GDB使用三

来源:互联网 发布:html引入php文件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 08:05

一、表达式

 

    print和许多GDB的命令一样,可以接受一个表达式,GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式,既然是表达式,那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。

  

    表达式的语法应该是当前所调试的语言的语法,由于C/C++是一种大众型的语言,所以,本文中的例子都是关于C/C++的。(而关于用GDB调试其它语言的章节,我将在后面介绍)

  

    在表达式中,有几种GDB所支持的操作符,它们可以用在任何一种语言中。

  

    @

        是一个和数组有关的操作符,在后面会有更详细的说明。

      

    ::

        指定一个在文件或是一个函数中的变量。

      

    {<type>} <addr>

        表示一个指向内存地址<addr>的类型为type的一个对象。

      

      

二、程序变量

 

    GDB中,你可以随时查看以下三种变量的值:

        1、全局变量(所有文件可见的)

        2、静态全局变量(当前文件可见的)

        3、局部变量(当前Scope可见的)

      

    如果你的局部变量和全局变量发生冲突(也就是重名),一般情况下是局部变量会隐藏全局变量,也就是说,如果一个全局变量和一个函数中的局部变量同名时,如果当前停止点在函数中,用print显示出的变量的值会是函数中的局部变量的值。如果此时你想查看全局变量的值时,你可以使用“::”操作符:

  

        file::variable

    function::variable

    可以通过这种形式指定你所想查看的变量,是哪个文件中的或是哪个函数中的。例如,查看文件f2.c中的全局变量x的值:

  

    gdb) p 'f2.c'::x

  

    当然,“::”操作符会和C++中的发生冲突,GDB能自动识别“:: 是否C++的操作符,所以你不必担心在调试C++程序时会出现异常。

  

    另外,需要注意的是,如果你的程序编译时开启了优化选项,那么在用GDB调试被优化过的程序时,可能会发生某些变量不能访问,或是取值错误码的情况。这个是很正常的,因为优化程序会删改你的程序,整理你程序的语句顺序,剔除一些无意义的变量等,所以在GDB调试这种程序时,运行时的指令和你所编写指令就有不一样,也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时,需要在编译程序时关闭编译优化。一般来说,几乎所有的编译器都支持编译优化的开关,例如,GNUC/C++编译器GCC,你可以使用“-gstabs”选项来解决这个问题。关于编译器的参数,还请查看编译器的使用说明文档。

  

 

三、数组

 

    有时候,你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段,或是动态分配的数据的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”的左边是第一个内存的地址的值,“@”的右边则你你想查看内存的长度。例如,你的程序中有这样的语句:

   

        int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));

      

    于是,在GDB调试过程中,你可以以如下命令显示出这个动态数组的取值:

 

        p *array@len

 

    @的左边是数组的首地址的值,也就是变量array所指向的内容,右边则是数据的长度,其保存在变量len中,其输出结果,大约是下面这个样子的:

  

        (gdb) p *array@len

        $1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}

 

    如果是静态数组的话,可以直接用print数组名,就可以显示数组中所有数据的内容了。

 

  

四、输出格式

 

    一般来说,GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式。例如,你想输出一个整数的十六进制,或是二进制来查看这个整型变量的中的位的情况。要做到这样,你可以使用GDB的数据显示格式:

  

    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。

 

        (gdb) p i

        $21 = 101  

      

        (gdb) p/a i

        $22 = 0x65

      

        (gdb) p/c i

        $23 = 101 'e'

      

        (gdb) p/f i

        $24 = 1.41531145e-43

      

        (gdb) p/x i

        $25 = 0x65

      

        (gdb) p/t i

        $26 = 1100101

 

 

五、查看内存

 

    你可以使用examine命令(简写是x)来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示:

  

    x/<n/f/u> <addr>

  

    nfu是可选的参数。

  

    n 是一个正整数,表示显示内存的长度,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,参见上面。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 表示从当前地址往后请求的字节数,如果不指定的话,GDB默认是4bytesu参数可以用下面的字符来代替,b表示单字节,h表示双字节,w表示四字节,g表示八字节。当我们指定了字节长度后,GDB会从指内存定的内存地址开始,读写指定字节,并把其当作一个值取出来。

  

    <addr>表示一个内存地址。

 

    n/f/u三个参数可以一起使用。例如:

  

    命令:x/3uh 0x54320 表示,从内存地址0x54320读取内容,h表示以双字节为一个单位,3表示三个单位,u表示按十六进制显示。

  

  

六、自动显示

 

    你可以设置一些自动显示的变量,当程序停住时,或是在你单步跟踪时,这些变量会自动显示。相关的GDB命令是display

  

    display <expr>

    display/<fmt> <expr>

    display/<fmt> <addr>

  

    expr是一个表达式,fmt表示显示的格式,addr表示内存地址,当你用display设定好了一个或多个表达式后,只要你的程序被停下来,GDB会自动显示你所设置的这些表达式的值。

  

    格式is同样被display支持,一个非常有用的命令是:

  

        display/i $pc

  

    $pcGDB的环境变量,表示着指令的地址,/i则表示输出格式为机器指令码,也就是汇编。于是当程序停下后,就会出现源代码和机器指令码相对应的情形,这是一个很有意思的功能。

  

    下面是一些和display相关的GDB命令:

  

    undisplay <dnums...>

    delete display <dnums...>

    删除自动显示,dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个,编号可以用空格分隔,如果要删除一个范围内的编号,可以用减号表示(如:2-5

  

    disable display <dnums...>

    enable display <dnums...>

    disableenalbe不删除自动显示的设置,而只是让其失效和恢复。

  

    info display

    查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格,向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置,其中包括,设置的编号,表达式,是否enable

 

 

七、设置显示选项

 

    GDB中关于显示的选项比较多,这里我只例举大多数常用的选项。

 

    set print address

    set print address on

        打开地址输出,当程序显示函数信息时,GDB会显出函数的参数地址。系统默认为打开的,如:

      

        (gdb) f

        #0 set_quotes (lq=0x 34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")

            at input.c:530

        530         if (lquote != def_lquote)

 

 

    set print address off

        关闭函数的参数地址显示,如:

      

        (gdb) set print addr off

        (gdb) f

        #0 set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530

        530         if (lquote != def_lquote)

 

    show print address

        查看当前地址显示选项是否打开。

      

    set print array

    set print array on

        打开数组显示,打开后当数组显示时,每个元素占一行,如果不打开的话,每个元素则以逗号分隔。这个选项默认是关闭的。与之相关的两个命令如下,我就不再多说了。

      

    set print array off

    show print array

 

    set print elements <number-of-elements>

        这个选项主要是设置数组的,如果你的数组太大了,那么就可以指定一个<number-of-elements>来指定数据显示的最大长度,当到达这个长度时,GDB就不再往下显示了。如果设置为0,则表示不限制。

      

    show print elements

        查看print elements的选项信息。

       

    set print null-stop <on/off>

        如果打开了这个选项,那么当显示字符串时,遇到结束符则停止显示。这个选项默认为off

      

    set print pretty on

        如果打开printf pretty这个选项,那么当GDB显示结构体时会比较漂亮。如:

 

            $1 = {

              next = 0x0,

              flags = {

                sweet = 1,

                sour = 1

              },

              meat = 0x54 "Pork"

            }

 

    set print pretty off

        关闭printf pretty这个选项,GDB显示结构体时会如下显示:

      

            $1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}

          

    show print pretty

        查看GDB是如何显示结构体的。

      

  

    set print sevenbit-strings <on/off>

        设置字符显示,是否按“\nnn”的格式显示,如果打开,则字符串或字符数据按\nnn显示,如“\065

  

    show print sevenbit-strings

        查看字符显示开关是否打开。

      

    set print union <on/off>

        设置显示结构体时,是否显式其内的联合体数据。例如有以下数据结构:

      

        typedef enum {Tree, Bug} Species;

        typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;

        typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}

                      Bug_forms;

      

        struct thing {

          Species it;

          union {

            Tree_forms tree;

            Bug_forms bug;

          } form;

        };

      

        struct thing foo = {Tree, {Acorn}};

 

        当打开这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:

            $1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}

      

        当关闭这个开关时,执行 p foo 命令后,会如下显示:

            $1 = {it = Tree, form = {...}}

 

    show print union

        查看联合体数据的显示方式

      

    set print object <on/off>

        C++中,如果一个对象指针指向其派生类,如果打开这个选项,GDB会自动按照虚方法调用的规则显示输出,如果关闭这个选项的话,GDB就不管虚函数表了。这个选项默认是off

  

    show print object

        查看对象选项的设置。

      

    set print static-members <on/off>

        这个选项表示,当显示一个C++对象中的内容是,是否显示其中的静态数据成员。默认是on

  

    show print static-members

        查看静态数据成员选项设置。

      

    set print vtbl <on/off>

        当此选项打开时,GDB将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。

      

    show print vtbl

        查看虚函数显示格式的选项。

 

八、历史记录

 

    当你用GDBprint查看程序运行时的数据时,你每一个print都会被GDB记录下来。GDB会以$1, $2, $3 .....这样的方式为你每一个print命令编上号。于是,你可以使用这个编号访问以前的表达式,如$1。这个功能所带来的好处是,如果你先前输入了一个比较长的表达式,如果你还想查看这个表达式的值,你可以使用历史记录来访问,省去了重复输入。

  

  

九、GDB环境变量

 

    你可以在GDB的调试环境中定义自己的变量,用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个GDB的变量很简单只需。使用GDBset命令。GDB的环境变量和UNIX一样,也是以$起头。如:

  

    set $foo = *object_ptr

  

    使用环境变量时,GDB会在你第一次使用时创建这个变量,而在以后的使用中,则直接对其賦值。环境变量没有类型,你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。

  

    show convenience

        该命令查看当前所设置的所有的环境变量。

      

    这是一个比较强大的功能,环境变量和程序变量的交互使用,将使得程序调试更为灵活便捷。例如:

  

        set $i = 0

        print bar[$i++]->contents

  

    于是,当你就不必,print bar[0]->contents, print bar[1]->contents地输入命令了。输入这样的命令后,只用敲回车,重复执行上一条语句,环境变量会自动累加,从而完成逐个输出的功能。

  

  

十、查看寄存器

 

    要查看寄存器的值,很简单,可以使用如下命令:

  

    info registers

        查看寄存器的情况。(除了浮点寄存器)

  

    info all-registers

        查看所有寄存器的情况。(包括浮点寄存器)

  

    info registers <regname ...>

        查看所指定的寄存器的情况。

      

    寄存器中放置了程序运行时的数据,比如程序当前运行的指令地址(ip),程序的当前堆栈地址(sp)等等。你同样可以使用print命令来访问寄存器的情况,只需要在寄存器名字前加一个$符号就可以了。如:p $eip

 

 

 

 

改变程序的执行

———————

    一旦使用GDB挂上被调试程序,当程序运行起来后,你可以根据自己的调试思路来动态地在GDB中更改当前被调试程序的运行线路或是其变量的值,这个强大的功能能够让你更好的调试你的程序,比如,你可以在程序的一次运行中走遍程序的所有分支。

  

  

一、修改变量值

 

    修改被调试程序运行时的变量值,在GDB中很容易实现,使用GDBprint命令即可完成。如:

  

        (gdb) print x=4

  

    x=4这个表达式是C/C++的语法,意为把变量x的值修改为4,如果你当前调试的语言是Pascal,那么你可以使用Pascal的语法:x:=4

  

    在某些时候,很有可能你的变量和GDB中的参数冲突,如:

  

        (gdb) whatis width

        type = double

        (gdb) p width

        $4 = 13

        (gdb) set width=47

        Invalid syntax in expression.

 

    因为,set widthGDB的命令,所以,出现了“Invalid syntax in expression”的设置错误,此时,你可以使用set var命令来告诉GDBwidth不是你GDB的参数,而是程序的变量名,如:

  

        (gdb) set var width=47

      

    另外,还可能有些情况,GDB并不报告这种错误,所以保险起见,在你改变程序变量取值时,最好都使用set var格式的GDB命令。

  

 

二、跳转执行

 

    一般来说,被调试程序会按照程序代码的运行顺序依次执行。GDB提供了乱序执行的功能,也就是说,GDB可以修改程序的执行顺序,可以让程序执行随意跳跃。这个功能可以由GDBjump命令来完:

  

    jump <linespec>

    指定下一条语句的运行点。<linespce>可以是文件的行号,可以是file:line格式,可以是+num这种偏移量格式。表式着下一条运行语句从哪里开始。

  

    jump <address>

    这里的<address>是代码行的内存地址。

  

    注意,jump命令不会改变当前的程序栈中的内容,所以,当你从一个函数跳到另一个函数时,当函数运行完返回时进行弹栈操作时必然会发生错误,可能结果还是非常奇怪的,甚至于产生程序Core Dump。所以最好是同一个函数中进行跳转。

  

    熟悉汇编的人都知道,程序运行时,有一个寄存器用于保存当前代码所在的内存地址。所以,jump命令也就是改变了这个寄存器中的值。于是,你可以使用“set $pc”来更改跳转执行的地址。如:

  

    set $pc = 0x485

 

 

三、产生信号量

 

    使用singal命令,可以产生一个信号量给被调试的程序。如:中断信号Ctrl+C。这非常方便于程序的调试,可以在程序运行的任意位置设置断点,并在该断点用GDB产生一个信号量,这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。

  

    语法是:signal <singal>UNIX的系统信号量通常从115。所以<singal>取值也在这个范围。

  

    single命令和shellkill命令不同,系统的kill命令发信号给被调试程序时,是由GDB截获的,而single命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。

  

 

四、强制函数返回

 

    如果你的调试断点在某个函数中,并还有语句没有执行完。你可以使用return命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。

  

    return

    return <expression>

    使用return命令取消当前函数的执行,并立即返回,如果指定了<expression>,那么该表达式的值会被认作函数的返回值。

  

  

五、强制调用函数

 

    call <expr>

    表达式中可以一是函数,以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值,如果函数返回值是void,那么就不显示。

  

    另一个相似的命令也可以完成这一功能——printprint后面可以跟表达式,所以也可以用他来调用函数,printcall的不同是,如果函数返回voidcall则不显示,print则显示函数返回值,并把该值存入历史数据中。

 

 

在不同语言中使用GDB

——————————

 

GDB支持下列语言:C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill, assembly,  Modula-2。一般说来,GDB会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言,比如:发现文件名后缀为“.c”的,GDB会认为是C程序。文件名后缀为“.C, .cc, .cp, .cpp, .cxx, .c++”的,GDB会认为是C++程序。而后缀是“.f, .F”的,GDB会认为是Fortran程序,还有,后缀为如果是“.s, .S”的会认为是汇编语言。

 

也就是说,GDB会根据你所调试的程序的语言,来设置自己的语言环境,并让GDB的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些GDB命令需要用到表达式或变量时,这些表达式或变量的语法,完全是根据当前的语言环境而改变的。例如C/C++中对指针的语法是*p,而在Modula-2中则是p^。并且,如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的,那到在调试过程中,GDB也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能,真是体贴开发人员的一种设计。

 

 

下面是几个相关于GDB语言环境的命令:

 

    show language

        查看当前的语言环境。如果GDB不能识为你所调试的编程语言,那么,C语言被认为是默认的环境。

      

    info frame

        查看当前函数的程序语言。

      

    info source

        查看当前文件的程序语言。

  

如果GDB没有检测出当前的程序语言,那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用set language命令即可做到。

 

    set language命令后什么也不跟的话,你可以查看GDB所支持的语言种类:

  

        (gdb) set language

        The currently understood settings are:

      

        local or auto    Automatic setting based on source file

        c                Use the C language

        c++              Use the C++ language

        asm              Use the Asm language

        chill            Use the Chill language

        fortran          Use the Fortran language

        java             Use the Java language

        modula-2         Use the Modula-2 language

        pascal           Use the Pascal language

        scheme           Use the Scheme language

      

    于是你可以在set language后跟上被列出来的程序语言名,来设置当前的语言环境。

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