gdb高级技巧
Zesty_Fox
2020-03-24 23:05:34
**注意：** 这里是讲gdb的高级技巧。如果没有接触过gdb，可以看我写的这篇入门教程：[点这里](https://www.cnblogs.com/acceptedzhs/p/13161213.html)。
gdb是一个功能极其强大的命令行调试器。其实，除了我们常用的 `file b s n q disp p` 等命令，也有很多高级技巧。虽然有的功能是为系统级调试提供的，但还是有方便之处。
接下来，我将介绍一些高级技巧，希望可以帮助大家。
（温馨提醒：多用help命令！请提前用 `-g` 参数编译）
GDB版本：9.1；系统版本：Arch Linux 245-1
示例代码：（以下示例均以此代码为准）
```cpp
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int f(int n){
if(n==0) return 1;
return f(n-1)*n;
}
int main(){
int n;
scanf("%d",&n);
printf("%d\n",f(n));
return 0;
}
```
## 1. backtrace
backtrace（简写为bt）可以让你查看栈帧信息。这对调试递归的函数很有帮助。
配套命令：
> `up/down [num]` 往栈顶/栈底移动num帧。num默认为1。
> `frame [num]` 切换到第num帧。frame简写为f。
Example:
当抵达某个断点停下后，输入bt，类似于这样：
```
(gdb) bt
#0 f (n=3) at example.cpp:6
#1 0x000055555555519e in f (n=4) at example.cpp:6
#2 0x000055555555519e in f (n=5) at example.cpp:6
#3 0x000055555555519e in f (n=6) at example.cpp:6
#4 0x000055555555519e in f (n=7) at example.cpp:6
#5 0x000055555555519e in f (n=8) at example.cpp:6
#6 0x000055555555519e in f (n=9) at example.cpp:6
#7 0x000055555555519e in f (n=10) at example.cpp:6
#8 0x00005555555551dd in main () at example.cpp:12
(gdb)
```
几个示例：
```
(gdb) up 1
#1 0x000055555555519e in f (n=4) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
(gdb) down 1
#0 f (n=3) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
(gdb) frame 5 //前面bt输出的结果中，第一项是序号，frame即切换到对应序号的帧
#5 0x000055555555519e in f (n=8) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
(gdb)
```
## 2. commands
commands（简写为comm）可以在触发某个（或多个）断点的时候运行指定gdb命令。
用法：`commands [断点编号1] [断点编号2] ...`
之后，它会让你逐行输入要指定的gdb命令。
效果吗...在到你指定的断点时，他都会逐行运行你之前输入的命令。
Example：
```
(gdb) b 6
Breakpoint 1 at 0x1191: file example.cpp, line 6.
(gdb) comm 1
Type commands for breakpoint(s) 1, one per line.
End with a line saying just "end".
>p "Command test" //指定到达1号断点时打印这段字符串
>end //以end结束
(gdb) r
Starting program: /run/media/acceptedzhs/SimpleDisk/编程/洛谷/example
10
Breakpoint 1, f (n=10) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
1 = "Command test" //本来序号前面还有个美元符，洛谷博客代码里不能打美元符，否则会乱掉，此处省略
(gdb)
```
顺便提一句，怎么查看断点编号？运行 `info b` 即可。
输出类似这样：（num是编号）
```
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x000000000000129e in pre() at UVA10140 Prime Distance.cpp:12
2 breakpoint keep y 0x00000000000012c7 in pre() at UVA10140 Prime Distance.cpp:13
3 breakpoint keep y 0x00000000000012de in pre() at UVA10140 Prime Distance.cpp:14
```
## 3. ignore
用法：`ignore [断点编号] [num]`。ignore可缩写为ig。
效果：在前num次触发指定断点时都不停止（即到了第num+1次触发断点才停下）
这在调一些循环结构的代码时比较有用。
Example：
```
(gdb) b 6
Breakpoint 1 at 0x1191: file example.cpp, line 6.
(gdb) ig 1 4
Will ignore next 4 crossings of breakpoint 1.
(gdb) r
Starting program: /run/media/acceptedzhs/SimpleDisk/编程/洛谷/example
10
Breakpoint 1, f (n=6) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
(gdb) //前面4次经过断点，分别为f(10)、f(9)、f(8)、f(7)，都跳过了
//因此f(6)才触发
```
## 4. condition
用法：`condition [断点编号] [条件]`。condition可缩写为cond。
效果：触发断点时，只有指定的条件为真时才停下。
Example：
```
(gdb) b 6
Breakpoint 1 at 0x1191: file example.cpp, line 6.
(gdb) cond 1 n==5 //只有n等于5时才触发断点
(gdb) r
Starting program: /run/media/acceptedzhs/SimpleDisk/编程/洛谷/example
10
Breakpoint 1, f (n=5) at example.cpp:6
6 return f(n-1)*n;
(gdb)
```
## 5. 各种breakpoint
什么？断点还有类型？这里介绍下：
- break（简写b）是我们最熟悉的。
- tbreak（简写tb）：临时断点，也就是触发一次后自动消失。与break用法相同。
- hbreak（简写hb）：硬件断点。对我们来说没什么用。
- rbreak（简写rb）：根据正则表达式设置断点。用法：`rbreak [正则表达式]`。
说明一下rbreak。举个例子，我程序里有两个函数，dfs1与dfs2。如果我运行 `rbreak dfs*` ，由于dfs1与dfs2均匹配，所以这两个函数均会被加上断点。
Example1：（tbreak）（看到没，第一次触发在f函数处的断点，继续运行便不会再触发该断点了）
```
(gdb) tb f
Temporary breakpoint 1 at 0x1184: file example.cpp, line 5.
(gdb) r
Starting program: /run/media/acceptedzhs/SimpleDisk/编程/洛谷/example
10 //这里是输入，10!=3628800
Temporary breakpoint 1, f (n=10) at example.cpp:5
5 if(n==0) return 1; //临时断点，只停了一次
(gdb) c
Continuing. //继续，就不会再停了
3628800
[Inferior 1 (process 31859) exited normally]
(gdb)
```
Example2：（rbreak）（main符合mai*的条件，因此被加了断点）
```
(gdb) rb mai*
Breakpoint 1 at 0x11ac: file example.cpp, line 9.
int main();
(gdb)
```
## 6. print/display命令输出格式（可以用简写）
用法：`print/[format] [变量1] [变量2] ...`
当然，如果是display命令，则要换成`display/[format] [变量1] [变量2] ...`
其中，format是一个小写字母，指定打印变量值的格式。
|format字母|对应格式|
| :----: | :----: |
| 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 |
| 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 |
比如说，调试状压DP的程序时，就可以 `p/t [变量名]` 来以二进制形式查看变量了。disp同理。
Example：
```
(gdb) p/x 100
1 = 0x64 //本来序号前面还有个美元符，洛谷博客代码里不能打美元符，否则会乱掉，此处省略
(gdb) p/d 100
2 = 100
(gdb) p/u 100
3 = 100
(gdb) p/o 100
4 = 0144
(gdb) p/t 100
5 = 1100100
(gdb) p/a 100
6 = 0x64
(gdb) p/c 100
7 = 100 'd'
(gdb) p/f 100
8 = 1.40129846e-43 //浮点数格式不一样
(gdb)
```
## 7. save
其实断点是可以保存的！比如说，我临时要重启一下，又不想丢失当前调试的断点信息。那么，我们可以将当前的断点信息保存到一个文件里，到时候再导入。
用法：`save breakpoints [文件名]`
效果：将当前所有的断点信息保存到一个指定的文件里。
有人有疑问了，怎么导入断点信息呢？那就是source命令！
用法：`source [文件名]`
效果：从指定的文件里导入断点信息。
Example：
```
(gdb) b 5
Breakpoint 1 at 0x1184: file example.cpp, line 5.
(gdb) b 6
Breakpoint 2 at 0x1191: file example.cpp, line 6.
(gdb) b 7
Breakpoint 3 at 0x11a2: file example.cpp, line 7.
(gdb) save breakpoints 123 //保存断点信息
Saved to file '123'.
(gdb) q
---中间退出gdb，再重新进---
(gdb) source 123 //从这个文件中引入断点信息
Breakpoint 1 at 0x1184: file example.cpp, line 5.
Breakpoint 2 at 0x1191: file example.cpp, line 6.
Breakpoint 3 at 0x11a2: file example.cpp, line 7.
(gdb)
```
## 8. call
用法：`call [调用语句]`
效果：调用指定函数。
比如说，我的程序有一个min函数，我就可以通过 `call min(a,b)` 来获取变量a、b的最小值了。
Example:
```
(gdb) call f(10) //也就是10!
$1 = 3628800
(gdb)
```
## 9. finish（缩写fin）
用法：无参数。
效果：继续运行，直到当前函数返回。
Example:
```
Breakpoint 1, main() at example.cpp:10
10 int n;
(gdb) fin
Run till exit from #0 main() at example.cpp:9 //main函数执行完毕，返回了0
[Inferior 1 (process 32243) exited normally]
(gdb)
```
## 10. watchpoint
其实，断点还有一种特殊的类型——watchpoint。（简写为wa——似乎不太吉祥）
用法：`watch/rwatch/awatch [变量名]`
作用：监视指定变量。
- watch（简写wa）：当指定变量被写时停下。
- rwatch（简写rwa）：当指定变量被读时停下。
- awatch（简写awa）：当指定变量被读/写时停下。
Example:
```
(gdb) wa n
Hardware watchpoint 2: n
(gdb) c
Continuing.
10
Hardware watchpoint 2: n
Old value = 32767 //此处由于scanf读入修改了n的值，因此停下
New value = 10
0x00007ffff7ac43a9 in __vfscanf_internal () from /usr/lib/libc.so.6
(gdb)
```
## 11. checkpoint
有时候，我们要复现某个bug，这个时候，我们可以创建一个快照，即checkpoint。
命令：`checkpoint`（可简写为ch）
用法：无参数。
效果：创建一个快照，包含当前调试的所有信息。同时会输出这个checkpoint的信息，就像这样：
```
checkpoint 1: fork returned pid 25776.
```
其中，数字1便是这个checkpoint的编号。
那么，如何回滚到以前的快照呢？那就是restart命令啦！
用法：`restart [checkpoint编号]`
效果：回退到指定checkpoint的快照。
Example:
```
Breakpoint 1, f (n=10) at example.cpp:5
5 if(n==0) return 1;
(gdb) ch //创建了编号为1的快照
checkpoint 1: fork returned pid 32213.
(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 1, f (n=9) at example.cpp:5
5 if(n==0) return 1;
(gdb) restart 1 //恢复到编号为1的快照
Switching to process 32213
#0 f (n=10) at example.cpp:5
5 if(n==0) return 1;
(gdb)
```
## 12. jump
用法：`jump [num]`
作用：强制使跳转至第num行。（中间的行都跳过了）
注意，这个不能跨函数跳转，否则会出错。
Example:
```
(gdb) b 10
Breakpoint 1 at 0x11bb: file example.cpp, line 11.
(gdb) r
Starting program: /run/media/acceptedzhs/SimpleDisk/编程/洛谷/example
Breakpoint 1, main () at example.cpp:11
11 scanf("%d",&n);
(gdb) jump 13
Continuing at 0x5555555551f0.
[Inferior 1 (process 32243) exited normally] //跳到了第13行，main函数已经结束了，因此直接退出程序
(gdb)
```
## 13. return
用法：`return [argu]`
作用：强制使当前函数退出，并返回argu值。（如果该函数本来就没有返回值，则argu可以省略）
```
Breakpoint 1, f (n=10) at example.cpp:5
5 if(n==0) return 1;
(gdb) return 15
Make f(int) return now? (y or n) y
#0 0x00005555555551dd in main () at example.cpp:12
12 printf("%d\n",f(n));
(gdb) n
15 //因为前面设定返回15，所以这里输出15
```
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