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GBD调试程序(续)

(2007-12-24 21:48:19)
 十、线程(Thread Stops


如果你程序是多线程的话,你可以定义你的断点是否在所有的线程上
,或是在某个特定的线程。GDB很容易帮你完成这一工作。

break <linespec> thread <threadno>
break <linespec> thread <threadno> if ...
linespec 
指定了断点设置在的源程序的行号。threadno指定了线程
ID,注意,这个IDGDB分配的,你可以通过“info threads”命
令来查看正在运行程序中的线程信息。如果你不指定thread
<threadno>
则表示你的断点设在所有线程上面。你还可以为某线程指
定断点条件。如:

(gdb) break frik.c:13 thread 28 if bartab lim

当你的程序被GDB停住时,所有的运行线程都会被停住。这方便你你
查看运行程序的总体情况。而在你恢复程序运行时,所有的线程也会
被恢复运行。那怕是主进程在被单步调试时。



查看栈信息


当程序被停住了,你需要做的第一件事就是查看程序是在哪里停住的
。当你的程序调用了一个函数,函数的地址,函数参数,函数内的局
部变量都会被压入“栈”(Stack)中。你可以用GDB命令来查看当前
的栈中的信息。

下面是一些查看函数调用栈信息的GDB命令:

backtrace
bt
打印当前的函数调用栈的所有信息。如:

(gdb) bt
#0 func (n=250) at tst.c:6
#1 0x08048524 in main (argc=1, argv=0xbffff674) at tst.c:30
#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6

从上可以看出函数的调用栈信息:__libc_start_main --> main() --> func()

backtrace <n>
bt <n>
n
是一个正整数,表示只打印栈顶上n层的栈信息。

backtrace <-n>
bt <-n>
-n
表一个负整数,表示只打印栈底下n层的栈信息。

如果你要查看某一层的信息,你需要在切换当前的栈,一般来说,程
序停止时,最顶层的栈就是当前栈,如果你要查看栈下面层的详细信
息,首先要做的是切换当前栈。

frame <n>
<n>
n
是一个从0开始的整数,是栈中的层编号。比如:frame 0,表示栈顶,frame 1,表示栈的第二层。

up <n>
表示向栈的上面移动n层,可以不打n,表示向上移动一层。

down <n>
表示向栈的下面移动n层,可以不打n,表示向下移动一层。

上面的命令,都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令:

select-frame <n> 
对应于 frame 命令。
up-silently <n> 
对应于 up 命令。
down-silently <n> 
对应于 down 命令。

查看当前栈层的信息,你可以用以下GDB命令:

frame 
 f
会打印出这些信息:栈的层编号,当前的函数名,函数参数值,函数所在文件及行号,函数执行到的语句。

info frame
info f
这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息,只不过,大多数都是
运行时的内内地址。比如:函数地址,调用函数的地址,被调用函数
的地址,目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及
值、局部变量的地址等等。如:

(gdb) info f
Stack level 0, frame at 0xbffff5d4:
eip 0x804845d in func (tst.c:6); saved eip 0x8048524
called by frame at 0xbffff 60c
source language c.
Arglist at 0xbffff5d4, args: n=250
Locals at 0xbffff5d4, Previous frame's sp is 0x0
Saved registers:
ebp at 0xbffff5d4, eip at 0xbffff5d8

info args
打印出当前函数的参数名及其值。

info locals
打印出当前函数中所有局部变量及其值。

info catch
打印出当前的函数中的异常处理信息。



查看源程序


一、显示源代码

GDB 
可以打印出所调试程序的源代码,当然,在程序编译时一定要加
-g的参数,把源程序信息编译到执行文件中。不然就看不到源程序
了。当程序停下来以后, GDB会报告程序停在了那个文件的第几行上
。你可以用list命令来打印程序的源代码。还是来看一看查看源代码
GDB命令吧。

list <linenum>
显示程序第linenum行的周围的源程序。

list <function>
显示函数名为function的函数的源程序。

list
显示当前行后面的源程序。

list -
显示当前行前面的源程序。

一般是打印当前行的上5行和下5行,如果显示函数是是上2行下8行,
默认是10行,当然,你也可以定制显示的范围,使用下面命令可以设
置一次显示源程序的行数。

set listsize <count>
设置一次显示源代码的行数。

show listsize
查看当前listsize的设置。

list
命令还有下面的用法:

list <first>, <last>
显示从first行到last行之间的源代码。

list <last>
显示从当前行到last行之间的源代码。

list +
往后显示源代码。

一般来说在list后面可以跟以下这们的参数:

<linenum> 
行号。
<+offset> 
当前行号的正偏移量。
<-offset> 
当前行号的负偏移量。
<filename:linenum> 
哪个文件的哪一行。
<function> 
函数名。
<filename:function> 
哪个文件中的哪个函数。
<*address> 
程序运行时的语句在内存中的地址。



二、搜索源代码


不仅如此,GDB还提供了源代码搜索的命令:

forward-search <regexp>
search <regexp>
向前面搜索。

reverse-search <regexp>
全部搜索。

其中,<regexp>就是正则表达式,也主一个字符串的匹配模式,关于正则表达式,我就不在这里讲了,还请各位查看相关资料。



三、指定源文件的路径


某些时候,用-g编译过后的执行程序中只是包括了源文件的名字,没
有路径名。GDB提供了可以让你指定源文件的路径的命令,以便GDB
行搜索。

directory <dirname ... >
dir <dirname ... >
加一个源文件路径到当前路径的前面。如果你要指定多个路径,UNIX下你可以使用“:”,Windows下你可以使用“;”。
directory
清除所有的自定义的源文件搜索路径信息。

show directories
显示定义了的源文件搜索路径。



四、源代码的内存


你可以使用info line命令来查看源代码在内存中的地址。info line
后面可以跟“行号”,“函数名”,“文件名:行号”,“文件名:
数名”,这个命令会打印出所指定的源码在运行时的内存地址,如:

(gdb) info line tst.c:func
Line of "tst.c" starts at address 0x8048456 <func+6> and ends at 0x804845d <func+13>.

还有一个命令(disassemble)你可以查看源程序的当前执行时的机
器码,这个命令会把目前内存中的指令dump出来。如下面的示例表示
查看函数func的汇编代码。

(gdb) disassemble func
Dump of assembler code for function func:
0x8048450 <func>: push %ebp
0x8048451 <func+1>: mov %esp,%ebp
0x8048453 <func+3>: sub $0x18,%esp
0x8048456 <func+6>: movl $0x0,0xfffffffc(%ebp)
0x804845d <func+13>: movl $0x1,0xfffffff8(%ebp)
0x8048464 <func+20>: mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048467 <func+23>: cmp 0x8(%ebp),%eax
0x804846a <func+26>: jle 0x8048470 <func+32>
0x804846c <func+28>: jmp 0x8048480 <func+48>
0x804846e <func+30>: mov %esi,%esi
0x8048470 <func+32>: mov 0xfffffff8(%ebp),%eax
0x8048473 <func+35>: add %eax,0xfffffffc(%ebp)
0x8048476 <func+38>: incl 0xfffffff8(%ebp)
0x8048479 <func+41>: jmp 0x8048464 <func+20>
0x804847b <func+43>: nop
0x804847c <func+44>: lea 0x0(%esi,1),%esi
0x8048480 <func+48>: mov 0xfffffffc(%ebp),%edx
0x8048483 <func+51>: mov %edx,%eax
0x8048485 <func+53>: jmp 0x8048487 <func+55>
0x8048487 <func+55>: mov %ebp,%esp
0x8048489 <func+57>: pop %ebp
0x804848a <func+58>: ret
End of assembler dump.



查看运行时数据


 
在你调试程序时,当程序被停住时,你可以使用print
令(简写命令为p),或是同义命令inspect来查看当前程序的运行数
据。print命令的格式是:

print <expr>
print /<f> <expr>
<expr>
是表达式,是你所调试的程序的语言的表达式(GDB可以调试
多种编程语言),<f>是输出的格式,比如,如果要把表达式按16
制的格式输出,那么就是/x



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) '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
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
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
GNU C/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:

*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) *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:

按十六进制格式显示变量。
按十进制格式显示变量。
按十六进制格式显示无符号整型。
按八进制格式显示变量。
按二进制格式显示变量。
按十六进制格式显示变量。
按字符格式显示变量。
按浮点数格式显示变量。

(gdb) 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>
n
fu是可选的参数。

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。
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,如果地十是指令地址,那么格式可以是i
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
  
bytesu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
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

$pc
GDB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...>
disable
enalbe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



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