GDB 调试指南

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00 介绍

GDB（GNU Debugger）是 UNIX 及 UNIX-like 下的强大调试工具，能够调试 ada, c, c++, asm, minimal, d, fortran, objective-c, go, java,pascal 等语言，这一份指南咱们主要以 c 来做为例子。

01 基础

1.1 判断程序是否可调试

# gdb helloworld
Reading symbols from helloWorld...(no debugging symbols found)...done.

# gdb helloworld
Reading symbols from helloWorld...done.
复制代码

上面一种有 no debugging symbols found 表示不可调试，下面是可调式的。

或者 readelf 查看段信息：

1# readelf -S helloworld|grep debug
2  [28] .debug_aranges    PROGBITS         0000000000000000  0000106d
3  [29] .debug_info       PROGBITS         0000000000000000  0000109d
4  [30] .debug_abbrev     PROGBITS         0000000000000000  0000115b
5  [31] .debug_line       PROGBITS         0000000000000000  000011b9
6  [32] .debug_str        PROGBITS         0000000000000000  000011fc
复制代码

若是没有输出任何 debug 信息，也不能调试。

1.2 开启 gdb 编译

加上 -g 选项：

gcc -g -o xxx xxx.c
复制代码

1.3 gdb xxx 进入调试

• b 行号或函数 添加断点

• r 跑到下一个断点

• s 单步跟踪

• n 单步执行

• p 查看当前程序的运行数据 好比：p a 输出a变量的值 输出格式能够设置： 好比p/d a 十进制输出a变量的值

• p array@idx 能够查看数组 array 中 idx 处的值

• 设置display，好比 display a 这样之后每次调试都会输出a变量的值

• x 查看内存地址中的值 语法：x/

• l 查看原程序代码，l 9 列出第9行附件的源码（l 2,8 列出2-8行之间的数据），l func 列出指定函数附件的源码

• p x=8 在调试过程当中修改变量x的值，下面生效

• jump 实现跳转，能够是文件的行号，也能够是file:line，也能够是+num这种格式 jump address是代码行的内存地址

• signal 产生信号量

• return 强制返回

• call 强制调用

• until（简写u) 当在一个循环体内时，运行退出循环

• until +行号 运行至某行停住，不只仅跳出循环

• finish 当前函数执行完，并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息

• skip 在 step 时跳过一些不想关注的函数或者某个文件的代码，如 skip function add 表示跳过函数 add，skip file step.c 跳过文件 step.c，info skip 查看跳过的信息。

• c 继续执行 跳到下一个断点

• bt 查看堆栈

• where 报错时查看哪里出错，与 bt 相似

• info b 查看断点状况

• q 退出

• ptype 输出结构体类型

• info registers 显示寄存器值， info all-registers 显示全部寄存器

• info breakpoints 能够查看全部已设置的端点

1.5 命令进阶

1.5.1 设断点

1. info breakpoints 查看全部断点
2. b 9 或者 b test.c:9 根据行号设置断点
3. b func 根据函数名设置断点
4. b test.c:9 if b==0 根据程序某个条件会出现问题，设置该条件断点(这样当出现问题时，会卡主，用来判断是不是该问题)
5. rbreak print* 对全部 print 开头的函数都设断点，rbreak test.c:. 对test.c 中全部函数设断点
6. tbreak test.c:9 设 临时断点 ，即这个断点只生效一次
7. ignore 1 30 忽略某个断点的前面 30 次执行，从第 31 次开始生效，节约时间
8. watch a 观察某个值或表达式，何时发生变化
9. disable/enable num 禁用/启用全部/某个断点
10. clear 清除全部断点，用于清除某个函数，某行的断点，如 clear func 、clear linenum
11. delete 删除全部断点，包括watchpoints, catchpoints，用于删除断点号的断点，如 delete bnum

1.5.2 查看变量

1. p 'test.c'::a 打印某个文件的变量，p 'main'::b 打印某个函数定义的变量
2. p *p@10 打印指针指向的内容，@后面为打印的长度
3. p *$.next 打印链表linkNode的下一个节点内容
4. p/x c 按十六进制打印内容(x：十六进制，d：十进制，o：八进制，t：二进制，c：字符格式，f：浮点格式)
5. x addr 查看内存地址值
6. display e 程序断住显示某个变量的值

1.5.3 编辑源码

启动调试后，不想退出程序而编辑源码，如何作呢？

gdb 模式下用的默认编辑器是 /bin/ex ，若是没有或者想换成其余编辑器，如VIM，能够这样：

export EDITOR=/usr/bin/vim
复制代码

gdb 模式下编辑源码：

(gdb)edit 3  # 编辑第三行
(gdb)edit func # 编辑func函数
(gdb)edit test.c:5 #编辑test.c第五行
复制代码

完了以后，从新编译程序( 注意必定要带上 shell 命令，代表是shell命令 )：

(gdb)shell gcc -g -o main main.c test.c
复制代码

或者这样：

启动是带上 tui(Text User Interface)，能够在多个窗口调试：

gdb main -tui
复制代码

1.6 带参数调试

1. 启动的时候带上参数

gdb --args xxx 参数
复制代码

2. 启动以后 run 带上参数

# gdb xxx
(gdb)run 参数
复制代码

3. 启动以后 set args 设置参数

# gdb xxx
(gdb) set args 参数
复制代码

02 调试多进程

2.1 attach 方法

1. 首先找到需调试的子进程：ps -ef | grep xxx 或 pidof 进程名
2. 进入 gdb 模式，输入 attach pid
3. 打断点，运行进入调试

或者直接这样：gdb <program> pid（或 gdb <program> --pid pid），gdb 会 自动 attach。

若是出现以下错误：

Could not attach to process.  If your uid matches the uid of the target
process, check the setting of /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope, or try
again as the root user.  For more details, see /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf
ptrace: Operation not permitted.
复制代码

切换到 root 用户，将 /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf 中的

kernel.yama.ptrace_scope = 1
复制代码

改成：

kernel.yama.ptrace_scope = 0
复制代码

2.2 follow-fork-mode mode 方法

1. 进入 gdb 模式，输入 set follow-fork-mode mode (mode 可选 parent、child，表示调试父进程仍是子进程)
2. 打断点

2.3 调试已运行程序

已运行程序一般没有调试信息，但若是不能中止当前程序从新启动调试，能够：

一样的代码，再编译出一个带调试信息的版本，而后：

# gdb
(gdb) file hello
Reading symbols from hello...done.
(gdb)attach 20829
复制代码

03 调试多线程

gdb 有一组命令可以辅助多线程的调试：

• info threads：显示当前可调式的全部线程，线程 ID 前有 “*” 表示当前被调试的线程。
• thread id：调试目标 id 指定的线程
• set scheduler-locking [on|off|step]：多线程环境下，会存在多个线程运行，这会影响调试某个线程的结果，这个命令能够设置调试的时候多个线程的运行状况，on 表示只有当前调试的线程会继续执行，off 表示不屏蔽任何线程，全部线程均可以执行，step 表示在单步执行时，只有当前线程会执行。

04 coredump 调试

coredump 调试依赖于 core 文件，core 文件是程序非法执行后 core dump 后产生的文件。这是 Linux 系统的一种保护机制，当出现某些连开发和测试费了九牛二虎之力都没能发现的问题时，Linux 系统还提供了最后一道屏障，经过 core 文件就可让这些问题原形毕露。

4.1 开启 core dump

要想让程序崩溃时产生 core 文件，须要开启，输入 ulimit -c，若是输出为 0，表示默认关闭 core dump。

有两种方式能够开启，一种就是经过 ulimit 命令，一种是在程序中写代码开启，这里只讲第一种，第二种参考文末的引用1。

ulimit -c unlimied  # 表示不限制core文件大小
ulimit -c 10        # 设置最大大小，单位为块，一块默认为512字节
复制代码

上面是临时开启，永久开启要修改 /etc/security/limits.conf 文件，增长一行：

# /etc/security/limits.conf
# <domain> <type> <item> <value>
    *               soft    core    unlimited
复制代码

这样就能够生成 core 文件，文件名就是 core，而且默认在当前程序所在目录下生成，若是要指定目录，则能够 echo "/tmp/corefile-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern 设置 core 文件保存在目录 "/tmp/corefile" 下，文件名格式为 “core-命令名-pid-时间戳”

还能够经过 echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid 使得生成的 core 文件变成 core.pid，pid 是该进程的 pid。

4.2 调试 core dump

使用

gdb <program> core文件名
复制代码

或者 gdb 启动后，使用

• -core <file>
• -c <file>

来调试 core 文件

下面是一个例子：

#include <stdio.h>
int func(int *p) {
    int y = *p;
    return y;
}
int main() {
    int *p = NULL;
    return func(p);
}
复制代码

编译：gdb -g -o core_dump core_dump.c，用 gdb 查看 core 文件

root@root:~$ gcc core_demo.c -o core_demo -g
root@root:~$ ./core_demo 
Segmentation fault (core dumped)

root@root:~$ gdb core_demo core_demo.core.24816
...
Core was generated by './core_demo'.
Program terminated with signal 11, Segmentation fault.
#0  0x080483cd in func (p=0x0) at core_demo.c:5
5       int y = *p;
(gdb)  where
#0  0x080483cd in func (p=0x0) at core_demo.c:5
#1  0x080483ef in main () at core_demo.c:12
(gdb) info frame
Stack level 0, frame at 0xffd590a4:
 eip = 0x80483cd in func (core_demo.c:5); saved eip 0x80483ef
 called by frame at 0xffd590c0
 source language c.
 Arglist at 0xffd5909c, args: p=0x0
 Locals at 0xffd5909c, Previous frame's sp is 0xffd590a4
 Saved registers:
  ebp at 0xffd5909c, eip at 0xffd590a0
(gdb) 
复制代码

能够看到，咱们能够还原 core_demo 执行时的场景，并使用 where 查看当前程序调用函数栈帧，还可使用 gdb 中的命令查看寄存器，变量等信息。

常见问题

问题 1

开启 GDB 调试时出现：

Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install libgcc-4.8.5-28.el7_5.1.x86_64 numactl-libs-2.0.9-7.el7.x86_64
复制代码

解决：

1. 修改文件/etc/yum.repos.d/CentOS-Debuginfo.repo中的enabled参数，将其值修改成 1
2. yum install nss-softokn-debuginfo --nogpgcheck
3. debuginfo-install glibc 若是出现下面的问题： -bash: debuginfo-install: command not found，则先安装yum-utils，使用命令： yum install yum-utils
4. 分别安装问题提示的两个库：use: debuginfo-install libgcc-4.8.5-28.el7_5.1.x86_64 numactl-libs-2.0.9-7.el7.x86_64

参考

1 linux下core dump总结

2 Linux Core Dump

3 GDB 调试利器

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