使用GDB調(diào)試Linux應(yīng)用程序

本篇講解使用GDB調(diào)試Linux應(yīng)用程序，以下以 hellowld.c 為例介紹 GDB 的調(diào)試入門(mén)：

編寫(xiě)代碼

#include < stdio.h >

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    int result = 0;

    if(1 >= argc)
    {
        printf("Helloworld.\\n");
    }
    printf("Hello World %s!\\n",argv[1]);

    for(i = 1; i <= 100; i++)  {
        result += i;
    }

    printf("result = %d\\n", result );

    return 0;
}

編譯時(shí)加上 -g 參數(shù)：

gcc helloworld.c -o hellowrld -g

啟動(dòng)調(diào)試

$ gdb helloWorld
GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 8.2-12.el8
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later < http://gnu.org/licenses/gpl.html >
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
< http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/ >.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
    < http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/ >.

For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from helloworld...done.
(gdb) run                  < ----------------------------- 不帶參數(shù)運(yùn)行
Starting program: /home/zhuzhg/helloworld
Missing separate debuginfos, use: yum debuginfo-install glibc-2.28-101.el8.x86_64
helloworld.
result = 5050
[Inferior 1 (process 1069013) exited normally]
(gdb) run China            < ----------------------------- 帶參數(shù)運(yùn)行
Starting program: /home/zhuzhg/helloworld China
Hello World China!
result = 5050
[Inferior 1 (process 1071086) exited normally]
(gdb)

斷點(diǎn)

設(shè)置斷點(diǎn)

• 文件行號(hào)斷點(diǎn)：break hellowrld.c:9
• 函數(shù)斷點(diǎn)：break main
• 條件斷點(diǎn)：break helloworld.c:17 if c == 10
• 臨時(shí)斷點(diǎn), 假設(shè)某處的斷點(diǎn)只想生效一次，那么可以設(shè)置臨時(shí)斷點(diǎn)，這樣斷點(diǎn)后面就不復(fù)存在了：tbreak helleworld.c:9
• 禁用或啟動(dòng)斷點(diǎn)：

disable                 # 禁用所有斷點(diǎn)
  disable bnum            # 禁用標(biāo)號(hào)為bnum的斷點(diǎn)
  enable                  # 啟用所有斷點(diǎn)
  enable bnum             # 啟用標(biāo)號(hào)為bnum的斷點(diǎn)
  enable delete bnum      # 啟動(dòng)標(biāo)號(hào)為bnum的斷點(diǎn)，并且在此之后刪除該斷點(diǎn)

• 斷點(diǎn)清除：

clear                   # 刪除當(dāng)前行所有breakpoints
  clear function          # 刪除函數(shù)名為function處的斷點(diǎn)
  clear filename:function # 刪除文件filename中函數(shù)function處的斷點(diǎn)
  clear lineNum           # 刪除行號(hào)為lineNum處的斷點(diǎn)
  clear f:lename:lineNum  # 刪除文件filename中行號(hào)為lineNum處的斷點(diǎn)
  delete                  # 刪除所有breakpoints,watchpoints和catchpoints
  delete bnum             # 刪除斷點(diǎn)號(hào)為bnum的斷點(diǎn)

變量查看

• 變量查看: 最常見(jiàn)的使用便是使用print（可簡(jiǎn)寫(xiě)為p）打印變量?jī)?nèi)容。
  以上述程序?yàn)槔?/p>

  gdb helloworld
  break helloworld.c:17 if i == 0
  (gdb) run
  Starting program: /home/book/helloworld
  helloworld.
  
  Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffdca8) at helloworld.c:17
  17            result += i;
  (gdb) print i                < ------------------ 查看變量 i 當(dāng)前的值
  $1 = 10
  (gdb) print result           < ------------------ 查看變量 result 當(dāng)前的值
  $2 = 45
  (gdb) print argc             < ------------------ 查看變量 argc 當(dāng)前的值
  $3 = 1
  (gdb) print str
  $4 = 0x4006c8 "Hello World" < ------------------ 查看變量 str 當(dāng)前的值
  

• 查看內(nèi)存： examine(簡(jiǎn)寫(xiě)為x)可以用來(lái)查看內(nèi)存地址中的值。語(yǔ)法如下：

  x/[n][f][u] addr
  

  其中：

  單元類(lèi)型常見(jiàn)有如下：

  示例：

  (gdb) x/4b str
  0x4006c8:    01001000    01100101    01101100    01101100
  

  可以看到，變量 str 的四個(gè)字節(jié)都以二進(jìn)制的方式打印出來(lái)了。

  • b 字節(jié)
  • h 半字，即雙字節(jié)
  • w 字，即四字節(jié)
  • g 八字節(jié)
  • n 表示要顯示的內(nèi)存單元數(shù)，默認(rèn)值為1
  • f 表示要打印的格式，前面已經(jīng)提到了格式控制字符
  • u 要打印的單元長(zhǎng)度
  • addr 內(nèi)存地址

• 查看寄存器內(nèi)容： info registers

ra             0x3ff7ef2282     0x3ff7ef2282 < __libc_start_main+160 >
sp             0x3ffffffaa0     0x3ffffffaa0
gp             0x2aaaaac800     0x2aaaaac800
tp             0x3ff7fdd250     0x3ff7fdd250
t0             0x3ff7ed60b0     274742468784
t1             0x3ff7ef21e2     274742583778
t2             0x2aaaaac4f0     183251944688
fp             0x3ffffffab0     0x3ffffffab0
s1             0x0      0
a0             0x1      1
a1             0x3ffffffc28     274877905960
a2             0x3ffffffc38     274877905976
a3             0x0      0
a4             0x3ffffffad8     274877905624
a5             0x0      0
a6             0x3ff7fd88a8     274743527592
(內(nèi)容過(guò)多未顯示完全)

單步調(diào)試

• 單步執(zhí)行-next：
  next命令（可簡(jiǎn)寫(xiě)為n）用于在程序斷住后，繼續(xù)執(zhí)行下一條語(yǔ)句，假設(shè)已經(jīng)啟動(dòng)調(diào)試，并在第12行停住，如果要繼續(xù)執(zhí)行，則使用n執(zhí)行下一條語(yǔ)句，如果后面跟上數(shù)字num，則表示執(zhí)行該命令num次，就達(dá)到繼續(xù)執(zhí)行n行的效果了：

gdb helloworld                     < ------------------------------- 加載程序
   (gdb) break helloworld.c:18        < ------------------------------- 設(shè)置斷點(diǎn)
   (gdb) run                          < ------------------------------- 啟動(dòng)調(diào)試
   The program being debugged has been started already.
   Start it from the beginning? (y or n) y
   Starting program: /home/book/helloworld
   Helleo World.
   
   Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffdca8) at helloworld.c:18         < -------- 程序在 18 行暫停
   18            result += i;
   Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffdca8) at helloworld.c:18
   18            result += i;
   (gdb) next                                    < --------  單步執(zhí)行
   
   17        for(i = 1; i <= 100; i++)  {
   
   Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffdca8) at helloworld.c:18
   18            result += i;
   (gdb) next 2                                  < --------  執(zhí)行兩次
   
   Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffdca8) at helloworld.c:18
   18            result += i;

• 單步進(jìn)入-step：
  如果我們想跟蹤函數(shù)內(nèi)部的情況，可以使用step命令（可簡(jiǎn)寫(xiě)為s），它可以單步跟蹤到函數(shù)內(nèi)部，但前提是該函數(shù)有調(diào)試信息并且有源碼信息。
• 斷點(diǎn)繼續(xù)-continue：
  continue命令（可簡(jiǎn)寫(xiě)為c），它會(huì)繼續(xù)執(zhí)行程序，直到再次遇到斷點(diǎn)處。