gdb常用命令及gdb調試多進程/線程程序&coredump

本文轉載自查看原文 2017-06-27 19:26 1270 Linux/ GDB調試命令/ GDB多線程多進程調試 coredump

一、常用普通調試命令

1.簡單介紹GDB

介紹： gdb是Linux環境下的代碼調試⼯具。
使⽤：需要在源代碼⽣成的時候加上 -g 選項。
開始使⽤： gdb binFile
退出： ctrl + d 或 quit

2.調試過程

（1）list命令

list linenum 顯⽰binFile第linenum行周圍的源代碼，接着上次的位置往下列，每次列10⾏。
list function 顯示函數名為function的函數的源程序
list 顯示當前行后面的源程序
list - 顯示當前行前面的源程序

（2）run或r

運行程序。

run args run命令可以直接接命令行參數值，也可以在執行run之前通過 set args + 參數值實現。

(3)break(b)

打斷點，使用方法:

b linenum 在某行打斷點
b +offset/-offset 在當前行號的前面或后面offset停住
b filename:linenum 在某文件的某行打斷點
b filename:function 在某文件某個函數入口停住
b *address 在程序的運行地址處停住
b 沒有參數在下一句停住
b where if condition 當某個條件滿足時，在某一行停住（這個很有用，比如b 10 if ret == 5）
breaktrace(或bt) 查看各級函數調⽤及參數
delete breakpoints 刪除所有斷點
delete breakpoints n 刪除序號為n的斷點
disable breakpoints 禁⽤斷點
enable breakpoints 啟⽤斷點

對於break命令，我們要靈活使用。例如打多個斷點。多線程程序中我們可以主函數中線程創建后立即打斷點，執行線程函數入口打斷點等。

（4）單步命令

普通用法就不說了。

step count 一次性執行count步，如果有函數會進入函數
next count 一次執行count，不進入函數
finish 運行程序，直到當前函數完成返回，並打印函數返回時的堆棧地址和返回值以及參數信息
until 退出循環體（尤其是針對for循環這種，很煩的）

（5）continue命令
continue(或c)：從當前位置開始連續⽽⾮單步執⾏程序

當程序被停住之后，可以使用continue(c)命令，恢復程序的運行直到程序結束，或到達下一個斷點。這里要注意如果沒有斷點程序是會直接結束的。

（6）print(p)命令

這個命令比較常用，用來查看我們想看的內容。比如有關數組可以看全部，也可以看從左到右某一部分：

print命令針對變量查看的輸出格式有：

x 按十六進制格式顯示變量
d 按十進制格式顯示變量
u 按十六進制格式顯示無符號整型
o 按八進制格式顯示變量
t 按二進制格式顯示變量t 按二進制格式顯示變量
a 按十六進制格式顯示變量
c 按字符格式顯示變量
f 按浮點數格式顯示變量

（7）watch命令

這個命令比較有用。watch一般用來觀察某個表達式（變量也是一種表達式）的值是否有變化，如果有變化，馬上停住程序。我們有一下幾種方法設置觀察點：

watch expr 為表達式expr設置一個觀察點，一旦表達式值有變化，馬上停住程序
rwatch expr 當表達式expr被讀時，停住程序
awatch expr 當表達式的值被讀或被寫時，停住程序。
info watchpoints 列出所有觀察點（info指令通常可以去套舉例如下，演示觀測*i的值，一旦變化停下來：

在循環中我們也可以使用watch，配合ignore，它是除了until命令之外又一個可以讓我們跳出循環的方法，不過watch+ignore更強大，可以任意跳轉到第i次循環。它們的意思就是觀察一個變量，可以理解為斷點，ignore這個斷點多少次，然后用continue就可以直接跳過了。

（8）examine命令

使用該命令來查看內存地址中的值。語法是：x/u addr

addr表示一個內存地址。“x/”后的n、f、u都是可選的參數，n 是一個正整數，表示顯示內存的長度，也就是說從當前地址向后顯示幾個地址的內容；f 表示顯示的格式，如果地址所指的是字符串，那么格式可以是s，如果地址是指令地址，那么格式可以是i；u 表示從當前地址往后請求的字節數，如果不指定的話，GDB默認是4字節。u參數可以被一些字符代替：b表示單字節，h表示雙字節，w表示四字節，g表示八字節。當我們指定了字節長度后，GDB會從指定的內存地址開始，讀寫指定字節，並把其當作一個值取出來。n、f、u這3個參數可以一起使用，例如命令“x/3uh 0x54320”表示從內存地址0x54320開始以雙字節為1個單位（h）、16進制方式（u）顯示3個單位（3）的內存。

（9）jump命令

jump命令不會改變程序棧的內容，一般只在同一函數內跳轉。

jump linespec 指定下一條語句的運行點，linespec可以是linenum，filename+linenum，+offset這幾種形式
jump address 跳到代碼行的地址

（10）signal命令

使用signal 信號名（如SIGINT）這種方式把信號發送給程序，如果程序注冊了signal_handler函數，還可以進行相應的處理，幫助調試程序。

（11）set命令

set args 設置命令行參數
set env environmentVarname=value 設置環境變量。如：set env USER=benben

（12）call命令

call function 強制調用某函數

強制調用某函數，它會顯示函數返回值（如果函數返回值不是void）。print命令也可以完成該功能。

（13）disassemble命令

反匯編命令，查看執行時源代碼的機器碼。

（14）其他命令

info（i) locals：查看當前棧幀局部變量的值
info break ：查看斷點信息
info(或i) breakpoints：查看當前設置了哪些斷點
finish：執⾏到當前函數返回，然后挺下來等待命令
set var：修改變量的值
display 變量名：跟蹤查看⼀個變量，每次停下來都顯⽰它的值
undisplay：取消對先前設置的那些變量的跟蹤
until X⾏號：跳⾄X⾏直接回
n 或 next：單條執⾏
p 變量：打印變量值。

（14）另外一些常用調試命令

until 跳出循環。在執行完循環體內的最后一條語句之后執行 until, 就會執行完循環體到后面的一個語句停下。

finish 跳出當前函數，執行完當前的函數。

tui是一個命令行的界面，能同時把代碼顯示出來。

二、使用gdb調試core文件

1.認識core文件

               linux下程序異常中止退出或崩潰的時，內核將程序在運行期間的內存狀態等相關信息轉存到磁盤，這個轉存的文件叫core dump文件。文件中記錄程序當時的內存調用、堆棧引用、進程和線程調用等信息，以幫助開發或維護人員了解異常發生當時的環境參數和信息。 
             

                段錯誤（segfault）也稱為核心轉儲；指程序試圖操作不允許訪問或試圖訪問的不合法內存的情況。可能導致段錯誤的原因主要有： 
              
                1、試圖解引用空指針（你不允許訪問內存地址0） 
              
                2、試圖解引用不在你內存中的其他指針 
              
                3、一個C++ vtable虛表指針被破壞並指向錯誤的地方，這導致程序試圖去執行一些不可執行的內存。 
              
                4、其他情況，比如未對齊的內存訪問也可能會出現段錯誤。 
              
2.配置生成core文件 
               編譯時需要加 -g 選項使程序生成調試信息:  
               gcc -g core_test.c -o core_test

①使用 ulimit -c 查看core開關，如果為0表示關閉，不會生成core文件；
②使用 ulimit -c [filesize] 設置core文件大小，當最小設置為4之后才會生成core文件；
③使用 ulimit -c unlimited 設置core文件大小為不限制，這是常用的做法；
④如果需要開機就執行，則需要將這句命令寫到 /etc/profile 等文件。
core文件命名和保存路徑：
①core文件有默認的名稱和路徑；
②自己命名和指定保存路徑，可以通過 /proc/sys/kernel/core_pattern 設置 core 文件名和保存路徑，方法如下：
    echo "/corefile/core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern
    命名的參數列表： 
    %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。
3.調試core文件（1）方法1: gdb [exec file] [core file] 然后執行bt看堆棧信息(或者where命令)
（2）方法1：gdb -c [core file],然后 file [exec file],最后再使用 bt 查看錯誤位置
https://blog.csdn.net/sunxiaopengsun/article/details/72974548

三、使用gdb調試多進程多線程程序

1.設置

默認設置下，在調試多進程程序時GDB只會調試主進程。但是GDB（>V7.0）支持多進程的分別以及同時調試，換句話說，GDB可以同時調試多個程序。只需要設置follow-fork-mode(默認值：parent)和detach-on-fork（默認值：on）即可。兩者結合起來構成了GDB的調試模式。

follow-fork-mode detach-on-fork 說明

parent                   on                     只調試主進程（GDB默認）
child            on                     只調試子進程
parent                 off                    同時調試兩個進程，gdb跟主進程，子進程block在fork位置
child                off                    同時調試兩個進程，gdb跟子進程，主進程block在fork位置

   設置方法：set follow-fork-mode [parent|child] set detach-on-fork [on|off]
   查詢正在調試的進程：info inferiors
   切換調試的進程： inferior <infer number>
   添加新的調試進程： add-inferior [-copies n] [-exec executable] ,可以用file executable來分配給inferior可執行文件。
   其他：remove-inferiors infno， detach inferior

查看gdb默認的參數設置：

2.演示代碼

下面這段代碼的主要流程就是在main函數中fork創建一個子進程，然后在父進程中又創建一個線程，接着就使用gdb進行調試（block子進程）。

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <pthread.h>
 3 #include <sys/types.h>
 4 #include <unistd.h>
 5 
 6 int main(int argc, const char **argv)
 7 {
 8     int pid;
 9     pid = fork();
10     if (pid != 0)    //add the first breakpoint.
11         Parent();
12     else
13         Child();
14     return 0;
15 }
16 
17 //Parent process handle.
18 void Parent()
19 {
20     pid_t pid = getpid();
21     char cParent[] = "Parent";
22     char cThread[] = "Thread";
23     pthread_t pt;
24 
25     printf("[%s]: [%d] [%s]\n", cParent, pid, "step1");
26 
27     if (pthread_create(&pt, NULL, (void *)*ParentDo, cThread))
28     {
29         printf("[%s]: Can not create a thread.\n", cParent);
30     }
31 
32     ParentDo(cParent);
33     sleep(1);
34 }
35 //Parent process handle after generate a thread.
36 void * ParentDo(char *argv)
37 {
38     pid_t pid = getpid();
39     pthread_t tid = pthread_self();   //Get the thread-id selfly.
40     char tprefix[] = "thread";
41 
42     printf("[%s]: [%d] [%s] [%lu] [%s]\n", argv, pid, tprefix, tid, "step2");  //add the second breakpoint.
43     printf("[%s]: [%d] [%s] [%lu] [%s]\n", argv, pid, tprefix, tid, "step3");
44 
45     return NULL;
46 }
47 //Child process handle.
48 void Child()
49 {
50     pid_t pid = getpid();
51     char prefix[] = "Child";
52     printf("[%s]: [%d] [%s]\n", prefix, pid, "step1");
53     return;
54 }

如果直接運行程序，那么輸出的結果如下：

3.gdb調試

3.1設置調試模式和Catchpoint

設置調試父子進程，gdb跟主進程，子進程block在fork位置。

這時可以另開一個終端，使用如下命令查看當前CentOS系統所有進程的狀態：發現父進程PID為10062，通過fork產生的子進程為10065：

同時，可以使用命令cat /proc/10062/status查看當前進程的詳細信息：進程PID為10060，它的父進程（即GDB進程）為10062，同時這也是追蹤進程ID，線程數Threads為1（共享使用該信號描述符的線程數，在POSIX多線程序應用程序中，線程組中的所有線程使用同一個信號描述符）。