Linux 下 GDB 调试方法

Linux 下 GDB 调试方法

GDB（GNU 调试器）是一个强大的调试工具，它可以帮助开发者在程序运行时分析问题。以下内容将结合 C 语言代码，详细讲解如何在 Linux 下使用 GDB 进行调试。

1. 安装 GDB

如果系统没有安装 GDB，可以使用以下命令进行安装：

sudo apt-get install gdb

2. 使用 GDB 调试 C 语言代码

首先，我们编写一个简单的 C 语言代码，使用 GDB 来调试。

示例代码：

#include <stdio.h>

void greet(char *name) {
printf("Hello, %s!\n", name);
}

int main() {
char *name = "World";
greet(name);
return 0;
}

以上代码定义了一个 greet 函数，用于打印欢迎信息。

3. 编译代码

为了使用 GDB 进行调试，我们需要在编译时加上调试符号。使用 -g 参数来生成调试信息：

gcc -g -o greet greet.c

该命令将生成一个名为 greet 的可执行文件，并包含调试信息。

4. 启动 GDB

要启动 GDB 调试，我们可以使用以下命令：

gdb ./greet

进入 GDB 后，您将看到类似于下面的提示：

(gdb) 

5. 设置断点

在 GDB 中，我们可以设置断点来暂停程序的执行并进行检查。假设我们想在 greet 函数的开始处设置一个断点，可以使用如下命令：

(gdb) break greet

此命令会在 greet 函数的第一行设置一个断点。

6. 运行程序

设置好断点后，使用 run 命令来启动程序：

(gdb) run

程序会在断点处暂停，这时我们可以检查程序的状态。

7. 查看变量值

当程序暂停时，我们可以使用 print 命令查看变量的值。例如，查看 name 变量的值：

(gdb) print name

这将显示 name 变量的当前值：

$1 = 0x5555555562c0 "World"

8. 单步执行

要逐行执行代码，可以使用 next 命令：

(gdb) next

这会执行当前行，并在下一行暂停。您还可以使用 step 命令进入函数调用：

(gdb) step

9. 查看调用栈

当程序在断点处暂停时，可以使用 backtrace 命令查看调用栈：

(gdb) backtrace

这将显示函数调用的层次结构：

#0  greet (name=0x5555555562c0 "World") at greet.c:5
#1  0x000055555555517d in main () at greet.c:10

10. 继续执行程序

如果想继续执行程序直到下一个断点，可以使用 continue 命令：

(gdb) continue

11. 退出 GDB

调试完成后，使用 quit 命令退出 GDB：

(gdb) quit

GDB 是一个强大的调试工具，支持多种调试功能，例如设置断点、查看变量、单步执行、查看调用栈等。通过结合实际的 C 语言代码，您可以在 Linux 环境中有效地调试您的程序。

上面是给GDB零基础的人看的，下面的才是正餐

一、多线程调试

多线程调试通常是最常见的问题之一。其实，关键的命令如下：

• info thread: 显示当前进程中的线程。
• thread <ID>: 切换到指定线程ID进行调试。
• break file.c:100 thread all: 在file.c文件的第100行，为所有经过该行的线程设置断点。
• set scheduler-locking off|on|step: 这也是最常被提问的命令。当你在使用step或continue命令调试当前线程时，其他线程仍会继续执行。通过这个命令，你可以控制是否锁定其他线程。
  • off: 不锁定任何线程，所有线程都执行（默认值）。
  • on: 只有当前调试的线程会继续执行。
  • step: 单步调试时，除非是next跳过一个函数，否则只有当前线程会执行。

二、调试宏

调试宏是一个常见的问题。在GDB中，我们无法直接打印宏定义，因为宏在编译前就已经展开了。然而，通过GCC的帮助，我们依然能够调试宏。

在GCC编译时加上-ggdb3选项，你就可以调试宏了。

此外，你还可以使用以下命令来调试宏：

• info macro: 查看宏在哪些文件中被引用及其定义。
• macro: 查看宏展开后的内容。

三、源文件

关于源文件的问题也非常常见。很多人经常会遇到找不到源文件的情况。此时，你可以检查以下几点：

1. 编译时是否加上了-g选项以包含调试信息。
2. 路径设置是否正确。可以使用GDB的directory命令设置源文件目录。

下面是一个调试/bin/ls的示例（在Ubuntu系统上）：

$ apt-get source coreutils
$ sudo apt-get install coreutils-dbgsym
$ gdb /bin/ls
GNU gdb (GDB) 7.1-ubuntu
(gdb) list main
1192    ls.c: No such file or directory.
in ls.c
(gdb) directory ~/src/coreutils-7.4/src/
Source directories searched: /home/tom/src/coreutils-7.4:$cdir:$cwd
(gdb) list main
1192        }
1193    }
1194
1195    int
1196    main (int argc, char **argv)
1197    {
1198      int i;
1199      struct pending *thispend;
1200      int n_files;
1201

四、条件断点

条件断点的语法为：break [where] if [condition]，这种断点非常有用，特别是在循环或递归中，或者当你需要监控某个变量时。请注意，这个条件检查是在GDB中的，每次经过断点时，GDB都会检查条件是否满足。

五、命令行参数

有时，我们需要为调试的程序传递命令行参数，很多人可能不知道如何设置。其实，有两种方法：

1. 在gdb命令行中使用 --args 参数。
2. 使用GDB中的 set args 命令设置。

六、GDB中的变量

在调试过程中，除了查看运行时变量外，我们还可以直接修改程序中的变量，这样有助于模拟一些特殊的情境，尤其是当遇到错误或需要跳过特定分支时。使用set命令，你可以修改程序中的变量。

另外，GDB也有类似于shell的变量，变量名前缀为$。比如，你可以通过下面的方式打印数组中的元素：

(gdb) set $i = 0

(gdb) p a[$i++]

...  # 然后继续按回车即可查看数组元素

这表明程序变量和GDB变量可以互相交互。

七、x命令

你可能习惯使用p命令来查看变量值。但是，当你不知道变量名时，可能会陷入困境，因为p命令需要提供变量名。此时，你可以使用x命令查看内存内容。在GDB中，输入“help x”可以查看更多帮助。

• x/x: 以十六进制格式显示。
• x/d: 以十进制格式显示。
• x/c: 以字符形式显示。
• x/i: 反汇编，通常你可以使用 x/10i $ip-20 来查看当前的汇编（$ip是指令指针寄存器）。
• x/s: 以字符串形式显示。

八、command命令

很多朋友问我如何实现自动化调试。这里我向大家介绍GDB的command命令，简单来说，它可以把一组GDB命令打包执行，有点像字处理软件中的“宏”功能。以下是一个示例：

(gdb) break func
Breakpoint 1 at 0x3475678: file test.c, line 12.
(gdb) command 1
Type commands for when breakpoint 1 is hit, one per line.
End with a line saying just "end".
>print arg1
>print arg2
>print arg3
>end
(gdb)

当断点命中时，GDB会自动执行command中的三个命令，打印出func函数的三个参数值。

上面的GDB技巧应该足够你在绝大多数情况下使用了，如果你觉得不够用，请移步GDB官网继续深入。GDB官网