这可能是你最想要的一份GDB使用指南

GDB简介

GDB(GNU symbolic Debugger)是Linux系统下的强大的调试工具,可以用来调试ada, c, c++, asm, minimal, d, fortran, objective-c, go, java,pascal 等多种语言。

我们以调试 go
代码为示例来介绍GDB的使用。源码内容如下:

package main
import "fmt"
func add(a, b int) int {
sum := 0
sum = a + b
return sum
}
func main() {
sum := add(10, 20)
fmt.Println(sum)
}
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构建二进制应用:

go build -gcflags="-N -l" -o test main.go
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启动调试

gdb ./test
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进入gdb调试界面之后,执行 run
命令运行程序。若程序已经运行,我们可以 attach
该程序的进程id进行调试:

$ gdb
(gdb) attach 1785
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当执行 attach
命令的时候,GDB首先会在当前工作目录下查找进程的可执行程序,如果没有找到,接着会用源代码文件搜索路径。我们也可以用file命令来加载可执行文件。

或者通过命令设置进程id:

gdb test 1785
gdb test --pid 1785
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若已运行的进程不含调试信息,我们可以使用同样代码编译出一个带调试信息的版本,然后使用file和attach命令进行运行调试。

$ gdb
(gdb) file test
Reading symbols from test...done.
(gdb) attach 1785
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GDB也支持多窗口图形启动运行,一个窗口显示源码信息,一个窗口显示调试信息:

gdb test -tui
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GDB支持在运行过程中使用 Crtl+X+A
组合键进入多窗口图形界面, GDB支持的快捷操作有:

Crtl+X+A // 多窗口与单窗口界面切换
Ctrl + X + 2 // 显示两个窗口
Ctrl + X + 1 // 显示一个窗口
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运行程序

通过 run
命令运行程序:

(gdb) run
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指定命令行参数运行:

(gdb) run arg1 arg2
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或者通过 set
命令设置命令行参数:

(gdb) set args arg1 arg2
(gdb) run
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除了 run
命令外,我们也可以使用 start
命令运行程序。 start
命令会在在main函数的第一条语句前面停下来。

(gdb) start
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断点设置、查看、删除、禁用

设置断点

GDB中是通过 break
命令来设置断点(BreakPoint), break
可以简写成 b

  • break function

    在指定函数出设置断点,设置断点后程序会在进入指定函数时停住

  • break linenum

    在指定行号处设置断点

  • break +offset/-offset

    在当前行号的前面或后面的offset行处设置断点。offset为自然数

  • break filename:linenum

    在源文件filename的linenum行处设置断点

  • break filename:function

    在源文件filename的function函数的入口处设置断点

  • break *address

    在程序运行的内存地址处设置断点

  • break

    break命令没有参数时,表示在下一条指令处停住。

  • break … if

    …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

我们可以通过 info
命令查看断点:

(gdb) info breakpoint # 查看所有断点
(gdb) info breakpoint 3 # 查看3号断点
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删除断点

删除断点是通过 delete
命令删除的, delete
命令可以简写成 d

(gdb) delete 3 # 删除3号断点
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断点启用与禁用

(gdb) disable 3 # 禁用3号断点
(gdb) enable 3 # 启用3号断点
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调试

单步执行

next
用于单步执行,会一行行执行代码,运到函数时候,不会进入到函数内部,跳过该函数,但会执行该函数,即 step over
。可以简写成 n

(gdb) next
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单步进入

step
用于单步进入执行,跟 next
命令类似,但是遇到函数时候,会进入到函数内部一步步执行,即 step into
。可以简写成 s

(gdb) step
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step
相关的命令 stepi
,用于每次执行每次执行一条机器指令。可以简写成 si

继续执行到下一个断点

continue
命令会继续执行程序,直到再次遇到断点处。可以简写成 c
:

(gdb) continue
(gdb) continue 3 # 跳过3个断点
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继续运行到指定位置

until
命令可以帮助我们实现运行到某一行停住,可以简写成 u

(gdb) until 5
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跳过执行

skip
命令可以在step时跳过一些不想关注的函数或者某个文件的代码:

(gdb) skip function add   # step时跳过add函数
(gdb) info skip   # 查看skip列表
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其他相关命令:

  • skip delete [num] 删除skip
  • skip enable [num] 启动skip
  • skip disable [num] 关闭skip

注意:当不带skip号时候,是针对所有skip进行设置。

执行完成当前函数

finish
命令用来将当前函数执行完成,并打印函数返回时的堆栈地址、返回值、参数值等信息,即 step out

(gdb) finish
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查看源码

GDB中的 list
命令用来显示源码信息。 list
命令可以简写成 l

  • list

    从第一行开始显示源码,继续输入list,可列出后面的源码

  • list linenum

    列出linenum行附近的源码

  • list function

    列出函数function的代码

  • list filename:linenum

    列出文件filename文件中,linenum行出的代码

  • list filename:function

    列出文件filename中,函数function的代码

  • list +offset/-offset

    列出在当前行号的前面或后面的offset行附近的代码。offset为自然数。

  • list +/-

    列出当前行后面或者前面的代码

  • list linenum1, linenum2

    列出行linenum1和linenum2之间的代码

查看信息

info
命令用来显示信息,可以简写成 i

  • info files

    显示当前的debug文件,包含程序入口地址,内存分段布局位置信息等

  • info breakpoints

    显示当前设置的断点列表

  • info registers

    显示当前寄存器的值,可以简写成 i r
    。指定寄存器名称,可以查看具体寄存器信息: i r rsp

  • info all-registers

    显示所有寄存器的值。GDB提供四个标准寄存器:pc是程序计数器寄存器,sp是堆栈指针。fp用于记录当前堆栈帧的指针,ps用于记录处理器状态的寄存器,GDB会处理好不同架构系统寄存器不一致问题,比如对于amd64架构,pc对应就是rip寄存器。

    引用寄存器内容是将寄存器名前置

    符作为变量来用。比如

    符作为变量来用。比如





    pc就是程序计数器寄存器值。

  • info args

    显示当前函数参数

  • info locals

    显示当前局部变量

  • info frame

    查看当前栈帧的详细信息,包括rip信息,正在运行的指令所在文件位置

  • info variables

    查看程序中的变量符号

  • info functions

    查看程序中的函数符号

  • info functions regexp

    通过正则匹配来查看程序中的函数符号

  • info goroutines

    显示当前执行的goroutine列表,带*的表示当前执行的。注意需要加载go runtime支持。

  • info stack

    查看栈信息

  • info proc mappings

    可以简写成 i proc m
    。用来查看应用内存映射

  • info proc [procid]

    显示进程信息

  • info proc status

    显示进程相关信息,包括user id和group id;进程内有多少线程;虚拟内存的使用;挂起的信号,阻塞的信号,忽略的信号;TTY;消耗的系统和用户时间;堆栈大小;nice值

  • info display

  • info watchpoints

    列出当前所设置了的所有观察点

  • info line [linenum]

    查看第linenum的代码指令地址信息,不带linenum时,显示的是当前位置的指令地址信息

  • info source

    显示此源代码的源代码语言

  • info sources

    显示程序中所有有调试信息的源文件名,一共显示两个列表:一个是其符号信息已经读过的,一个是还未读取过的

  • info types

    显示程序中所有类型符号

  • info types regexp

    通过正则匹配来查看程序中的类型符号

其他类似命令有:

  • show args

    查看命令行参数

  • show environment [envname]

    查看环境变量信息

  • show paths

    查看程序的运行路径

  • whatis var1

    显示变量var1类型

  • ptype var1

    显示变量var1类型,若是var1结构体类型,会显示该结构体定义信息。

查看调用栈

通过 where
可以查看调用栈信息:

(gdb) where
#0  _rt0_amd64 ()
at /usr/lib/go/src/runtime/asm_amd64.s:15
#1  0x0000000000000001 in ?? ()
#2  0x00007fffffffdd2c in ?? ()
#3  0x0000000000000000 in ?? ()
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设置观察点

通过 watch
命令,可以设置观察点。当观察点的变量发生变化时,程序会停下来。可以简写成 wa

(gdb) watch sum
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查看汇编代码

我们可以通过开启 disassemble-next-line
自动显示汇编代码。

(gdb) set disassemble-next-line on
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当面我们可以查看指定函数的汇编代码:

(gdb) disassemble main.main
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disassemble
可以简写成 disas
。我们也可以将源代码和汇编代码一一映射起来后,查看

(gdb) disas /m main.main
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GDB默认显示汇编指令格式是AT&T格式,我们可以改成intel格式:

(gdb) set disassembly-flavor intel
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自动显示变量值

display
命令支持自动显示变量值功能。当进行next或者step等调试操作时候,GDB会自动显示 display
所设置的变量或者地址的值信息。

display
命令格式:

display <expr>
display /<fmt> <expr>
display /<fmt> <addr>
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  • expr是一个表达式
  • fmt表示显示的格式
  • addr表示内存地址

其他相关命令:

  • undisplay [num]: 不显示
  • delete display [num]: 删除
  • disable display [num]: 关闭自动显示
  • enable display [num]: 开启自动显示
  • info display: 查看display信息

注意:当不带display号时候,是针对所有display进行设置。

显示将要执行的汇编指令

我们可以通过 display
命令,实现当程序停止时,查看将要执行的汇编指令:

(gdb) display /i $pc
(gdb) display /3i $pc # 一次性显示3条指令
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取消显示可以用undisplay命令进行操作。

查看backtrace信息

backtrace
命令用来查看栈帧信息。可以简写成 bt

(gdb) backtrace # 显示当前函数的栈帧以及局部变量信息
(gdb) backtrace full # 显示各个函数的栈帧以及局部变量值
(gdb) backtrace full n # 从内向外显示n个栈桢,及其局部变量
(gdb) backtrace full -n # 从外向内显示n个栈桢,及其局部变量
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切换栈帧信息

frame
命令可以切换栈帧信息:

(gdb frame n # 其中n是层数,最内层的函数帧为第0帧
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其他相关命令:

  • info frame: 查看栈帧列表

调试多线程

GDB中有一组命令能够辅助多线程的调试:

  • info threads

    显示当前可调式的所有线程,线程 ID 前有 “*” 表示当前被调试的线程。

  • thread threadid

    切换线程到线程threadid

  • 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,这个命令可以设置调试的时候多个线程的运行情况,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,所有线程都可以执行,step 表示在单步执行时,只有当前线程会执行。

  • thread apply [threadid] [all] args

    对线程列表执行命令。比如通过 thread apply all bt full
    可以查看所有线程的局部变量信息。

查看运行时变量

print
命令可以用来查看变量的值。 print
命令可以简写成 p
print
命令格式如下:

print [</format>] <expr>
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format用来设置显示变量的格式,可选的。可用值有如下:

  • x 按十六进制格式显示变量
  • d 按十进制格式显示变量
  • u 按十六进制格式显示无符号整型
  • o 按八进制格式显示变量
  • t 按二进制格式显示变量
  • a 按十六进制格式显示变量
  • c 按字符格式显示变量
  • f 按浮点数格式显示变量

expr可以是一个变量,也可以是表达式,也可以是寄存器:

(gdb) p var1 # 打印变量var1
(gdb) p &var1 # 打印变量var1地址
(gdb) p $rsp # 打印rsp寄存器地址
(gdb) p $rsp + 8 # 打印rsp加8后的地址信息
(gdb) p 0xc000068fd0 # 打印0xc000068fd0转换成10进制格式
(gdb) p /x 824634150864 # 打印824634150864转换成16进制格式
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print
也支持查看连续内存, @
操作符用于查看连续内存, @
的左边是第一个内存的地址的值, @
的右边则想查看内存的长度。

例如对于如下代码: int arr[] = {2, 4, 6, 8, 10};
,可以通过如下命令查看arr前三个单元的数据:

(gdb) p *arr@3
$2 = {2, 4, 6}
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查看内存中的值

examine
命令用来查看内存地址中的值,可以简写成 x
examine
命令的语法如下所示:

examine /<n/f/u>
  • n 表示显示字段的长度,也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。

  • f 表示显示的格式

    • d 数字 decimal
    • u 无符号数字 unsigned decimal
    • s 字符串 string
    • c 字符 char
    • u 无符号整数 unsigned integer
    • t 二进制 binary
    • o 八进制格式 octal
    • x 十六进制格式 hex
    • f 浮点数格式 float
    • i 指令 instruction
    • a 地址 address
  • u 表示从当前地址往后请求的字节数,默认是4个bytes

    • b 一个字节 byte
    • h 两个字节 halfword
    • w 四个字节 word
    • g 八个字节 giantword

示例:

(gdb) x/10c 0x4005d4 # 打印前10个字符
(gdb) x/16xb a # 以16进制格式打印数组前a16个byte的值
(gdb) x/16ub a # 以无符号10进制格式打印数组a前16个byte的值
(gdb) x/16tb a # 以2进制格式打印数组前16个abyte的值
(gdb) x/16xw a # 以16进制格式打印数组a前16个word(4个byte)的值
(gdb) x $rsp # 打印rsp寄存器执行的地址的值
(gdb) x $rsp + 8 # 打印rsp加8后的地址指向的值
(gdb) x 0xc000068fd0 # 打印内存0xc000068fd0指向的值
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修改变量或寄存器值

set
命令支持修改变量以及寄存器的值:

(gdb) set var var1=123 # 设置变量var1值为123
(gdb) set var $rax=123 # 设置寄存器值为123
(gdb) set environment envname1=123 # 设置环境变量envname1值为123
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查看命令帮助信息

help
命令支持查看GDB命令帮助信息。

(gdb) help status # 查看所有命令使用示例
(gdb) help x # 查看x命令使用帮助
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搜索源文件

search
命令支持在当前文件中使用正则表达式搜索内容。 search
等效于 forward-search
命令,是从当前位置向前搜索,可以简写成 fo
reverse-search
命令功能跟 forward-search
恰好相反,其可以简写成 rev

(gdb) search func add # 从当前位置向前搜索add方法
(gdb) rev func add # 从当前为向后搜索add方法
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资料

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