gdb常用命令及使用gdb调试多进程多线程程序

一、常用普通调试命令

1.简单介绍GDB

介绍： gdb是Linux环境下的代码调试⼯具。
使⽤：需要在源代码⽣成的时候加上 -g 选项。
开始使⽤： gdb binFile
退出： ctrl + d 或 quit

2.调试过程

（1）list命令

list linenum 显⽰binFile第linenum行周围的源代码，接着上次的位置往下列，每次列10⾏。

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



（2）run或r

运行程序。

run args run命令可以直接接命令行参数值，也可以在执行run之前通过 set args + 参数值实现。


(3)break(b)

打断点，使用方法:

b linenum 在某行打断点

b +offset/-offset 在当前行号的前面或后面offset停住

b filename:linenum 在某文件的某行打断点

b filename:function 在某文件某个函数入口停住

b *address 在程序的运行地址处停住

b 没有参数在下一句停住

b where if condition 当某个条件满足时，在某一行停住（这个很有用，比如b 10 if ret == 5）

breaktrace(或bt) 查看各级函数调⽤及参数

delete breakpoints 删除所有断点

delete breakpoints n 删除序号为n的断点

disable breakpoints 禁⽤断点

enable breakpoints 启⽤断点



对于break命令，我们要灵活使用。例如打多个断点。多线程程序中我们可以主函数中线程创建后立即打断点，执行线程函数入口打断点等。

（4）单步命令

普通用法就不说了。

step count 一次性执行count步，如果有函数会进入函数

next count 一次执行count，不进入函数

finish 运行程序，直到当前函数完成返回，并打印函数返回时的堆栈地址和返回值以及参数信息

until 退出循环体（尤其是针对for循环这种，很烦的）

（5）continue命令
continue(或c)：从当前位置开始连续⽽⾮单步执⾏程序

当程序被停住之后，可以使用continue(c)命令，恢复程序的运行直到程序结束，或到达下一个断点。这里要注意如果没有断点程序是会直接结束的。

（6）print(p)命令

这个命令比较常用，用来查看我们想看的内容。比如有关数组可以看全部，也可以看从左到右某一部分：



print命令针对变量查看的输出格式有：

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

（7）watch命令

这个命令比较有用。watch一般用来观察某个表达式（变量也是一种表达式）的值是否有变化，如果有变化，马上停住程序。我们有一下几种方法设置观察点：

watch expr 为表达式expr设置一个观察点，一旦表达式值有变化，马上停住程序

rwatch expr 当表达式expr被读时，停住程序

awatch expr 当表达式的值被读或被写时，停住程序。

info watchpoints 列出所有观察点（info指令通常可以去套 举例如下，演示观测*i的值，一旦变化停下来：


在循环中我们也可以使用watch，配合ignore，它是除了until命令之外又一个可以让我们跳出循环的方法，不过watch+ignore更强大，可以任意跳转到第i次循环。它们的意思就是观察一个变量，可以理解为断点，ignore这个断点多少次，然后用continue就可以直接跳过了。

（8）examine命令

使用该命令来查看内存地址中的值。语法是：x/u addr
addr表示一个内存地址。“x/”后的n、f、u都是可选的参数，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，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4字节。u参数可以被一些字符代替：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。n、f、u这3个参数可以一起使用，例如命令“x/3uh
0x54320”表示从内存地址0x54320开始以双字节为1个单位（h）、16进制方式（u）显示3个单位（3）的内存。

（9）jump命令

jump命令不会改变程序栈的内容，一般只在同一函数内跳转。

jump linespec 指定下一条语句的运行点，linespec可以是linenum，filename+linenum，+offset这几种形式

jump address 跳到代码行的地址

（10）signal命令

使用signal 信号名（如SIGINT）这种方式把信号发送给程序，如果程序注册了signal_handler函数，还可以进行相应的处理，帮助调试程序。
（11）set命令

set args 设置命令行参数

set env environmentVarname=value 设置环境变量。如：set env USER=benben

（12）call命令

call function 强制调用某函数

强制调用某函数，它会显示函数返回值（如果函数返回值不是void）。print命令也可以完成该功能。

（13）disassemble命令

反汇编命令，查看执行时源代码的机器码。



（14）其他命令

info（i) locals： 查看当前栈帧局部变量的值

info break ： 查看断点信息

info(或i) breakpoints： 参看当前设置了哪些断点

finish： 执⾏到当前函数返回，然后挺下来等待命令

set var： 修改变量的值

display 变量名： 跟踪查看⼀个变量，每次停下来都显⽰它的值

undisplay： 取消对先前设置的那些变量的跟踪

until X⾏号： 跳⾄X⾏ 直接回

n 或 next： 单条执⾏

p 变量： 打印变量值。

二、使用gdb调试多进程多线程程序

1.设置

默认设置下，在调试多进程程序时GDB只会调试主进程。但是GDB（>V7.0）支持多进程的分别以及同时调试，换句话说，GDB可以同时调试多个程序。只需要设置follow-fork-mode(默认值：parent)和detach-on-fork（默认值：on）即可。两者结合起来构成了GDB的调试模式。

follow-fork-mode detach-on-fork 说明

parent on 只调试主进程（GDB默认）

child on 只调试子进程

parent off 同时调试两个进程，gdb跟主进程，子进程block在fork位置

child off 同时调试两个进程，gdb跟子进程，主进程block在fork位置

设置方法：set follow-fork-mode [parent|child] set detach-on-fork [on|off]

查询正在调试的进程：info inferiors

切换调试的进程： inferior <infer number>

添加新的调试进程： add-inferior [-copies n] [-exec executable] ,可以用file executable来分配给inferior可执行文件。

其他：remove-inferiors infno， detach inferior
查看gdb默认的参数设置：

2.演示代码

下面这段代码的主要流程就是在main函数中fork创建一个子进程，然后在父进程中又创建一个线程，接着就使用gdb进行调试（block子进程）。

1 #include <stdio.h>
2 #include <pthread.h>
3 #include <sys/types.h>
4 #include <unistd.h>
5
6 int main(int argc, const char **argv)
7 {
8     int pid;
9     pid = fork();
10     if (pid != 0)    //add the first breakpoint.
11         Parent();
12     else
13         Child();
14     return 0;
15 }
16
17 //Parent process handle.
18 void Parent()
19 {
20     pid_t pid = getpid();
21     char cParent[] = "Parent";
22     char cThread[] = "Thread";
23     pthread_t pt;
24
25     printf("[%s]: [%d] [%s]\n", cParent, pid, "step1");
26
27     if (pthread_create(&pt, NULL, (void *)*ParentDo, cThread))
28     {
29         printf("[%s]: Can not create a thread.\n", cParent);
30     }
31
32     ParentDo(cParent);
33     sleep(1);
34 }
35 //Parent process handle after generate a thread.
36 void * ParentDo(char *argv)
37 {
38     pid_t pid = getpid();
39     pthread_t tid = pthread_self();   //Get the thread-id selfly.
40     char tprefix[] = "thread";
41
42     printf("[%s]: [%d] [%s] [%lu] [%s]\n", argv, pid, tprefix, tid, "step2");  //add the second breakpoint.
43     printf("[%s]: [%d] [%s] [%lu] [%s]\n", argv, pid, tprefix, tid, "step3");
44
45     return NULL;
46 }
47 //Child process handle.
48 void Child()
49 {
50     pid_t pid = getpid();
51     char prefix[] = "Child";
52     printf("[%s]: [%d] [%s]\n", prefix, pid, "step1");
53     return;
54 }

如果直接运行程序，那么输出的结果如下：

3.gdb调试

3.1设置调试模式和Catchpoint

设置调试父子进程，gdb跟主进程，子进程block在fork位置。






这时可以另开一个终端，使用如下命令查看当前CentOS系统所有进程的状态：发现父进程PID为10062，通过fork产生的子进程为10065：




同时，可以使用命令

cat /proc/10062/status

查看当前进程的详细信息：进程PID为10060，它的父进程（即GDB进程）为10062，同时这也是追踪进程ID，线程数Threads为1（共享使用该信号描述符的线程数，在POSIX多线程序应用程序中，线程组中的所有线程使用同一个信号描述符）。



3.2 设置第一个断点
在程序的第46行设置断点，并运行到断点处：



这时再次使用命令pstree -pul查看当前系统进程的状态：发现此时仍然只有父进程13162和子进程13159。


3.3 执行到第一个断点此时如果切换到子进程13162



重新切换到父进程13159



3.4 设置第二个断点并调试
在第50行设置断点继续调试主进程（使父进程产生线程），其中父进程和线程到底是谁先执行是由内核调度控制的。

这时使用命令pstree -pul查看当前系统进程的状态：存在父进程13159和子进程13162以及父进程创建的一个线程14208（线程用大括号{}表示）。

同时，使用命令

cat /proc/13159/status

查看当前进程的详细信息：进程PID为13159，它的父进程（即GDB进程）为13154，同时这也是追踪进程ID，线程数Threads为2（当前父进程13159+线程14208）。


3.5 查看第二个断点处的调试信息



3.6手动切换到线程


3.7 开始执行第二个断点处的代码


这时使用命令查看当前系统进程的状态：存在父进程13159和子进程13162，其中线程14208已经结束了。

本文部分参考：https://typecodes.com/cseries/multilprocessthreadgdb.html