GDB

出處: http://www.cmlab.csie.ntu.edu.tw/~daniel/linux/gdb.html

GNU debugger

常用參數

gdb [options] [executable-file [core-file or process-id]]
gdb [options] --args executable-file [inferior-arguments ...]

GNU manual

Lightweight Text UI

  • gdbtui — gdb 自已提供的 curses mode 介面前端
  • cgdb — 提供 vim like 的程式碼檢視功能

基本操作

執行環境

    程式的參數 (Program’s Arguments)
    set args — 設定程式的參數
    show args — 顯示 set args 所設定的程式參數

    工作目錄 (Program’s Working Directory)
    cd — 改變工作目錄,和在 shell 下使用 cd 相同
    pwd — 顯示工作目錄

    環境變數 (Environment Variables)
    show environment — 顯示所有環境變數的內容
    show environment varname — 顯示所指定環境變數的內容
    set environment varname [=value] — 設定環境變數
    unset environment varname — 取消環境變數設定
    path DIR — 將 DIR 加到 PATH 中
    path — 顯示 PATH 的內容

    SHELL
    shell command –呼叫 shell 執行外部命令。e.g shell ls

程式執行

  • run (r) — 開始執行程式
  • continue (c) — 離開中斷點,繼續執行程式
  • next (n) — 單步執行 (step over)
  • step (s) — 進入函式 (step into)
  • until (u) — 離開 while, for等迴圈。 執行到程式碼的行數比目前的大,如果目前是迴圈的最後一行,就會離開迴圈
  • finish — 繼續執行程式直到函式返回
  • start –在 main 設置暫時中斷點,並開始執行程式
  • advance — 執行程式直到指定的位置
  • run arglist — 同 run,並指定程式參數
  • start arglist — 同 start,並指定程式參數
  • kill (k) –終止程式執行
  • quit (q) –離開 GDB

觀看程式碼

  • list (l) –列出目前執行程式碼前後各五行的程式碼;或是接著前次 list 的程式碼,列出之後的程式碼
  • “list -” — 上次列出程式碼的前十行,類似向上翻頁
  • list *ADDRESS — 列出包含指定位址的程式碼,常與 bt 配合使用
  • (gdb) bt
    #0 0x08048405 in memory_violation () at test.cpp:9
    #1 0x08048427 in main () at test.cpp:15
    (gdb) list *0x08048405
  • directory DIR — 新增一個路徑到程式碼搜尋路徑
  • show directories –顯示目前的程式碼搜尋路徑
  • disassemble (disas) –反組譯目前執行的程式碼
  • disassemble start_addr end_addr –反組譯指定範圍的程式碼。e.g. disas 0x32c4 0x32e4

設定中斷點 (breakpoint)

  • break 簡寫指令 b
  • break (b) line_number — 在指定的行數設定中斷點
  • break function — 在指定的 function 設定中斷點。e.g. break main
  • break filename:line_num — 在指定檔案的指定行數設定中斷點。e.g. break main.c:10
  • break [LOCATION] [if CONDITION] — 條件式中斷點,當 CONDITION 滿足時才中斷。e.g. break main.c:10 if var > 10
  • info break — 列出所有的中斷點及編號
  • delete number — 刪除指定編號的中斷點
  • disable number — 使指定編號的中斷點失效
  • enable number — 取消 disable,使指定編號的中斷點生效

設定 watchpoint

  • watch varname — 設定 watch point 監看變數,當變數被寫入時,中斷程式
  • rwatch varname — 設定 watch point 監看變數,當變數被讀取時,中斷程式
  • awatch varname — 設定 watch point 監看變數,當變數被讀取或寫入時,中斷程式
  • watch *(int *)0x12345678 — 設定 watch point 監看記憶體位址,監看範圍由變數型別決定,當此記憶體位址被寫入時,中斷程式
  • info watch — 列出所有的 watchpoint

觀察變數資料

  • print (p) varname — 顯示變數內容
  • printf expression –使用 C 語言的格式化字串 (printf format string) 功能來顯示。e.g. printf “var=%dn”, var
  • display varname— 遇到中斷點時,自動顯示變數的內容
  • undisplay display_num — 取消指定編號的自動顯示
  • info display — 列出所有 display 及編號
  • whatis varname — 顯示變數型別
  • ptype varname –顯示 class, struct 的定義內容
  • info locals — 顯示目前的區域變數

觀察記憶體

  • x/8xw ADDRESS — 印出 8 個 word (4 bytes) 的記憶體內容
  • x/FMT ADDRESS — 詳細的 FMT 說明,請參考 help x
  • dump memory FILE START END — 將指定範圍內的記憶體內容 dump 到檔案

顯示函式呼叫堆疊 (Call Stack)

GDB 以函式為單位分成一個個的 frame,每一個 frame 各代表一個函式。
如 main() 是一個 frame,main() 裡面所呼叫的函式是另外一個 frame。
當呼叫函式時,會把目前的 frame 推到堆疊。這個堆疊就是 frame stack,也就是一般所認知的 call stack。

  • backtrace (bt) –顯示目前函式呼叫堆疊 (Call Stack) 內容
  • backtrace full — 一併列出區域變數 (local variable)
  • where –顯示目前程式的執行位置,與 backtrace 的作用相同
  • frame frame_num — 跳到指定編號的 frame
  • up — 往上一個 frame
  • down — 往下一個 frame
  • info args — 顯示傳給函式的呼叫參數

Multi-thread

  • info threads — 顯示目前所有的 thread
  • thread thread_num — 切換 GDB 到指定的 thread_num

改變程式行為

  • return — 直接從函式目前執行位置返回,放棄未執行的部份
  • return expression — 執行 return, 並傳回 expression 的值
  • set varname=xxx — 更改變數值

顯示程式相關資訊

  • info sharedlibrary — 顯示被載入的共享函式庫 (shared object library),及載入的記憶體位置
  • info registers — 顯示基本暫存器的內容
  • info all-registers — 顯示所有暫存器的內容
  • print $eax — 顯示 eax 暫存器的內容

利用 core file 來幫助除錯

當程式產生 segmentation fault 時,系統會將當時的所有狀態,包括變數值,記憶體資料以及程式中各個函式的呼叫狀態 dump 成一個 core file。 我們可以用 GDB 來讀取 core file,分析當時引發 segmentation fault 的原因。

下面的程式嘗試寫入記憶體位址為 0 的區域,引發系統產生 segmentation fault

#include 

//This function will cause "Segmentation fault"
void memory_violation()
{
char* ptr = 0;
for(int i=0; i<10;>

編譯指令

$ g++ -g test.cpp -o mytest

設定 core file 最大 size
core file size 預設為 0,這裡改成沒有限制

 $ ulimit -c unlimited

執行程式

$  ./mytest
Segmentation fault (core dumped)

利用 GDB 讀取 core file

  1. 利用 bt 找出發生錯誤的地方
  2. 利用 list *ADDRESS 列出產生錯誤的程式碼
  3. 利用 print 觀察變數值
$ gdb ./mytest core
...
(gdb) bt
#0 0x08048405 in memory_violation () at test.cpp:9
#1 0x08048427 in main () at test.cpp:15
(gdb) list *0x08048405
0x8048405 is in memory_violation() (test.cpp:9).
4 void memory_violation()
5 {
6 char* ptr = 0;
7 for(int i=0; i<10;>print ptr
$1 = 0x0

Last Modified: 03/14/2008 15:58:11

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