gdb 调试程序常用指令

GDB（GNU Debugger）是一个功能强大的调试工具，广泛用于调试C、C++等编程语言的程序。深入理解GDB的使用可以大大提高程序开发和调试的效率。下面我们通过多个具体的例子来详细介绍GDB的使用方法和技巧。

telllong

722人浏览 · 2024-07-19 13:12:05

telllong · 2024-07-19 13:12:05 发布

gdb调试程序常用指令

1. 启动GDB

首先，确保编译时使用了 -g 选项以包含调试信息：

$ gcc -g example.c -o example

启动GDB：

$ gdb example

2. 设置断点和运行程序

示例代码：

#include <stdio.h>

void greet() {
    printf("Hello, World!\n");
}

int main() {
    greet();
    printf("Goodbye, World!\n");
    return 0;
}

在main函数入口设置断点并运行：

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x40052e: file example.c, line 9.
(gdb) run
Starting program: /path/to/example

Breakpoint 1, main () at example.c:9
9       greet();

3. 单步执行和检查变量

单步执行并检查变量：

(gdb) step
greet () at example.c:5
5       printf("Hello, World!\n");

(gdb) step
Hello, World!
6   }

(gdb) step
main () at example.c:10
10      printf("Goodbye, World!\n");

(gdb) print 0
$1 = 0

4. 观察点（Watchpoints）

示例代码：

#include <stdio.h>

int counter = 0;

void increment() {
    counter++;
}

int main() {
    increment();
    increment();
    return 0;
}

在变量counter上设置观察点：

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x40052e: file example.c, line 11.
(gdb) run
Starting program: /path/to/example

Breakpoint 1, main () at example.c:11
11      increment();

(gdb) watch counter
Hardware watchpoint 2: counter

(gdb) continue
Continuing.

Hardware watchpoint 2: counter

Old value = 0
New value = 1
increment () at example.c:6
6       counter++;

5. 查看调用栈和帧

查看调用栈和切换帧：

(gdb) backtrace
#0  increment () at example.c:6
#1  0x000000000040052f in main () at example.c:12

(gdb) frame 0
#0  increment () at example.c:6
6       counter++;

(gdb) frame 1
#1  0x000000000040052f in main () at example.c:12
12      increment();

6. 修改变量值

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5;
    int b = 10;
    printf("a + b = %d\n", a + b);
    return 0;
}

在运行时修改变量值：

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x40052e: file example.c, line 5.
(gdb) run
Starting program: /path/to/example

Breakpoint 1, main () at example.c:5
5       int a = 5;

(gdb) next
6       int b = 10;

(gdb) print a
$1 = 5

(gdb) set var a = 20

(gdb) print a
$2 = 20

(gdb) continue
a + b = 30

7. 调试核心文件

生成核心文件：

$ ulimit -c unlimited
$ ./example
Segmentation fault (core dumped)

使用GDB调试核心文件：

$ gdb example core

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int *p = NULL;
    *p = 5;  // 引发段错误
    return 0;
}

调试核心文件查看崩溃原因：

(gdb) run
Starting program: /path/to/example

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000000000400526 in main () at example.c:5
5       *p = 5;
(gdb) backtrace
#0  0x0000000000400526 in main () at example.c:5

8. 调试多线程程序

示例代码：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

void* thread_func(void* arg) {
    printf("Thread %d\n", *(int*)arg);
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t t1, t2;
    int id1 = 1, id2 = 2;
    pthread_create(&t1, NULL, thread_func, &id1);
    pthread_create(&t2, NULL, thread_func, &id2);
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    return 0;
}

调试多线程程序：

(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) info threads
(gdb) thread 2
(gdb) backtrace
(gdb) continue

通过这些具体的例子，我们可以看到GDB在设置断点、单步执行、检查和修改变量、查看调用栈、调试多线程程序等方面的强大功能。熟练掌握这些技巧可以大大提高调试效率和程序的可靠性。

多线程调试深入分析

多线程程序的调试相对复杂，因为多个线程同时执行，导致调试过程变得更加难以控制和理解。GDB提供了一些专门用于多线程调试的命令和功能，下面通过详细说明和举例来加深对多线程调试的理解。

1. 基本概念

线程（Thread）：一个线程是一个独立执行的最小单元。
主线程（Main Thread）：创建其他线程的主程序中的线程。
线程ID（Thread ID）：GDB为每个线程分配一个唯一的ID来区分不同的线程。

2. 常用命令

info threads：列出所有线程及其状态。
thread [id]：切换到指定的线程。
thread apply [id|all] [command]：对一个或多个线程执行GDB命令。

3. 示例代码

以下是一个简单的多线程程序，用于演示如何使用GDB进行调试：

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

void* thread_func(void* arg) {
    int id = *(int*)arg;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Thread %d: %d\n", id, i);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t t1, t2;
    int id1 = 1, id2 = 2;
    pthread_create(&t1, NULL, thread_func, &id1);
    pthread_create(&t2, NULL, thread_func, &id2);
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    return 0;
}

编译并运行程序：

$ gcc -g -pthread example.c -o example
$ ./example

4. 调试多线程程序

启动GDB并设置断点：

$ gdb example
(gdb) break thread_func
Breakpoint 1 at 0x40052d: file example.c, line 7.
(gdb) run
Starting program: /path/to/example

查看线程信息：

(gdb) info threads
  Id   Target Id         Frame 
* 1    Thread 0x7ffff7fb6740 (LWP 1234) "example" main () at example.c:15
  2    Thread 0x7ffff7fb5700 (LWP 1235) "example" thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7
  3    Thread 0x7ffff7fb4700 (LWP 1236) "example" thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7

切换到特定线程并检查栈帧：

(gdb) thread 2
[Switching to thread 2 (Thread 0x7ffff7fb5700 (LWP 1235))]
(gdb) backtrace
#0  thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7
#1  0x00007ffff7bc6fa3 in start_thread (arg=<optimized out>) at pthread_create.c:486
#2  0x00007ffff78ed4cf in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone.S:95

单步执行特定线程：

(gdb) step
Thread 2: 0
(gdb) step
Thread 2: 1

对所有线程执行命令：

(gdb) thread apply all backtrace
Thread 3 (Thread 0x7ffff7fb4700 (LWP 1236)):
#0  thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7
#1  0x00007ffff7bc6fa3 in start_thread (arg=<optimized out>) at pthread_create.c:486
#2  0x00007ffff78ed4cf in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone.S:95

Thread 2 (Thread 0x7ffff7fb5700 (LWP 1235)):
#0  thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7
#1  0x00007ffff7bc6fa3 in start_thread (arg=<optimized out>) at pthread_create.c:486
#2  0x00007ffff78ed4cf in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone.S:95

Thread 1 (Thread 0x7ffff7fb6740 (LWP 1234)):
#0  main () at example.c:15

设置线程特定断点：

(gdb) break thread_func thread 2
(gdb) continue
Continuing.

Thread 2 hit Breakpoint 1, thread_func (arg=0x7fffffffe4c) at example.c:7
7       for (int i = 0; i < 5; i++) {

5. 综合调试示例

以下是一个综合示例，展示了如何使用GDB调试多线程程序的各个方面：

启动GDB并设置断点：
```
$ gdb example
```
设置断点并运行程序：
```
(gdb) break thread_func
(gdb) run
```
程序暂停时查看线程：
```
(gdb) info threads
```
切换到特定线程：
```
(gdb) thread 2
```
查看调用栈：
```
(gdb) backtrace
```
单步执行：
```
(gdb) step
```
对所有线程执行命令：
```
(gdb) thread apply all backtrace
```
继续执行程序：
```
(gdb) continue
```

通过这些详细步骤，我们可以全面了解如何使用GDB调试多线程程序，掌握线程切换、查看调用栈、单步执行等技巧，以更有效地定位和解决多线程程序中的问题。

gdb 调试工具的所有指令以及解释

命令	描述
`help`	显示帮助信息。
`help <command>`	显示指定命令的帮助信息。
`list` (`l`)	显示源代码。
`list <start> <end>`	显示指定行范围内的源代码。
`break <function>`	在指定函数设置断点。
`break <file>:<line>`	在指定文件的指定行设置断点。
`clear <breakpoint-number>`	清除指定编号的断点。
`delete <breakpoint-number>`	删除指定编号的断点。
`info breakpoints`	显示所有断点的信息。
`run` (`r`)	运行程序直到第一个断点被触发或程序结束。
`continue` (`c`)	继续执行程序直到下一个断点被触发或程序结束。
`step` (`s`)	单步执行，即使进入函数调用。
`next` (`n`)	单步执行，但不进入函数调用。
`finish`	继续执行直到当前函数返回。
`stepi`	单步执行机器指令。
`nexti`	单步执行机器指令，但不进入子函数调用。
`print <expression>`	打印表达式的值。
`display <expression>`	每次停止时显示表达式的值。
`undisplay <display-number>`	停止显示指定编号的表达式。
`info args`	显示当前函数的参数。
`info locals`	显示局部变量的值。
`info frame`	显示当前栈帧的信息。
`backtrace` (`bt`)	显示当前调用栈的跟踪信息。
`frame <frame-number>`	切换到指定的栈帧。
`set variable <var> = <value>`	设置变量的值。
`where`	显示当前位置的信息。
`quit` (`q`)	退出 GDB。