
即使是复杂的函数,也有几种方法可以单步调试,所以下次在排除代码故障时,可以尝试一下这些 GDB 技术。
调试器 是一个可以运行你的代码并检查问题的软件。GNU Debugger(GBD)是最流行的调试器之一,在这篇文章中,我研究了 GDB 的
step命令和其他几种常见情况的相关命令。step是一个被广泛使用的命令,但它有一些人们不太了解的地方,可能会使得他们十分困惑。此外,还有一些方法可以在不使用step命令的情况下进入一个函数,比如使用不太知名的advance命令。1、无调试符号
考虑以下这个简单的示例程序:
#include int num() { return 2; } void bar(int i) { printf("i = %d\n", i); } int main() { bar(num()); return 0; }如果你在没有 调试符号 debugging sysbols 的情况下进行编译(LCTT 译注:即在使用
gcc编译程序时没有写-g选项),然后在bar上设置一个断点,然后尝试在这个函数内使用step来单步执行语句。GDB 会给出一个 没有行号信息 no line number information 的错误信息。gcc exmp.c -o exmp gdb ./exmp (gdb) b bar Breakpoint 1 at 0x401135 (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar () (gdb) step Single stepping until exit from function bar, which has no line number information. i = 2 0x0000000000401168 in main ()2、stepi 命令
但是你仍然可以在没有行号信息的函数内部单步执行语句,但要使用
stepi命令来代替step。stepi一次只执行一条指令。当使用 GDB 的stepi命令时,先做display/i $pc通常很有用,这会在每一步之后显示 程序计数器 program counter 的值和相应的 机器指令 machine instruction :(gdb) b bar Breakpoint 1 at 0x401135 (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar () (gdb) display/i $pc 1: x/i $pc => 0x401135 : sub $0x10,%rsp在上述的
display命令中,i代表机器指令,$pc表示程序计数器寄存器(即 PC 寄存器)。使用
info registers命令,来打印寄存器的内容,也是十分有用的。(gdb) info registers rax 0x2 2 rbx 0x7fffffffdbc8 140737488346056 rcx 0x403e18 4210200 (gdb) print $rax $1 = 2 (gdb) stepi 0x0000000000401139 in bar () 1: x/i $pc => 0x401139 : mov %edi,-0x4(%rbp)3、复杂的函数调用
在带调试符号的
-g选项,重新编译示例程序后,你可以使用行号在main中bar调用上设置断点,然后再单步执行bar函数的语句:gcc -g exmp.c -o exmp gdb ./exmp (gdb) b exmp.c:14 Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14. (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, main () at exmp.c:14 14 bar(num());接下来,用
step,来单步执行bar()函数的语句:(gdb) step num () at exmp.c:4 4 return 2;函数调用的参数需要在实际的函数调用之前进行处理,
bar()函数的参数是num()函数,所以num()会在bar()被调用之前执行。但是,通过 GDB 调试,你怎么才能如愿以偿地进入bar()函数呢?你可以使用finish命令,并再次使用step命令。(gdb) finish Run till exit from #0 num () at exmp.c:4 0x0000000000401161 in main () at exmp.c:14 14 bar(num()); Value returned is $1 = 2 (gdb) step bar (i=2) at exmp.c:9 9 printf("i = %d\n", i);4、tbreak 命令
tbreak命令会设置一个临时断点。如果你不想设置永久断点,那么这个命令是很有用的。举个例子?,你想进入一个复杂的函数调用,例如f(g(h()), i(j()), ...),在这种情况下,你需要一个很长的step/finish/step序列,才能到达f函数。如果你设置一个临时断点,然后再使用continue命令,这样就不需要以上的序列了。为了证明这一点,你需要像以前一样将断点设置在main的bar调用上。然后在bar上设置临时断点。当到达该临时断点后,临时断点会被自动删除。(gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, main () at exmp.c:14 14 bar(num()); (gdb) tbreak bar Temporary breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9.在调用
bar的时候遇到断点,并在bar上设置临时断点后,你只需要使用continue继续运行直到bar结束。(gdb) continue Continuing. Temporary breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9 9 printf("i = %d\n", i);5、disable 命令
类似地,你也可以在
bar上设置一个正常的断点,然后执行continue,然后在不再需要第二个断点时,使用disable命令禁用这个断点,这样也能达到与tbreak相同的效果。(gdb) b exmp.c:14 Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14. (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, main () at exmp.c:14 14 bar(num()); (gdb) b bar Breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9. (gdb) c Continuing. Breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9 9 printf("i = %d\n", i); (gdb) disable 2正如你所看到的,
info breakpoints命令在Enb列下显示为n,这意味着这个断点已被禁用。但你也能在再次需要这个断点时,再启用它。(gdb) info breakpoints Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x0000000000401157 in main at exmp.c:14 breakpoint already hit 1 time 2 breakpoint keep n 0x000000000040113c in bar at exmp.c:9 breakpoint already hit 1 time (gdb) enable 2 (gdb) info breakpoints Num Type Disp Enb Address What 1 breakpoint keep y 0x000000000040116a in main at exmp.c:19 breakpoint already hit 1 time 2 breakpoint keep y 0x0000000000401158 in bar at exmp.c:14 breakpoint already hit 1 time6、advance 命令运行程序到指定的位置
另一个进入函数内部的方法是
advance命令。你可以简单地用advance bar,来代替tbreak bar ; continue。这一命令会将程序继续运行到指定的位置。
advance命令的一个很棒的地方在于:如果程序并没有到达你试图进入的位置,那么 GDB 将在当前函数运行完成后停止。因此,程序的执行会受到限制:Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14. (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, main () at exmp.c:14 14 bar(num()); (gdb) advance bar bar (i=2) at exmp.c:9 9 printf("i = %d\n", i);7、skip 命令
进入
bar函数的另一种方式是使用skip num命令:(gdb) b exmp.c:14 Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14. (gdb) skip num Function num will be skipped when stepping. (gdb) r Starting program: /home/ahajkova/exmp Breakpoint 1, main () at exmp.c:14 14 bar(num()); (gdb) step bar (i=2) at exmp.c:9 9 printf("i = %d\n", i);请使用
info skip命令,来了解 GDB 跳过了哪些函数。num()函数被标记为y,表示跳过了num()函数:(gdb) info skip Num Enb Glob File RE Function 1 y n n num如果不再需要
skip,可以禁用(并稍后重新启用)或完全删除它。你可以添加另一个skip,并禁用第一个skip,然后全部删除。要禁用某个skip,必须指定其编号(例如,skip disable 1),如果没有指定,则会禁用所有的skip。启用或删除skip的工作原理相同:(gdb) skip bar (gdb) skip disable 1 (gdb) info skip Num Enb Glob File RE Function 1 n n n num 2 y n n bar (gdb) skip delete (gdb) info skip Not skipping any files or functions.GDB 的 step 命令
使用 GDB 的
step命令是调试程序的一个有用工具。即使是复杂的函数,也有几种方法可以单步调试这些函数,所以下次你在排除代码问题的时候,可以尝试一下这些 GDB 技术。