GDB调试工具的实践

GDB是GNU Debuger的简称，是GNU发布的一款unix下应用程序调试工具。它被广泛使用在各个产家各种应用中。GDB和所有常用的调试工具一样，它的主要功能有：监视变量的值、设置断点及单步执行。
注意，在源程序编译时，要使用gcc -g 或 cc -g 或 g++ -g将源程序编译成可执行文件，然后才能使用gdb进行调试。只有这样，生成的可执行文件才包含调试信息。
参考别人的写一个简单的c程序，在linux下使用gcc编译成可执行文件，然后使用gdb进行调试。

程序源代码如下

#include <stdio.h>  
  
int func(int n)  
{  
        int sum=0,i;  
        for(i=0; i<n; i++)  
        {  
                sum+=i;  
        }  
        return sum;  
}  
  
int main()  
{  
        int i;  
        long result = 0;  
        for(i=1; i<=100; i++)  
        {  
                result += i;  
        }  
  
       printf("result[1-100] = %d \n\r", result );  
       printf("result[1-250] = %d \n\r", func(250) );  
}

使用gcc -g变成生成可执行文件miki,方法为 gcc -g miki.c  -o miki
(gdb) r Starting program: /u01/home/oracle/miki warning: no loadable sections found in added symbol-file system-supplied DSO at 0x2aaaaaaab000 Breakpoint 1, main () at miki.c:23 23 printf("result[1-10] = %d \n\r", result ); (gdb) n result[1-10] = 55 24 printf("result[1-5] = %d \n\r", func(5) ); (gdb) Breakpoint 2, func (n=5) at miki.c:5 5 int sum=0,i; (gdb) p n $1 = 5 (gdb) p i $2 = 10922 (gdb) p sum $3 = -1431642112 (gdb) n 6 for(i=0; i<n; i++) (gdb) p i $4 = 10922 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) p i $5 = 0 (gdb) p sum $6 = 0 (gdb) n 6 for(i=0; i<n; i++) (gdb) p i $7 = 0 (gdb) p n $8 = 5 (gdb) p i $9 = 0 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) p i $10 = 1 (gdb) p sum $11 = 0 (gdb) n 6 for(i=0; i<n; i++) (gdb) p sum $12 = 1 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) n 6 for(i=0; i<n; i++) (gdb) p sum $13 = 3 (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) n 6 for(i=0; i<n; i++) (gdb) n 8 sum+=i; (gdb) c Continuing. result[1-5] = 10 Program exited with code 023. (gdb)
r 表示程序开始运行
n 表示执行下一条语句
c 表示继续执行
p i 表示打印出变量i的值
p sum 表示打印出变量sum的值
gdb的调试方法我就知道这么多了。更详细的可以去看这个文档。
调试工具gdb的命令还有很多，gdb把它分成许多个种类。help命令只是列出gdb的命令种类，如果要看种类中的命令，可以使用help <class> 命令，如：help breakpoints，查看设置断点的所有命令。也可以直接help <command>来查看命令的帮助。
gdb中，输入命令时，可以不用打全命令，只用打命令的前几个字符就可以了，当然，命令的前几个字符应该要标志着一个唯一的命令，在Linux下，你可以敲击两次TAB键来补齐命令的全称，如果有重复的，那么gdb会把其例出来。
示例一：在进入函数func时，设置一个断点。可以敲入break func，或是直接就是b func
(gdb) b func
Breakpoint 1 at 0×8048458: file hello.c, line 10.
示例二：敲入b按两次TAB键，你会看到所有b打头的命令：
(gdb) b
backtrace break bt
(gdb)
示例三：只记得函数的前缀，可以这样：
(gdb) b make_ <按TAB键>
（再按下一次TAB键，你会看到:）
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开头的函数全部例出来给你查看。

示例四：调试C++的程序时，有可以函数名一样。如：
(gdb) b ‘bubble( M-?
bubble(double,double) bubble(int,int)
(gdb) b ‘bubble(
你可以查看到C++中的所有的重载函数及参数。（注：M-?和“按两次TAB键”是一个意思）

要退出gdb时，只用发quit或命令简称q就行了。
GDB中运行UNIX的shell程序
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在gdb环境中，你可以执行UNIX的shell的命令，使用gdb的shell命令来完成：
shell <command string>
调用UNIX的shell来执行<command string>，环境变量SHELL中定义的UNIX的shell将会被用来执行<command string>，如果SHELL没有定义，那就使用UNIX的标准shell：/bin/sh。（在Windows中使用Command.com或cmd.exe）
还有一个gdb命令是make：
make <make-args>
可以在gdb中执行make命令来重新build自己的程序。这个命令等价于“shell make <make-args>”。
在GDB中运行程序
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当以gdb <program>方式启动gdb后，gdb会在PATH路径和当前目录中搜索<program>的源文件。如要确认gdb是否读到源文件，可使用l或list命令，看看gdb是否能列出源代码。
在gdb中，运行程序使用r或是run命令。程序的运行，你有可能需要设置下面四方面的事。
1、程序运行参数。
set args 可指定运行时参数。（如：set args 10 20 30 40 50）
show args 命令可以查看设置好的运行参数。
2、运行环境。
path <dir> 可设定程序的运行路径。
show paths 查看程序的运行路径。
set environment varname [=value] 设置环境变量。如：set env USER=hchen
show environment [varname] 查看环境变量。
3、工作目录。
cd <dir> 相当于shell的cd命令。
pwd 显示当前的所在目录。
4、程序的输入输出。
info terminal 显示你程序用到的终端的模式。
使用重定向控制程序输出。如：run > outfile
tty命令可以指写输入输出的终端设备。如：tty /dev/tty
调试已运行的程序
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两种方法：
1、在UNIX下用ps查看正在运行的程序的PID（进程ID），然后用gdb <program> PID格式挂接正在运行的程序。
2、先用gdb <program>关联上源代码，并进行gdb，在gdb中用attach命令来挂接进程的PID。并用detach来取消挂接的进程。
暂停 / 恢复程序运行
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调试程序中，暂停程序运行是必须的，GDB可以方便地暂停程序的运行。你可以设置程序的在哪行停住，在什么条件下停住，在收到什么信号时停往等等。以便于你查看运行时的变量，以及运行时的流程。
当进程被gdb停住时，你可以使用info program 来查看程序的是否在运行，进程号，被暂停的原因。
在gdb中，我们可以有以下几种暂停方式：断点（BreakPoint）、观察点（WatchPoint）、捕捉点（CatchPoint）、信号（Signals）、线程停止（Thread Stops）。如果要恢复程序运行，可以使用c或是continue命令。
一、设置断点（BreakPoint）
我们用break命令来设置断点。正面有几点设置断点的方法：
break <function>
在进入指定函数时停住。C++中可以使用class::function或function(type,type)格式来指定函数名。
break <linenum>
在指定行号停住。
break +offset
break -offset
在当前行号的前面或后面的offset行停住。offiset为自然数。
break filename:linenum
在源文件filename的linenum行处停住。
break filename:function
在源文件filename的function函数的入口处停住。
break *address
在程序运行的内存地址处停住。
break
break命令没有参数时，表示在下一条指令处停住。
break … if <condition>
…可以是上述的参数，condition表示条件，在条件成立时停住。比如在循环境体中，可以设置break if i=100，表示当i为100时停住程序。
查看断点时，可使用info命令，如下所示：（注：n表示断点号）
info breakpoints [n]
info break [n]
二、设置观察点（WatchPoint）
观察点一般来观察某个表达式（变量也是一种表达式）的值是否有变化了，如果有变化，马上停住程序。我们有下面的几种方法来设置观察点：
watch <expr>
为表达式（变量）expr设置一个观察点。一量表达式值有变化时，马上停住程序。
rwatch <expr>
当表达式（变量）expr被读时，停住程序。
awatch <expr>
当表达式（变量）的值被读或被写时，停住程序。
info watchpoints
列出当前所设置了的所有观察点。
三、设置捕捉点（CatchPoint）
你可设置捕捉点来补捉程序运行时的一些事件。如：载入共享库（动态链接库）或是C++的异常。设置捕捉点的格式为：
catch <event>
当event发生时，停住程序。event可以是下面的内容：
1、throw 一个C++抛出的异常。（throw为关键字）
2、catch 一个C++捕捉到的异常。（catch为关键字）
3、exec 调用系统调用exec时。（exec为关键字，目前此功能只在HP-UX下有用）
4、fork 调用系统调用fork时。（fork为关键字，目前此功能只在HP-UX下有用）
5、vfork 调用系统调用vfork时。（vfork为关键字，目前此功能只在HP-UX下有用）
6、load 或 load <libname> 载入共享库（动态链接库）时。（load为关键字，目前此功能只在HP-UX下有用）
7、unload 或 unload <libname> 卸载共享库（动态链接库）时。（unload为关键字，目前此功能只在HP-UX下有用）
tcatch <event>
只设置一次捕捉点，当程序停住以后，应点被自动删除。

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