如何使用gdb调试多进程 (attach方法)

[测试程序]
我们先看看我们的测试程序:
/* in eg1.c */

int wib(int no1, int no2)
{
        int result, diff;
        diff = no1 - no2;
        result = no1 / diff;
        return result;
}

int main()
{
        pid_t   pid;

        pid = fork();
        if (pid <0) {
                printf("fork err\n");
                exit(-1);
        } else if (pid == 0) {
                /* in child process */
                sleep(60); ------------------ (!)

                int     value   = 10;
                int     div     = 6;
                int     total   = 0;
                int     i       = 0;
                int     result = 0;

                for (i = 0; i < 10; i++) {
                        result = wib(value, div);
                        total += result;
                        div++;
                        value--;
                }

                printf("%d wibed by %d equals %d\n", value, div, total);
                exit(0);
        } else {
                /* in parent process */
                sleep(4);
                wait(-1);
                exit(0);
        }
}
该测试程序中子进程运行过程中会在wib函数中出现一个'除0'异常。现在我们就要调试该子进程。

[调试原理]
不知道大家发现没有，在(!)处在我们的测试程序在父进程fork后，子进程调用sleep睡了60秒。这就是关键，这个sleep本来是不该存在于子进程代码中的，而是而了使用GDB调试后加入的，它是我们调试的一个关键点。为什么要让子进程刚刚运行就开始sleep呢？因为我们要在子进程睡眠期间，利用 shell命令获取其process id，然后再利用gdb调试外部进程的方法attach到该process id上，调试该进程。

[调试过程]
我觉上面的调试原理的思路已经很清晰了，剩下的就是如何操作的问题了。我们来实践一次吧！
我所使用的环境是Solaris OS 9.0/GCC 3.2/GDB 6.1。

GDB 调试程序的前提条件就是你编译程序时必须加入调试符号信息，即使用'-g'编译选项。首先编译我们的源程序'gcc -g -o eg1 eg1.c'。编译好之后，我们就有了我们的调试目标eg1。由于我们在调试过程中需要多个工具配合，所以你最好多打开几个终端窗口，另外一点需要注意的是最好在eg1的working directory下执行gdb程序，否则gdb回提示'No symbol table is loaded'。你还得手工load symbol table。好了，下面我们就'按部就班'的开始调试我们的eg1。

执行eg1:
eg1 &   --- 让eg1后台运行吧。

查找进程id:
ps -fu YOUR_USER_NAME

运行gdb:
gdb
(gdb) attach xxxxx --- xxxxx为利用ps命令获得的子进程process id
(gdb) stop --- 这点很重要，你需要先暂停那个子进程，然后设置一些断点和一些Watch
(gdb) break 37 -- 在result = wib(value, div);这行设置一个断点,可以使用list命令察看源代码
Breakpoint 1 at 0x10808: file eg1.c, line 37.
(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, main () at eg1.c:37
37                              result = wib(value, div);
(gdb) step
wib (no1=10, no2=6) at eg1.c:13
13              diff = no1 - no2;
(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, main () at eg1.c:37
37                              result = wib(value, div);
(gdb) step
wib (no1=9, no2=7) at eg1.c:13
13              diff = no1 - no2;
(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, main () at eg1.c:37
37                              result = wib(value, div);
(gdb) step
wib (no1=8, no2=8) at eg1.c:13
13              diff = no1 - no2;
(gdb) next
14              result = no1 / diff;
(gdb) print diff
$6 = 0        ------- 除数为0，我们找到罪魁祸首了。
(gdb) next
Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0xff29d830 in .div () from /usr/lib/libc.so.1

至此，我们调试完毕。

GDB调试精粹

一、列文件清单

list / l

列出产生执行文件的源代码的一部分

[cpp] view plaincopy

1. //列出 line1 到 line2 行之间的源代码  
2. (gdb) list line1, line2  
3.   
4. //输出从上次调用list命令开始往后的10行程序代码  
5. (gdb) list  
6.   
7. //输出第 n 行附近的10行程序代码  
8. (gdb) list n  
9.   
10. //输出函数function前后的10行程序代码  
11. (gdb) list function  

二、执行程序

run / r

运行准备调试的程序，在它后面可以跟随发给该程序的任何参数，包括标准输入和标准输出说明符(<和>)和shell通配符（*、？、[、]）在内。

如果你使用不带参数的run命令，gdb就再次使用你给予前一条run命令的参数，这是很有用的。

set args 

命令就可以修改发送给程序的参数，而使用

show args 

命令就可以查看其缺省参数的列表。

[cpp] view plaincopy

1. (gdb) set args –b –x  
2. (gdb) show args  

三、显示数据

print / p

查看变量的值

[cpp] view plaincopy

1. //利用print 命令可以检查各个变量的值。  
2. (gdb) print p (p为变量名)  

print 是 gdb 的一个功能很强的命令，利用它可以显示被调试的语言中任何有效的表达式。表达式除了包含你程序中的变量外，还可以包含以下内容：

[cpp] view plaincopy

1. //对程序中函数的调用  
2. (gdb) print find_entry(1, 0)  
3.   
4. //数据结构和其他复杂对象  
5. (gdb) print *table_start  
6. $8={e=reference=’\000’,location=0x0,next=0x0}  
7.   
8. //值的历史成分  
9. (gdb)print $1 ($1为历史记录变量,在以后可以直接引用 $1 的值)  

whatis 

查看变量的类型

[cpp] view plaincopy

1. //whatis 命令可以显示某个变量的类型  
2. (gdb) whatis p  
3. type = int *  

四、设置与清除断点

break / b

可以用来在调试的程序中设置断点，该命令有如下四种形式

[cpp] view plaincopy

1. //使程序恰好在执行给定行之前停止  
2. break line-number  
3.   
4. //使程序恰好在进入指定的函数之前停止  
5.   
6. break function-name  
7.   
8. //如果condition（条件）是真，程序到达指定行或函数时停止  
9. break line-or-function if condition  
10.    
11. //在指定例程的入口处设置断点  
12. break routine-name  

如果该程序是由很多原文件构成的，你可以在各个原文件中设置断点，而不是在当前的原文件中设置断点，其方法如下：

[cpp] view plaincopy

1. (gdb) break filename:line-number  
2.   
3. (gdb) break filename:function-name  

break  if

要想设置一个条件断点，可以利用break if命令，如下所示：

[cpp] view plaincopy

1. (gdb) break line-or-function if expr  
2.   
3. (gdb) break 46 if testsize==100  

clean number

清除原文件中某一代码行上的所有断点

注：number 为原文件的某个代码行的行号

五、断点的管理

1. 显示当前gdb的断点信息

info break

2. delete 删除指定的某个断点

delete breakpoint

[cpp] view plaincopy

1. //该命令将会删除编号为1的断点  
2. (gdb) delete breakpoint 1  
3.   
4. //如果不带编号参数，将删除所有的断点  
5. (gdb) delete breakpoint  

3. 禁止、允许使用某个断点

disable breakpoint 1

enable breakpoint 1

该命令将禁止、允许断点 1，同时断点信息的 (Enb)域将变为 n、y

六、单步执行

next / n

不进入的单步执行

step

进入的单步执行

finish

如果已经进入了某函数，而想退出该函数返回到它的调用函数中，可使用命令finish

until

结束当前循环

七、函数的调用

call name

调用和执行一个函数

[cpp] view plaincopy

1. (gdb) call gen_and_sork( 1234,1,0 )  
2. (gdb) call printf(“abcd”)  
3. $1=4  

finish 结束执行当前函数，显示其返回值（如果有的话）

八、 原文件的搜索

search text

该命令可显示在当前文件中包含text串的下一行。

reverse-search text

该命令可以显示包含text 的前一行。

小结：常用的 gdb 命令

backtrace / bt 显示程序中的当前位置和表示如何到达当前位置的栈跟踪（同义词：where）

breakpoint / b 在程序中设置一个断点

cd 改变当前工作目录

clear 删除刚才停止处的断点

commands 命中断点时，列出将要执行的命令

continue 从断点开始继续执行

delete 删除一个断点或监测点；也可与其他命令一起使用

display 程序停止时显示变量和表达时

down 下移栈帧，使得另一个函数成为当前函数

frame 选择下一条continue命令的帧

info 显示与该程序有关的各种信息

jump 在源程序中的另一点开始运行

kill 异常终止在gdb 控制下运行的程序

list 列出相应于正在执行的程序的原文件内容

next 执行下一个源程序行，从而执行其整体中的一个函数

print 显示变量或表达式的值

pwd 显示当前工作目录

ptype 显示一个数据结构（如一个结构或C++类）的内容

quit 退出gdb

reverse-search 在源文件中反向搜索正规表达式

run 执行该程序

search 在源文件中搜索正规表达式

set variable 给变量赋值

signal 将一个信号发送到正在运行的进程

step 执行下一个源程序行，必要时进入下一个函数

undisplay display 命令的反命令，不要显示表达式

until 结束当前循环

up 上移栈帧，使另一函数成为当前函数

watch 在程序中设置一个监测点（即数据断点）

whatis 显示变量或函数类型