詳解Linux下調試器GDB的基本使用方法
GDB調試的三種方式：
1. 目標板直接使用GDB進行調試。
2. 目標板使用gdbserver，主機使用xxx-linux-gdb作為客戶端。
3. 目標板使用ulimit -c unlimited，生成core文件；然后主機使用xxx-linux-gdb ./test ./core。
二、gdb調試構造測試程序如下main.c和sum.c如下:
main.c:#include <stdio.h>#include <stdlib.h> extern int sum(int value); struct inout { int value; int result;};int main(int argc, char * argv[]){ struct inout * io = (struct inout * ) malloc(sizeof(struct inout)); if (NULL == io) {printf('Malloc failed.n');return -1; } if (argc != 2) {printf('Wrong para!n');return -1; } io -> value = *argv[1] - ’0’; io -> result = sum(io -> value); printf('Your enter: %d, result:%dn', io -> value, io -> result); return 0;}sum.c:int sum(int value) { int result = 0; int i = 0; for (i = 0; i < value; i++)result += (i + 1); return result;}
然后gcc main.c sum.c -o main -g, 得到main可執行文件.
下面介紹了gdb大部分功能，1.1 設置斷點以及 1.3顯示棧幀是常用功能；調試過程中可以需要1.6 單步執行，并且1.4 顯示變量、1.5顯示寄存器、1.8 監視點、1.9 改變變量的值。
如果進程已經運行中，需要1.11 attach到進程，或者1.10 生成轉儲文件進行分析。當然為了提高效率可以自定義1.13 初始化文件。
2.1、設置斷點設置斷點可以通過b或者break設置斷點，斷點的設置可以通過函數名、行號、文件名+函數名、文件名+行號以及偏移量、地址等進行設置。
格式為：
break 函數名
break 行號
break 文件名:函數名
break 文件名:行號
break +偏移量
break -偏移量
break *地址
查看斷點，通過info break查看斷點列表。
刪除斷點通過命令包括：
delete <斷點id>：刪除指定斷點
delete：刪除所有斷點
clear
clear 函數名
clear 行號
clear 文件名：行號
clear 文件名：函數名
斷點還可以條件斷住
break 斷點 if 條件；比如break sum if value==9，當輸入的value為9的時候才會斷住。
condition 斷點編號：給指定斷點刪除觸發條件
condition 斷點編號 條件：給指定斷點添加觸發條件
如下可以看出，當入參為9的時候被斷住，而入參為8的時候運行到結束。
斷點還可以通過disable/enable臨時停用啟用。
disable
disable 斷點編號
disable display 顯示編號
disable mem 內存區域
enable
enable 斷點編號
enable once 斷點編號：該斷點只啟用一次，程序運行到該斷點并暫停后，該斷點即被禁用。
enable delete 斷點編號
enable display 顯示編號
enable mem 內存區域
2.1.1、斷點commands高級功能大多數時候需要在斷點處執行一系列動作，gdb提供了在斷點處執行命令的高級功能commands。
#include <stdio.h>int total = 0;int square(int i){ int result=0; result = i*i; return result;}int main(int argc, char **argv){ int i; for(i=0; i<10; i++) {total += square(i); } return 0;}
比如需要對如上程序square參數i為5的時候斷點，并在此時打印棧、局部變量以及total的值
編寫gdb.init如下：
set logging on gdb.logb square if i == 5commands bt full i locals p total print 'Hit break when i == 5'end
在gdb shell中source gdb.init，然后r執行命令，結果如下：
可以看出斷點在i==5的時候斷住了，并且此時打印了正確的值。
2.2、運行“gdb 命令”之后，run可以在gdb下運行命令；如果命令需要參數則跟在run之后。
如果需要斷點在main()處，直接執行start就可以。
如果遇到斷點而暫停執行，或者coredump可以顯示棧幀。
通過bt可以顯示棧幀，bt full可以顯示局部變量。
命令格式如下：
bt
bt full：不僅顯示backtrace，還顯示局部變量
bt N：顯示開頭N個棧幀
bt full N
2.4、顯示變量“print 變量”可以顯示變量內容。
如果需要一行監控多個變量，可以通過p {var1, var2, var3}。
如果要跟蹤自動顯示，可以使用display {var1, var2, var3}
2.5、顯示寄存器info reg可以顯示寄存器內容。
在寄存器名之前加$可以顯示寄存器內容，
p $寄存器：顯示寄存器內容
p/x $寄存器：十六進制顯示寄存器內容。
用x命令可以顯示內容內容，“x/格式 地址”。
x $pc：顯示程序指針內容
x/i $pc：顯示程序指針匯編。
x/10i $pc：顯示程序指針之后10條指令。
x/128wx 0xfc207000：從0xfc20700開始以16進制打印128個word。
還可以通過disassemble指令來反匯編。
disassemble
disassemble 程序計數器：反匯編pc所在函數的整個函數。
disassemble addr-0x40,addr+0x40：反匯編addr前后0x40大小。
2.6、單步執行單步執行有兩個命令next和step，兩者的區別是next遇到函數不會進入函數內部，step會執行到函數內部。
如果需要逐條匯編指令執行，可以分別使用nexti和stepi。
2.7、繼續執行調試時，使用continue命令繼續執行程序。程序遇到斷電后再次暫停執行；如果沒有斷點，就會一直執行到結束。
continue：繼續執行
continue 次數：繼續執行一定次數。
2.8、監視點要想找到變量在何處被改變，可以使用watch命令設置監視點watchpoint。
watch <表達式>：表達式發生變化時暫停運行
awatch<表達式>：表達式被訪問、改變是暫停執行
rwatch<表達式>：表達式被訪問時暫停執行
其他變種還包括watch expr [thread thread-id] [mask maskvalue]，其中mask需要架構支持。
GDB不能監控一個常量，比如watch 0x600850報錯。
但是可以watch *(int *)0x600850。
2.9、改變變量的值“通過set variable <變量>=<表達式>”來修改變量的值。
set $r0=xxx：設置r0寄存器的值為xxx。
2.10、生成內核轉儲文件通過“generate-core-file”生成core.xxxx轉儲文件。
然后gdb ./main ./core.xxxx查看恢復的現場。
另一命令gcore可以從命令行直接生成內核轉儲文件。
gcore `pidof 命令`：無需停止正在執行的程序已獲得轉儲文件。
2.11、attach到進程如果程序已經運行，或者是調試陷入死循環而無法返回控制臺進程，可以使用attach命令。
attach pid
通過ps aux可以查看進程的pid，然后使用bt查看棧幀。
以top為例操作步驟為：
1. ps -aux查看進程pid，為16974.
2. sudo gdb attach 16974，使用gdb 附著到top命令。
3. 使用bt full查看，當前棧幀。此時使用print等查看信息。
4. 還可以通過info proc查看進程信息。
2.12、反復執行continue、step、stepi、next、nexti都可以指定重復執行的次數。
ignore 斷點編號 次數：可以忽略指定次數斷點。
2.13、初始化文件Linux環境下初始化文件為.gdbinit。
如果存在.gdbinit文件，gdb在啟動的之前就將其作為命令文件運行。
初始化文件和命令文件執行順序為：HOME/.gdbinit > 運行命令行選項 > ./.gdbinit > -x指定命令文件。
2.14、設置源碼目錄調試過程中如果需要關聯到源碼，查看更詳細的信息。
可以通過directory或者set substitute-path來制定源碼目錄。
2.15、TUI調試TUI（TextUserInterface）為GDB調試的文本用戶界面，可以方便地顯示源代碼、匯編和寄存器文本窗口。
源代碼窗口和匯編窗口會高亮顯示程序運行位置并以’>’符號標記。有兩個特殊標記用于標識斷點，第一個標記用于標識斷點類型：
B：程序至少有一次運行到了該斷點 b：程序沒有運行到過該斷點 H：程序至少有一次運行到了該硬件斷點 h：程序沒有運行到過該硬件斷點第二個標記用于標識斷點使能與否:
+：斷點使能Breakpointisenabled.-：斷點被禁用Breakpointisdisabled.
當調試程序時，源代碼窗口、匯編窗口和寄存器窗口的內容會自動更新。
catch可以根據某些類型事件來停止程序執行。
可以通過catch syscall close，捕捉產生系統調用close的時候停止程序執行。
其他的catch事件還包括，throw、syscall、assert、exception等等。
2.17、自定義腳本命令行的入參可以通過argc和*argv獲取。
2.17.0、注釋、賦值、顯示# - 為腳本添加注釋。
set - 為變量賦值，以$開頭，以便區分gdb還是調試程序變量。
例如：set $x = 1
顯示變量可以通過echo、printf。
2.17.1、自定義命令利用define命令可以自行定義命令，還可以使用document命令給自定義命令添加說明。
define adder if $argc == 2 print $arg0 + $arg1 end if $argc == 3 print $arg0 + $arg1 + $arg2 endenddocument adder Sum two or three variables.end
執行bf自定義命令，結果如下。
無行參聲明，但可以直接用$arg0,$arg1引用， $argc 為形參個數
2.17.2、條件語句條件命令：if...else...end。這個同其它語言中提供的if命令沒什么區別，只是注意結尾的end。
2.17.3、循環語句循環命令：while...end。gdb同樣提供了loop_break和loop_continue命令分別對應其它語言中的break和continue，另外同樣注意結尾的end。
set logging on overwrite gdb.log------------將顯示log保存到gdb.log中。set pagination off--------------------------關閉分頁顯示功能。tar jtag jtag://localhost:1025--------------連接上JTAG。d-------------------------------------------刪除現有斷點。b func_a------------------------------------在func_a增加斷點。commands------------------------------------斷點后，執行如下命令。 b func_b----------------------------------在func_a斷點之后，在func_b增加斷點。 commands bt full-------------------------------打印func_b處棧幀。 c-------------------------------------繼續執行。 end b file.c:555------------------------------在file.c的555行增加斷點 commands while 1-------------------------------無限執行next命令。next end end c-----------------------------------------繼續執行，才會觸發func_b和file.c:555斷點。endc-------------------------------------------是程序得到繼續執行。
在命令行gdb -x gdb.init bin；或者gdb bin，然后在命令行soruce gdb.init同樣可以更新腳本。
2.18、dump內存到指定文件在gdb調試中可能需要將一段內存導出到文件中，可以借助dump命令。
命令格式：
dump binary memory FILE START STOP
比如dump binary memory ./dump.bin 0x0 0x008000000，將內存區間從0x0到0x00800000導出到dump.bin中。
三、gdb+gdbserver遠程調試目標板gdbserver+主機gdb遠程調試的方式，比較適合目標板性能受限，只能提供gdbserver功能。
在主機上執行gdb進行遠程調試。測試程序如下。
#include <stdio.h>void C(int *p){ *p = 0x12;}void B(int *p){ C(p);}void A(int *p){ B(p);}void A2(int *p){ C(p);}int main(int argc, char **argv){ int a; int *p = NULL; A2(&a); // A2 > C printf('a = 0x%xn', a); A(p); // A > B > C return 0;}
對目標板的設置方式是：開啟端口2345作為gdbserver銅線端口。
gdbserver :2345 test_debug
主機上執行gdb test_debug，然后tar remote 192.168.2.84.2345連接遠程gdbserver。
目標板會收到“Remote debugging from host 192.168.33.77”消息，表示兩者連接成功。
主機上就可以進行遠程調試，continue之后兩端得到的結果如下：
目標板輸出“a=0x12”之后停止運行，
主機上得到SIGSEGV，并可以查看backtrace信息。可以看出問題點在指針p指向NULL，0指針賦值錯誤。
在目標板上執行ulimit -c unlimited，執行應用程序。
程序出錯后，會在當前目錄下生成core文件。
將core文件拷出后，再PC上執行xxx-linux-gdb ./test ./core進行分析。
4.1、加載庫文件在運行xxx-linux-gdb ./test ./core之后，可能存在庫文件關聯不上的情況。
使用info sharedlibrary，查看庫加載情況。
FromTo Syms Read Shared Object LibraryNo xxx.soNo /lib/libdl.so.2No /lib/libpthread.so.00x2ab6ec00 0x2ac09ba4 Yes xxx/lib/libstdc++.so.6No /lib/libm.so.60x2acec460 0x2acf626c Yes xxx/lib/libgcc_s.so.1No /lib/libc.so.6No /lib/ld.so.1
可以通過set solib-search-path和set solib-absolute-prefix來設置，對應庫所在的路徑。
FromTo Syms Read Shared Object Library0x2aaca050 0x2aacc8d0 Yes xxx.so0x2aad0ad0 0x2aad17ac Yes (*) xxx/lib/libdl.so.20x2aad8a50 0x2aae7434 Yes (*) xxx/lib/libpthread.so.00x2ab6ec00 0x2ac09ba4 Yes xxx/lib/libstdc++.so.60x2ac4b3d0 0x2acb1988 Yes xxx/lib/libm.so.60x2acec460 0x2acf626c Yes xxx/lib/libgcc_s.so.10x2ad17b80 0x2adf699e Yes xxx/lib/libc.so.60x2aaa89e0 0x2aabf66c Yes (*) xxx/lib/ld.so.1(*): Shared library is missing debugging information.
可以看出相關庫文件都已經加載，只是部分庫文件沒有調試信息。
4.2、查看backtrace查看coredump的backtrace通過bt即可，更全的信息通過bt full。
產看函數調用棧的幾個函數
bt：顯示所有的函數調用棧幀的信息，每個幀一行。
bt n：顯示棧定的n個幀信息。
bt -n：顯示棧底的n個幀信息。
bt full：顯示棧中所有幀的完全信息如：函數參數，本地變量。
bt full n：用法同上。
bt full -n
(gdb) bt#0 0x2ad71f1e in memcpy () from xxx/lib/libc.so.6#1 0x2ad71ac0 in memmove () from xxx/lib/libc.so.6#2 0x0011f36c in std::__copy_move<false, true, std::random_access_iterator_tag>::__copy_m<unsigned char> (__first=0x34dfb008 '377330377', <incomplete sequence 340>, __last=0x34eeea2c '', ...#3 0x0011ee22 in std::__copy_move_a<false, unsigned char*, unsigned char*> (__first=0x34dfb008 '377330377', <incomplete sequence 340>, __last=0x34eeea2c '', __result=0x2b2013c0 '377330377', <incomplete sequence 340>) at xxxinclude/c++/6.3.0/bits/stl_algobase.h:386#4 0x0011e7e2 in std::__copy_move_a2<false, __gnu_cxx::__normal_iterator<unsigned char*, std::vector<unsigned char> >, unsigned char*> (__first=..., __last=..., __result=0x2b2013c0 '377330377', <incomplete sequence 340>) at xxx/bits/stl_algobase.h:424#5 0x0011dfd2 in std::copy<__gnu_cxx::__normal_iterator<unsigned char*, std::vector<unsigned char> >, unsigned char*> (__first=..., __last=..., __result=0x2b2013c0 '377330377', <incomplete sequence 340>) at xxx/6.3.0/bits/stl_algobase.h:456#6 0x0011c948 in xxx#7 0x00133e08 in xxx#8 0x2aada31e in start_thread () from xxx/libc/lib/libpthread.so.0#9 0x005a11b4 in ?? ()4.3、Core Dump核心轉存儲文件目錄和命名規則
默認情況下core文件存在應用當前路徑下，為了區分可以進行設置。
區分core主要通過/proc/sys/kernel/core_uses_pid和/proc/sys/kernel/core_pattern進行設置。
/proc/sys/kernel/core_uses_pid：可以控制產生的core文件的文件名中是否添加pid作為擴展，如果添加則文件內容為1，否則為0。
proc/sys/kernel/core_pattern：可以設置格式化的core文件保存位置或文件名，比如原來文件內容是core-%e
echo '/tmp/core-%e-%p' > core_pattern。
將會控制所產生的core文件會存放到/corefile目錄下，產生的文件名為core-命令名-pid-時間戳
以下是參數列表:
%p - insert pid into filename 添加pid%u - insert current uid into filename 添加當前uid%g - insert current gid into filename 添加當前gid%s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加導致產生core的信號%t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成時的unix時間%h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主機名%e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名
當然，你可以用下列方式來完成：
sysctl -w kernel.core_pattern=/tmp/core-%e-%p
4.4、ulimit的使用功能說明：控制shell程序的資源。
語法：ulimit [-aHS][-c <core文件上限>][-d <數據節區大小>][-f <文件大小>][-m <內存大小>][-n <文件數目>][-p <緩沖區大小>][-s <堆疊大小>][-t <CPU時間>][-u <程序數目>][-v <虛擬內存大小>]
補充說明：ulimit為shell內建指令，可用來控制shell執行程序的資源。
參數：
-a 顯示目前資源限制的設定。-c <core文件上限> 設定core文件的最大值，單位為區塊。-d <數據節區大小> 程序數據節區的最大值，單位為KB。-f <文件大小> shell所能建立的最大文件，單位為區塊。-H 設定資源的硬性限制，也就是管理員所設下的限制。-m <內存大小> 指定可使用內存的上限，單位為KB。-n <文件數目> 指定同一時間最多可開啟的文件數。-p <緩沖區大小> 指定管道緩沖區的大小，單位512字節。-s <堆疊大小> 指定堆疊的上限，單位為KB。-S 設定資源的彈性限制。-t <CPU時間> 指定CPU使用時間的上限，單位為秒。-u <程序數目> 用戶最多可開啟的程序數目。-v <虛擬內存大小> 指定可使用的虛擬內存上限，單位為KB。
五、GDB小技巧5.1、關閉Type <return> to continue, or q <return> to quit---
當現實內容多的時候，GDB會強制分頁，現實就會暫停。但是可能并不需要，可以通過set pagination off關閉。
5.2、附著到已運行kernel在已運行的Linux上，如果發生死機異常等問題，這時候定位問題需要使用jtag連接上。
連接方法是：
gdb-----------------------------------------------進入gdb shell。
target remote localhost:1025-------------------在gdb shell中通過ip:port連接上target。
file vmlinux----------------------------------------加載符號表。
然后就可以在線查看運行狀態了。
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