信号，如果不添加额外参数，会 catch 除了这两个信号之外的所有信号。
使用 info break 命令，watchpoint 的信息会被展示出来，可以像普通断点一样管理之。
五. Stack 命令
主要包含以下几个
bt
frame
info frame
where5.1 bt
bt
bt [Frame count]
bt full可以使用负数，- 1 是第一层，- 2 是第二层
(gdb) backtrace
#0 level0 () at recursion.cpp:5
#1 0x08048462 in test (level=0) at recursion.cpp:17
#2 0x0804845b in test (level=1) at recursion.cpp:14
#3 0x0804845b in test (level=2) at recursion.cpp:14
#4 0x0804845b in test (level=3) at recursion.cpp:14
#5 0x0804845b in test (level=4) at recursion.cpp:14
#6 0x0804845b in test (level=5) at recursion.cpp:14
#7 0x08048479 in main () at recursion.cpp:22
(gdb) backtrace -2
#6 0x0804845b in test (level=5) at recursion.cpp:14
#7 0x08048479 in main () at recursion.cpp:225.2 frame
frame 是非常有用的命令，它可以用来显示当前帧的信息
基本语法是
frame
frame [Frame number]
f如果没有参数，就是当前行的信息
(gdb) frame
#0 level0 () at recursion.cpp:5
5 printf("Reached level 0\n");
(gdb) info args
No arguments.
(gdb) frame 1
#1 0x08048462 in test (level=0) at recursion.cpp:17
17 level0();
(gdb) info args
level = 0
(gdb) frame 2
#2 0x0804845b in test (level=1) at recursion.cpp:14
14 test(prevLevel);
(gdb) info args
level = 1可以用 info line *$rip 和list *$rip获得类似当前行的信息
5.3 info frame
语法如下：
info frame
info frame [addr]相比直接的frame，这个命令输出更详细的 stack frame 信息，包括
- frame 的地址
- 下一层 frame 的地址
- 上一层 frame 的地址(caller)
- 当前 frame 是用什么语言所写
- frame 的变量地址
- frame 的 local 变量
- pc 值
- 在当前 frame 里保存的 registers
(gdb) i frame
Stack level 0, frame at 0x7fffffffe250:
rip = 0x4009e0 in PrintArray (gdbprog.cc:40); saved rip 0x400a3f
called by frame at 0x7fffffffe280
source language c++.
Arglist at 0x7fffffffe240, args:
Locals at 0x7fffffffe240, Previous frame's sp is 0x7fffffffe250
Saved registers:
rbp at 0x7fffffffe240, rip at 0x7fffffffe248
(gdb) bt
#0 PrintArray () at gdbprog.cc:40
#1 0x0000000000400a3f in main () at gdbprog.cc:57
(gdb) i f 0x0000000000400a3f
Stack frame at 0x400a3f:
rip = 0x0; saved rip 0x7ffff7ff9720
called by frame at 0x7fffffffe240
Arglist at 0x7fffffffe228, args:
Locals at 0x7fffffffe228, Previous frame's sp is 0x7fffffffe238
Saved registers:
rip at 0x7fffffffe230六. 程序信息
主要包含
info proc
info variables
info functions
info source
info sources
info sharedlibrary
info flies6.1 info proc
info proc all可以打印出所有进程相关信息
info proc mappings显示正在运行的进程中映射的内存区域的列表。与 /prod/pid/maps 的输出相同
6.2 info functions
列出程序中的函数
语法如下：
info functions
info functions [Regex]示例如下：
(gdb) info functions
All defined functions:
File gdbprog.cc:
int DoOperation(int**);
void InitArrays(int*);
void PrintArray();
int main();
static void __static_initialization_and_destruction_0(int, int);
static void __tcf_0(void*);
static void global constructors keyed to iArray();
Non-debugging symbols:
0x0000000000400660 _init
0x0000000000400688 std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int)
0x0000000000400688 _ZNSolsEi@plt
0x0000000000400698 std::ios_base::Init::Init()
...6.3 info source
显示当前源文件名
info sources
显示加载的 symbols 涉及的源文件
(gdb) info sources
Source files for which symbols have been read in:
<<C++-namespaces>>, /home/harriszh/cpp/e1/gdbprog.cc,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/locale_facets.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/x86_64-redhat-linux/bits/ctype_base.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/stl_iterator.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/allocator.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/ext/new_allocator.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/stringfwd.h, /usr/include/bits/pthreadtypes.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/x86_64-redhat-linux/bits/gthr-default.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/locale_classes.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/basic_string.tcc,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/basic_string.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/limits,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/x86_64-redhat-linux/bits/atomic_word.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/bits/ios_base.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/iosfwd,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/new, /usr/include/wctype.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/cwctype, /usr/include/stdlib.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/cstdlib,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/cwchar, /usr/include/time.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/ctime, /usr/include/locale.h,
/grid/common/pkgsData/gcc-v4.1.2p2/Linux/RHEL3.0-1H2006-x86_64/include/c++/4.1.2/clocale, /usr/include/wchar.h, /usr/include/_G_config.h,
/usr/include/bits/types.h, /usr/include/libio.h, /usr/include/stdio.h,
...6.4 info files
显示执行文件名称和加载的段
(gdb) i file
Symbols from "/home/harriszh/trunk/cpp/exercise/gdbprog".
Unix child process:
Using the running image of child process 42226.
While running this, GDB does not access memory from...
Local exec file:
`/home/harriszh/trunk/cpp/exercise/gdbprog', file type elf64-x86-64.
Entry point: 0x4007f0
0x0000000000400200 - 0x000000000040021c is .interp
0x000000000040021c - 0x000000000040023c is .note.ABI-tag
0x000000000040023c - 0x0000000000400260 is .note.gnu.build-id
0x0000000000400260 - 0x0000000000400294 is .gnu.hash
0x0000000000400298 - 0x00000000004003e8 is .dynsym
0x00000000004003e8 - 0x0000000000400592 is .dynstr
0x0000000000400592 - 0x00000000004005ae is .gnu.version
0x00000000004005b0 - 0x0000000000400600 is .gnu.version_r
0x0000000000400600 - 0x0000000000400630 is .rela.dyn
0x0000000000400630 - 0x0000000000400720 is .rela.plt
0x0000000000400720 - 0x0000000000400738 is .init
0x0000000000400738 - 0x00000000004007e8 is .plt
0x00000000004007f0 - 0x0000000000400ba8 is .text
0x0000000000400ba8 - 0x0000000000400bb6 is .fini
0x0000000000400bb8 - 0x0000000000400bf4 is .rodata
0x0000000000400bf4 - 0x0000000000400c40 is .eh_frame_hdr
0x0000000000400c40 - 0x0000000000400d84 is .eh_frame
0x0000000000601000 - 0x0000000000601018 is .ctors
0x0000000000601018 - 0x0000000000601028 is .dtors
0x0000000000601028 - 0x0000000000601030 is .jcr
0x0000000000601030 - 0x00000000006011f0 is .dynamic
0x00000000006011f0 - 0x00000000006011f8 is .got
0x00000000006011f8 - 0x0000000000601260 is .got.plt
0x0000000000601260 - 0x0000000000601264 is .data
0x0000000000601280 - 0x0000000000601438 is .bss
0x000000347b8001c8 - 0x000000347b8001ec is .note.gnu.build-id in /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
0x000000347b8001f0 - 0x000000347b8002a8 is .hash in /lib64/ld-linux-x86-64.so.2
...6.5 info sharedlibrary
显示共享库及它们的地址
语法如下：
info sharedlibrary
info shared示例如下：
(gdb) info sharedlibrary
From To Syms Read Shared Object Library
0xb7fde820 0xb7ff6b9f Yes /lib/ld-linux.so.2
0xb7fd83a0 0xb7fd84c8 Yes /home/testuser/libtest/libTest.so
0xb7e30f10 0xb7f655cc Yes /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6
...6.6 set stop-on-solib-events command
当一个 shared library 加载或卸载时，是否暂停
set stop-on-solib-events 0
set stop-on-solib-events 1
show stop-on-solib-events默认是不暂停，如果想暂停设成 1
七. 源文件
主要命令是
list
info line
disassemble
set disassemble-next-line
set disassemble-flavor7.1 list
查看当前运行源代码
语法如下：
list <linenum>
list <first>, <last>
list <function>
list
list -
list *<addr>示例如下：
(gdb) list *$pc
0x4009e0 is in PrintArray() (gdbprog.cc:40).
35
36 void PrintArray()
37 {
38 int i;
39
40 for(i = 0;i < 10;i++)
41 {42 if (iArray[i] == 6)
43 cout << "This is an error\n";
44 else7.2 info line
基本语法是
info line [File]:[Line]
info line [Function]
info line [File]:[Function]
info line *[Address]比如：
(gdb) info line test.cpp:5
Line 5 of "test.cpp" starts at address 0x80483f0 <main(int, char**)+3> and ends at 0x80483f5 <main(int, char**)+8>.
(gdb) info line *0x80483f0
Line 5 of "test.cpp" starts at address 0x80483f0 <main(int, char**)+3> and ends at 0x80483f5 <main(int, char**)+8>.
(gdb) info line *0x80483f6
Line 6 of "test.cpp" starts at address 0x80483f5 <main(int, char**)+8> and ends at 0x80483f7.
(gdb) info line main
Line 4 of "test.cpp" starts at address 0x80483ed <main(int, char**)> and ends at 0x80483f0 <main(int, char**)+3>.7.3 disassemble
显示某个函数或某函数中一段代码的汇编
语法如下：
disassemble
disassemble [Function]
disassemble [Address]
disassemble [Start],[End]
disassemble [Function],+[Length]
disassemble [Address],+[Length]
disassemble /m [...]
disassemble /r [...]/m 表示 把源代码和汇编一一对应显示出来，在新版本中建议中 /s, 它会考虑 compiler 优化
/r 表示 显示汇编指令的原生字节码
set disassemble-next-line
控制断点暂停或 step 后是否显示下一行的汇编，默认是 off
语法如下：
set disassemble-next-line on
set disassemble-next-line off
show disassemble-next-line示例如下：
(gdb) set disassemble-next-line on
(gdb) next
4 }
=> 0x080483f8 <func+11>: 5d pop %ebp
0x080483f9 <func+12>: c3 ret
(gdb) next
main () at test.c:9
9 }
=> 0x08048414 <main+26>: c9 leave
0x08048415 <main+27>: c3 retset disassemble-flavor
控制汇编和 x 命令的风格，有 AT&T 和 intel 两种
语法如下：
set disassembly-flavor att
set disassembly-flavor intel
show disassembly-flavor八. record & replay
GDB 提供加州功能，可以记录程序的执行过程（execution log)，然后在后续时间上进行前进、后退的程序运行。在调试目标运行时，如果接下来的执行指令在 log 中存在，就会进入 replay mode，该模式下不会真正执行指令，而是将事件、寄存器，内存值从日志中提取出来，如果接下来的执行指令不在 log 中，那么 GDB 就会在 record mode 下执行，所有指令将会按归照正常方式执行，GDB 会记录执行。
8.1 Record
默认的方法是使用 full recording, 该模式不支持 non-stop mode 和异步执行模式的多线程调试。只能调试正在执行的进程
record [full| btrace bts|btrace pt]
record stop
record goto [begin|start|end|n]
info record
record delete8.1.1 record <method>
开启进程的 R &RT 模式
8.1.2 record stop
停止进程的 R &RT，并将所有的 execution log 删除。如果在 record 的中间位置执行本命令，那么会从这个点开始 Live 调试
8.1.3 record goto
中转到指定位置，n 表示 execution log 中的 instruction 的序号。
可以用 info record 查看
8.1.4 record save|restore file
保存和恢复 execution log
8.1.5 set record full insn-number-max limit|unlimited
默认最多 200,000。
8.1.6 set record full stop-at-limit on|off
当保存指令数目超过限制的话，如果 on（默认），那么 GDB 会在首次超过限制的地方停止；如果 off，则会自动删除最旧记录
8.1.7 record delete
在 replay 模式下执行该命令，会删除当前指令之后的所有 log, 并开始新的 record
8.2 Replay
reverse-continue [ignore-count]
rc [ignore-count]
reverse-step [count]
reverse-stepi [count]
reverse-next [count]
reverse-nexti [count]
reverse-finish
set exec-direction [reverse|forward]它们的行为如他们名字一样，这里就不再多解释
九. 变量查看
9.1 generate-core-file
产生当前运行进程的一份 memory image 和它的 process status(register values etc…)
gcore [file]9.2 info registers
(gdb) i registers
rax 0x601280 6296192
rbx 0x0 0
rcx 0x400 1024
rdx 0x3487ae9d18 225614667032
rsi 0x7ffff7ff8000 140737354104832
rdi 0xffffffff 4294967295
rbp 0x7fffffffe240 0x7fffffffe240
rsp 0x7fffffffe230 0x7fffffffe230
r8 0x7ffff7ff8002 140737354104834
r9 0x7ffff7ff9720 140737354110752
r10 0xcccccccccccccccd -3689348814741910323
r11 0x246 582
r12 0x4007f0 4196336
r13 0x7fffffffe350 140737488347984
r14 0x0 0
r15 0x0 0
rip 0x4009e0 0x4009e0 <PrintArray()+88>
eflags 0x206 [PF IF]
cs 0x33 51
ss 0x2b 43
ds 0x0 0
es 0x0 0
fs 0x0 0
gs 0x0 09.3 info variable
显示全局或静态的变量
info variables
info variables [Regex]可以用 i var <varName> 来查看某个全局或静态变量是在哪个文件定义的
9.4 info locals
显示当前帧的本地变量，配合 frame, up 和 down 来使用
9.5 info args
显示当前帧的函数的参数，配合 frame，up 和 down 来使用
十. 编辑和搜索
10.1 编辑
可以直接打开编辑器编辑源文件
edit <number>
edit <function>10.2 搜索
forward-search <regexp>
fo <regexp>
search <regexp>
reverse-search <regex>
rev <regexp>可以通过 directory dirname ... 来添加源文件路径
10.3 内存查找
使用 find 可以对内存进行序列字节查找
find [/sn] start_addr, +len, val1 [, val2, …]
find [/sn] start_addr, end_addr, val1 [, val2, …]该命令会在内存中搜索 var1、var2…字符序，其范围从 startaddr 开始，以结束地址或者长度结束。
参数 s 表示搜索的大小，可以是 b、h、w、g(跟之前的 x 命令一样)，如果该参数没有指定，GDB 会考虑当前调试程序的语言环境确定，比如 0x43 这种整数就默认为 w(4 字节)类型；n 表示打印最大搜索命中数量，默认行为是全部打印。该命令还可以搜索字符串，字符串使用双引号括住。
对于查找结果，命中数目保存在变量 $numfound 中，而最后一个值命令的地址保存在 **$** 中。
void
hello ()
{static char hello[] = "hello-hello";
static struct {char c; short s; int i;}
__attribute__ ((packed)) mixed
= {'c', 0x1234, 0x87654321};
printf ("%s\n", hello);
}可以进行如下查找
(gdb) find &hello[0], +sizeof(hello), "hello"
0x804956d <hello.1620+6>
1 pattern found
(gdb) find &hello[0], +sizeof(hello), 'h', 'e', 'l', 'l', 'o'
0x8049567 <hello.1620>
0x804956d <hello.1620+6>
2 patterns found.
(gdb) find &hello[0], +sizeof(hello), {char[5]}"hello"
0x8049567 <hello.1620>
0x804956d <hello.1620+6>
2 patterns found.
(gdb) find /b1 &hello[0], +sizeof(hello), 'h', 0x65, 'l'
0x8049567 <hello.1620>
1 pattern found
(gdb) find &mixed, +sizeof(mixed), (char) 'c', (short) 0x1234, (int) 0x87654321
0x8049560 <mixed.1625>
1 pattern found
(gdb) print $numfound
$1 = 1
(gdb) print $_
$2 = (void *) 0x8049560十一. 多进程
GDB 对 fork 产生新进程的调试没有特殊的支持，当使用 fork 产生子进程的时候，GDB 会继续调试父进程，子进程不会被阻碍而是继续执行，而此时如果子进程遇到断点后，子进程会收到 SIGTRAP 信号，当在非调试模式下默认会导致子进程中止。如果要调试子进程，可以让子进程启动后睡眠一段时间 (或者监测某个文件是否创建)，在这个空隙中使用 ps 查看子进程的进程号，然后再启动 gdb 去 attach 到这个进程上面去调试。
通过 catch 命令可以让 gdb 在 fork/vfork/exec 调用的时候暂停执行。
影响 fork 多进程调试还有以下几个变量：follow-fork-mode
可选值是 parent 或 child，指明当正在被调试的进程 fork 出子进程的时候，如果该值是 parent，那么父进程被调试子进程正常执行，这也是默认行为；而当其为 child 的时候，则新创建的子进程被调试，父进程正常执行。detach-on-fork
可选值是 on 或 off，知名当被调试的进程 fork 出子进程后，是否 detach 某个进程还是调试他们俩，如果是 on，那么子进程 (或父进程，取决于上面 follow-fork-mode 的值) 将会被 detach 正常执行，这是默认行为；否则两个进程都会被 gdb 控制，其中的一个进程被正常调试，另外一个进程被 suspend 住。follow-exec-mode
gdb 对于 exec 调用的反应，其值可以为 new 或 same，当值为 new 的时候，之前 fork 的子进程和 exec 后的进程都会被保留；如果是 same，则 exec 的进程使用之前 fork 的进程，exec 会用新的执行镜像替代原先的可执行程序，这是默认行为。
十二. 多线程
在多线程程序中，有两种工作模式：all-stop 和 non-stop
all-stop
当进程中任意线程因为某种原因停止执行的时候，所有其他线程也同时被 GDB 停止执行。好处是程序停止的时候所有线程的状态都被保留下来了，可以切换线程查看整个程序当时的所有状态 (缺点是整个业务全部阻塞暂停了)。
有些操作系统支持 OS 调试锁定，可以修改 GDB 的默认行为
- scheduler-locking
off：不会锁定，所有线程可以自由运行；
on：当程序 resume 的时候，只有当前线程可以运行；
step：该模式是为单步模式优化的模式，当跟踪的时候阻止其他线程抢占当前线程。当 step 的时候其他线程无法运行，而在使用 continue、until、finish 类似指令的时候其他线程可以自由运行。除非其他线程运行时候触发了断点，否则 GDB 不会切换当前调试的线程。
- schedule-multiple
该设置是针对多进程情况下的调试。
off：只有当前线程所在的进程的所有线程允许恢复执行，该 off 为默认值。
on：所有进程的所有线程都可以执行。
non-stop
当进程中任意线程停止时，在跟踪检查停止线程的时候其他的线程任然继续执行，其好处就是对线上系统进行最小化的干扰入侵，整个程序还是可以继续响应外部请求的。
通过下面的设置可以开启 non-stop 模式，一般都是在 gdb 开始的时候或者连接调试目标的时候设置才会生效，且在调试过程中不能切换该模式，不是所有平台都支持 non-stop 模式，所以即使设置了 GDB 还是有可能 fallback 到 all-stop 模式。
set pagination off
set non-stop onnon-stop 模式的验证也十分的简单，在一个多线程的网络程序中先设置断点，此时发送一个请求那么处理线程会被停止，接下来删除该断点，再次发送一个请求，看该请求是否得到正常响应。如果 non-stop 正常开启生效的话，此时的 info threads 会显示其他线程都是 running 的状态。
non-stop 模式下的命令默认都是针对当前线程的，如果要针对所有线程，通常需要使用 - a 参数，比如 continue -a
十三. 针对语言的支持
13.1 对 C 的特殊支持
C 语言预处理宏
宏本身是个比较麻烦的东西，因为可以某些点定义、某些点取消定义、某些点重新定义，GDB 支持对含有宏的表达式进行展开并显示展开后结果的功能。如果要让编译后的程序具有宏调试功能，需要额外的编译参数 -gdwarf- 2 和 -g3(- g 是不够的)
gdb gcc -gdwarf-2 -g3 sample.c -o sample上面的 gdwarf- 2 具有 gdwarf-3、gdwarf- 4 等版本，推荐支持的情况下使用最新版本的调试格式。macro exp|expand expression
显示 expression 中所有宏被展开后的结果。因为 GDB 只会进行宏展开而不会对表达式取值，所以这里的 expression 不需要是合法的表达式。info macro [-a|-all] [–] macro
显示当前的或者全部的 macro 宏定义，同时显示该宏定义所在的源代码文件及其所在行号位置信息。其中的–表示参数列表结束，因为 C 中有些宏是可以使用 - 开头的，这里用于消除歧义作用。info macros location
显示所有在 location 位置有效的宏定义及他们的位置信息。(显示结果有点多哦)macro define macro replacement-listmacro define macro(arglist) replacement-list
自定义宏及其展开式，通过该命令创建的宏会在 GDB 求值的每个表达式中都会生效 (只对 GDB 本身作用，与代码中使用的宏无关)，直到其显式使用 macro undef 进行删除，同时该宏还会覆盖程序中同名宏的展开(有点诡异)。macro undef macro
只会删除上面使用 macro define 定义的宏，而不会删除程序代码中定义的宏。macro list
显示所有通过 macro define 定义的宏。
除了通常在源代码中执行宏定义，还可以在编译的时候在命令行中通过‘-Dname=value’的方式定义，这样的宏也支持使用 info macro 命令查看，不过其行号信息显示为 0。
