『Linux』GDB调试

news2024/9/25 17:16:05

前言

GDB 是由 GNU 软件系统社区提供的调试工具，同 GCC 配套组成了一套完整的开发环境，GDB 是 Linux 和许多类 Unix 系统中的标准开发环境。
一般来说，GDB 主要完成下面四个方面的功能：
启动程序：可以按照自定义的要求随心所欲的运行程序。
设置断点：可让被调试的程序在所指定的调置的断点处停住，断点可以是条件表达式。
打印信息：当程序被停住时，可以检查此时程序中所发生的事。
修改变量：可以通过修改程序中的变量，将一个 BUG 产生的影响修正从而测试其他 BUG。

debug版本与release版本

假设存在一段代码：

//文件为 gdb_test.cpp
#include<iostream>

int GetSum(int n){ //主要是测试 ;其功能为计算1至n之和;
  int ret = 0;
  for(int i = 1;i<=n;++i){
    ret+=i;
  }
   return ret;
 }
 
 int main()
 {
   int n =0;
   std::cin>>n;
  
    int ret = GetSum(n);
    std::cout<<ret<<std::endl;
    return 0;                                                         
  }

再使用g++进行编译:

g++ gdb_test.cpp -o test

编译链接过后进行运行确保程序无误;

在这时若是想使用gdb进行调试:

gdb test

(前提是得有gdb),若是没有gdb则需要使用yum进行安装:
sudo yum install -y gdb

将会出现这样的提示:

(no debugging symbols found) … done.

没有找到调试符号

这正是因为,在使用gcc/g++进行编译链接所生成的可执行文件默认是release版本的,无法进行debug调试;

这里可以再回顾一下gcc/g++的特性;

	链接	生成的可执行程序
gcc/g++	在不使用-static修饰的时候默认为动态链接;	默认生成的可执行程序的版本为release版本,若是需要生成debug版本需要在末尾处加上-g

生成debug版本的可执行程序:

g++ gdb_test.cpp -o test_debug -g

添加-g选项代表该可执行程序为以debug方式发布的

生成debug版本的可执行程序后即可以进行调试;

gdb test_debug

在此之前可以使用readelf来查看ELF格式文件信息;

readelf -S 'filename' #使用-S选项显示节头信息

或者

readelf -S 'filename' | grep -i debug  #使用-S选项显示节头信息,grep debug为找出所有带debug的信息,-i为不区分大小写;

以第二条命令查看release版本的可执行程序的段信息时可以看到

由于没有debug,所以不显示;同时因为没有debug也不能进行调试;

同时使用第二条命令对所生成的debug版本的可执行程序时为

debug版本和release版本的大小差是因为在debug版本中多出了许多调试信息

在进行调试之前先使用Makefile以方便构造与清除

GDB操作

启动与退出gdb

gdb 'filename' #使用该命令即可启动gdb调试,其中filename为可执行程序(debug版)
quit #要退出gdb时只要输入quit或者q即可退出

显示代码

list #当然大多数情况下会使用简写 l ,从头开始即为 l 0 并回车至所有代码显示完毕

一般使用list时,gdb将会按照自己的方式将代码进行显示,可能不显示全,单若是希望从头开始显示时则可以使用 l 0 即从头显示代码,单此时也并不会显示完全,所以要用回车至所有代码显示完全;

同时在这里该注意,gdb与平时的Linux操作中较为不同的是;

在gdb调试过程中,gdb将会记住你上次的指令,这也是在使用list(或者l)后按照回车能够继续显示代码,在此处按回车时将会继续list的命令;

控制程序执行

命令	功能
run < arguments > 或者 r < arguments >	运行或者重新运行程序，并传递指定的参数。如果设置了断点，程序会在断点处暂停，并显示当前的源代码和寄存器值；
如： run arg1 arg2	运行程序，并传递arg1和arg2为参数；
continue 或者 c	继续运行程序（若是有断点则至下一个断点处停止，否则运行至程序结束）
next 或者 n	逐过程调试（不进入函数）
step 或者 s	逐行调试（会进入函数）
finish 或者 f	执行程序至当前函数结束（返回），并显示返回值；
return < expression >或者 r < expression >	强制当前函数立即返回，并将返回值设定为指定的表达式。如果不指定表达式则返回0；
jump < location >或者 j < location >	强制程序跳转到指定位置，可以是行号、或者是地址；将可能改变程序的正常流程；

断点设置与取消:

命令	功能
(gdb) break main（main的这个位置可以是函数名、文件名：、行号或者内存地址）	在main函数的第1行的位置设置断点(以此类推,所有的函数都可以像这样进行断点设置)
(gdb) break test.c:10	在同一目录下的test.c源文件设置断点(暂未证实,应该另有)
(gdb) info breakpoints	查看当前节点个数以及编号位置等信息;可以简写为i b 以此类推,但是此处的breakpoints并不能用来进行断点(不能使用breakpoints 10 这类的方式进行断点)
(gdb) delete 1	删除编号为1 的节点 ;delete也可以简写为d;
(gdb) delete	删除所有节点
condition <number编号> <expression表达式>或者cond <number编号> <expression表达式>	给指定编号的断点添加条件，当条件为真时，起到断点作用

查看（或修改）变量、寄存器与内存

命令	功能
print 或者 p	打印某个变量或者表达式的值。可以使用任何合法的C语言表达式，包括宏、指针、结构体等。
print x	打印变量x的值
print *p	打印指针p所指向的值
print add(10,20);	打印调用add函数并传入10 20作为参数后的返回值；
set < expression>	修改某个变量或者表达式的值，修改规则同上；
set x = 10	将变量x修改为10，同理该方法也同样可以用来修改指针
set add(10,20) = 100	修改调用函数并传递10与20作为参数后修改返回值为100
info registers或者i f	显示所有寄存器的值
info registers < name >或者i f	显示指定的寄存器的值
info registers eax	显示eax寄存器的值
set $< name > = < value >	修改寄存器的值
set $eax = 5	将寄存器eax 的值修改为5