很經典的GDB除錯命令,包括檢視變數,檢視記憶體

weixin_34321977發表於2012-04-12

在你除錯程式時,當程式被停住時,你可以使用print命令(簡寫命令為p),或是同義命令inspect來檢視當前程式的執行資料。print命令的格式是:
print
print /
是表示式,是你所除錯的程式的語言的表示式(GDB可以除錯多種程式語言),是輸出的格式,比如,如果要把表示式按16進位制的格式輸出,那麼就是/x。

一、表示式
print和許多GDB的命令一樣,可以接受一個表示式,GDB會根據當前的程式執行的資料來計算這個表示式,既然是表示式,那麼就可以是當前程式執行中的const常量、變數、函式等內容。可惜的是GDB不能使用你在程式中所定義的巨集。
表示式的語法應該是當前所除錯的語言的語法,由於C/C++是一種大眾型的語言,所以,本文中的例子都是關於C/C++的。(而關於用GDB除錯其它語言的章節,我將在後面介紹)
在表示式中,有幾種GDB所支援的操作符,它們可以用在任何一種語言中。
@
是一個和陣列有關的操作符,在後面會有更詳細的說明。
::
指定一個在檔案或是一個函式中的變數。
{}
表示一個指向記憶體地址的型別為type的一個物件。

二、程式變數
在GDB中,你可以隨時檢視以下三種變數的值:
1、全域性變數(所有檔案可見的)
2、靜態全域性變數(當前檔案可見的)
3、區域性變數(當前Scope可見的)
如果你的區域性變數和全域性變數發生衝突(也就是重名),一般情況下是區域性變數會隱藏全域性變數,也就是說,如果一個全域性變數和一個函式中的區域性變數同名時,如果當前停止點在函式中,用print顯示出的變數的值會是函式中的區域性變數的值。如果此時你想檢視全域性變數的值時,你可以使用“::”操作符:
file::variable
function::variable
可以通過這種形式指定你所想檢視的變數,是哪個檔案中的或是哪個函式中的。例如,檢視檔案f2.c中的全域性變數x的值:
gdb) p 'f2.c'::x
當然,“::”操作符會和C++中的發生衝突,GDB能自動識別“::” 是否C++的操作符,所以你不必擔心在除錯C++程式時會出現異常。
另外,需要注意的是,如果你的程式編譯時開啟了優化選項,那麼在用GDB除錯被優化過的程式時,可能會發生某些變數不能訪問,或是取值錯誤碼的情況。這個是很正常的,因為優化程式會刪改你的程式,整理你程式的語句順序,剔除一些無意義的變數等,所以在GDB除錯這種程式時,執行時的指令和你所編寫指令就有不一樣,也就會出現你所想象不到的結果。對付這種情況時,需要在編譯程式時關閉編譯優化。一般來說,幾乎所有的編譯器都支援編譯優化的開關,例如,GNU 的C/C++編譯器GCC,你可以使用“-gstabs”選項來解決這個問題。關於編譯器的引數,還請檢視編譯器的使用說明文件。

三、陣列
有時候,你需要檢視一段連續的記憶體空間的值。比如陣列的一段,或是動態分配的資料的大小。你可以使用GDB的“@”操作符,“@”的左邊是第一個記憶體的地址的值,“@”的右邊則你你想檢視記憶體的長度。例如,你的程式中有這樣的語句:
int *array = (int *) malloc (len * sizeof (int));
於是,在GDB除錯過程中,你可以以如下命令顯示出這個動態陣列的取值:
*array@len
@的左邊是陣列的首地址的值,也就是變數array所指向的內容,右邊則是資料的長度,其儲存在變數len中,其輸出結果,大約是下面這個樣子的:
(gdb) p *array@len
$1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}
如果是靜態陣列的話,可以直接用print陣列名,就可以顯示陣列中所有資料的內容了。

四、輸出格式
一般來說,GDB會根據變數的型別輸出變數的值。但你也可以自定義GDB的輸出的格式。例如,你想輸出一個整數的十六進位制,或是二進位制來檢視這個整型變數的中的位的情況。要做到這樣,你可以使用GDB的資料顯示格式:
x 按十六進位制格式顯示變數。
d 按十進位制格式顯示變數。
u 按十六進位制格式顯示無符號整型。
o 按八進位制格式顯示變數。
t 按二進位制格式顯示變數。
a 按十六進位制格式顯示變數。
c 按字元格式顯示變數。
f 按浮點數格式顯示變數。
(gdb) p 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、檢視記憶體
你可以使用examine命令(簡寫是x)來檢視記憶體地址中的值。x命令的語法如下所示:
x/
n、f、u是可選的引數。
n 是一個正整數,表示顯示記憶體的長度,也就是說從當前地址向後顯示幾個地址的內容。
f 表示顯示的格式,參見上面。如果地址所指的是字串,那麼格式可以是s,如果地十是指令地址,那麼格式可以是i。
u 表示從當前地址往後請求的位元組數,如果不指定的話,GDB預設是4個bytes。u引數可以用下面的字元來代替,b表示單位元組,h表示雙位元組,w表示四位元組,g表示八位元組。當我們指定了位元組長度後,GDB會從指記憶體定的記憶體地址開始,讀寫指定位元組,並把其當作一個值取出來。
表示一個記憶體地址。
n/f/u三個引數可以一起使用。例如:
命令:x/3uh 0x54320 表示,從記憶體地址0x54320讀取內容,h表示以雙位元組為一個單位,3表示三個單位,u表示按十六進位制顯示。

六、自動顯示
你可以設定一些自動顯示的變數,當程式停住時,或是在你單步跟蹤時,這些變數會自動顯示。相關的GDB命令是display。
display
display/
display/
expr是一個表示式,fmt表示顯示的格式,addr表示記憶體地址,當你用display設定好了一個或多個表示式後,只要你的程式被停下來,GDB會自動顯示你所設定的這些表示式的值。
格式i和s同樣被display支援,一個非常有用的命令是:
display/i $pc
$pc是GDB的環境變數,表示著指令的地址,/i則表示輸出格式為機器指令碼,也就是彙編。於是當程式停下後,就會出現原始碼和機器指令碼相對應的情形,這是一個很有意思的功能。
下面是一些和display相關的GDB命令:
undisplay
delete display
刪除自動顯示,dnums意為所設定好了的自動顯式的編號。如果要同時刪除幾個,編號可以用空格分隔,如果要刪除一個範圍內的編號,可以用減號表示(如:2-5)
disable display
enable display
disable和enalbe不刪除自動顯示的設定,而只是讓其失效和恢復。
info display
檢視display設定的自動顯示的資訊。GDB會打出一張表格,向你報告當然除錯中設定了多少個自動顯示設定,其中包括,設定的編號,表示式,是否enable。
七、設定顯示選項
GDB中關於顯示的選項比較多,這裡我只例舉大多數常用的選項。
set print address
set print address on
開啟地址輸出,當程式顯示函式資訊時,GDB會顯出函式的引數地址。系統預設為開啟的,如:
(gdb) f
#0 set_quotes (lq=0x34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")
at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)

set print address off
關閉函式的引數地址顯示,如:
(gdb) set print addr off
(gdb) f
#0 set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)
show print address
檢視當前地址顯示選項是否開啟。
set print array
set print array on
開啟陣列顯示,開啟後當陣列顯示時,每個元素佔一行,如果不開啟的話,每個元素則以逗號分隔。這個選項預設是關閉的。與之相關的兩個命令如下,我就不再多說了。
set print array off
show print array
set print elements
這個選項主要是設定陣列的,如果你的陣列太大了,那麼就可以指定一個來指定資料顯示的最大長度,當到達這個長度時,GDB就不再往下顯示了。如果設定為0,則表示不限制。
show print elements
檢視print elements的選項資訊。
set print null-stop
如果開啟了這個選項,那麼當顯示字串時,遇到結束符則停止顯示。這個選項預設為off。
set print pretty on
如果開啟printf pretty這個選項,那麼當GDB顯示結構體時會比較漂亮。如:
$1 = {
next = 0x0,
flags = {
sweet = 1,
sour = 1
},
meat = 0x54 "Pork"
}
set print pretty off
關閉printf pretty這個選項,GDB顯示結構體時會如下顯示:
$1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}
show print pretty
檢視GDB是如何顯示結構體的。

set print sevenbit-strings
設定字元顯示,是否按“\nnn”的格式顯示,如果開啟,則字串或字元資料按\nnn顯示,如“65”。
show print sevenbit-strings
檢視字元顯示開關是否開啟。
set print union
設定顯示結構體時,是否顯式其內的聯合體資料。例如有以下資料結構:
typedef enum {Tree, Bug} Species;
typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;
typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}
Bug_forms;
struct thing {
Species it;
union {
Tree_forms tree;
Bug_forms bug;
} form;
};
struct thing foo = {Tree, {Acorn}};
當開啟這個開關時,執行 p foo 命令後,會如下顯示:
$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}
當關閉這個開關時,執行 p foo 命令後,會如下顯示:
$1 = {it = Tree, form = {...}}
show print union
檢視聯合體資料的顯示方式
set print object
在C++中,如果一個物件指標指向其派生類,如果開啟這個選項,GDB會自動按照虛方法呼叫的規則顯示輸出,如果關閉這個選項的話,GDB就不管虛擬函式表了。這個選項預設是off。
show print object
檢視物件選項的設定。
set print static-members
這個選項表示,當顯示一個C++物件中的內容是,是否顯示其中的靜態資料成員。預設是on。
show print static-members
檢視靜態資料成員選項設定。
set print vtbl
當此選項開啟時,GDB將用比較規整的格式來顯示虛擬函式表時。其預設是關閉的。
show print vtbl
檢視虛擬函式顯示格式的選項。

八、歷史記錄
當你用GDB的print檢視程式執行時的資料時,你每一個print都會被GDB記錄下來。GDB會以$1, $2, $3 .....這樣的方式為你每一個print命令編上號。於是,你可以使用這個編號訪問以前的表示式,如$1。這個功能所帶來的好處是,如果你先前輸入了一個比較長的表示式,如果你還想檢視這個表示式的值,你可以使用歷史記錄來訪問,省去了重複輸入。

九、GDB環境變數
你可以在GDB的除錯環境中定義自己的變數,用來儲存一些除錯程式中的執行資料。要定義一個GDB的變數很簡單隻需。使用GDB的set命令。GDB的環境變數和UNIX一樣,也是以$起頭。如:
set $foo = *object_ptr
使用環境變數時,GDB會在你第一次使用時建立這個變數,而在以後的使用中,則直接對其賦值。環境變數沒有型別,你可以給環境變數定義任一的型別。包括結構體和陣列。
show convenience
該命令檢視當前所設定的所有的環境變數。
這是一個比較強大的功能,環境變數和程式變數的互動使用,將使得程式除錯更為靈活便捷。例如:
set $i = 0
print bar[$i++]->contents
於是,當你就不必,print bar[0]->contents, print bar[1]->contents地輸入命令了。輸入這樣的命令後,只用敲回車,重複執行上一條語句,環境變數會自動累加,從而完成逐個輸出的功能。

十、檢視暫存器
要檢視暫存器的值,很簡單,可以使用如下命令:
info registers
檢視暫存器的情況。(除了浮點暫存器)
info all-registers
檢視所有暫存器的情況。(包括浮點暫存器)
info registers
檢視所指定的暫存器的情況。
暫存器中放置了程式執行時的資料,比如程式當前執行的指令地址(ip),程式的當前堆疊地址(sp)等等。你同樣可以使用print命令來訪問暫存器的情況,只需要在暫存器名字前加一個$符號就可以了。如:p $eip。

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