GDB调试-链接器

GDB（GNU Debugger）是一个强大的命令行调试工具，用于调试C、C++等编程语言的程序。以下是一些常用的GDB调试命令：

一、启动 GDB：打开终端并输入以下命令来启动GDB，并将可执行文件作为参数

gdb ld-new

二、运行程序：在GDB中，使用 run 命令来启动被调试的程序。

（1）新建一个hello.c文件

#include 
 
int main() {
    int num = 42;
    char str[] = "Hello, World!";
 
    printf("This is an integer: %d\n", num);
    printf("This is a string: %s\n", str);
 
    return 0;
}

（2） 编译成.o文件

gcc -c hello.c

(3) run使用ld-new可执行文件，运行.o文件

在main处打断点

b main

run /home/newuser/projects/hello.o

三、 查看栈帧信息：使用 bt 命令来查看当前的调用栈信息。

bt

四、单步执行：使用 step 命令来逐行执行程序，包括进入函数内部。

step

s 命令（step）：

• s 是 "step" 的缩写。
• 当你输入 s 命令时，GDB将逐行执行程序，包括进入调用的函数内部。
• 如果当前行上的函数是一个函数调用，s 将进入该函数，允许你逐行调试函数内部的代码。
• s 通常用于深入了解程序的内部工作，包括函数内部的执行路径。

五、逐语句执行：使用 next 命令来逐语句执行程序，不会进入函数内部。

next

n 命令（next）：

• n 是 "next" 的缩写。
• 当你输入 n 命令时，GDB将执行当前行上的函数并直接跳到下一行。
• 如果当前行上的函数是一个调用其他函数的函数，n 将执行整个函数调用，然后在调用返回后停在下一行。
• n 不会进入被调用的函数内部，它只会执行当前函数的上下文，然后移到下一行。

六、列出断点

info breakpoints

 七、继续执行：使用 continue 命令继续执行程序，直到遇到下一个断点或程序结束。

continue

八、查看变量值：使用 print 命令来查看变量的值。

print variable_name

 九、 设置条件断点：使用 break 命令的条件选项来设置条件断点，只有当条件为真时才会触发断点。

break if condition

1. 监视变量：watch 命令用于监视变量的值，当变量的值发生变化时，GDB会中断程序执行。

watch variable_name

 2. 设置显示格式：使用 set 命令设置变量显示的格式，如显示十六进制、二进制等。

set variable format

十、启用源代码布局、启用汇编窗口、启用寄存器窗口

         10.1 启动源代码布局

在GDB中，layout src 命令用于在调试会话中启用源代码布局。这个命令会将源代码窗口添加到GDB界面，使你可以在调试时直接查看源代码。请注意，使用这个命令需要支持TUI（Text User Interface）的终端。

(gdb) layout src

  10.2 启动汇编布局

(gdb) layout asm

10.3 启动寄存器窗口

(gdb) layout reg

十一、开启core dump采集程序崩溃信息

        core文件是程序崩溃或异常终止时生成的一种核心转储文件，其中包含程序在崩溃时的内存和寄存器状态。分析core文件有助于诊断程序崩溃的原因。

11.1 查看当前资源限制：

ulimit -a

11.2  设置资源限制：

        这个例子将核心转储文件的大小限制设置为无限制。其他资源限制也可以通过类似的方式进行设置。

ulimit -c unlimited

 11.3 常见的 ulimit 参数包括：

• -c： 设置或显示核心转储文件的大小限制。
• -n： 设置或显示文件描述符的数量限制。
• -u： 设置或显示用户进程数的限制。

11.4 启动 GDB 并加载程序核心转储文件

gdb ./your_program core

十二、多线程调试

set scheduler-locking on 是 GDB（GNU Debugger）中的一个命令，用于启用或禁用调度器锁定。调度器锁定是 GDB 的一个特性，用于在调试多线程程序时控制线程调度。

当启用调度器锁定时，GDB 会尽量保持目标程序中的线程处于挂起状态，以防止它们被操作系统调度器在调试过程中无意中运行。这有助于提高调试的可控性。

具体用法如下：

set scheduler-locking on

这个命令告诉 GDB 启用调度器锁定。在这种模式下，GDB 将尝试确保目标程序的线程在执行 GDB 命令期间保持挂起状态。

如果你想禁用调度器锁定，可以使用以下命令：

set scheduler-locking off

请注意，调度器锁定并非在所有情况下都是必需的，而且在某些情况下可能会导致调试器表现不稳定。在一般情况下，你可能无需手动设置这个选项，因为 GDB 通常会自动选择适当的模式。

十三、查看内存错误工具

一、使用Valgrind

        Valgrind是一个内存检测工具，它还可以用于分析core文件。你可以使用valgrind命令来运行你的程序，在编译程序时，确保添加调试信息。这有助于Valgrind提供更详细的输出。

g++ -g -o your_program your_program.cpp

 运行程序： 使用Valgrind运行你的程序。例如：

valgrind ./your_program

Valgrind将执行你的程序，并在检测到内存错误时输出相应的信息。 

Valgrind支持的一些主要工具：

1. Memcheck：

   • 用途： 用于检测内存错误，例如内存泄漏、越界访问、使用未初始化的内存等。
   • 使用命令： valgrind ./your_program

2. Cachegrind：

   • 用途： 用于缓存分析，可以帮助你理解程序在CPU缓存上的性能表现。
   • 使用命令： valgrind --tool=cachegrind ./your_program

3. Callgrind：

   • 用途： 用于函数调用跟踪，提供详细的函数调用图、调用关系和执行次数。
   • 使用命令： valgrind --tool=callgrind ./your_program

4. Helgrind：

   • 用途： 用于检测多线程程序中的并发错误，例如数据竞争。
   • 使用命令： valgrind --tool=helgrind ./your_program

5. Massif：

   • 用途： 用于堆内存分析，可以帮助你了解程序的堆内存使用情况，包括内存分配和释放。
   • 使用命令： valgrind --tool=massif ./your_program

6. DHAT（Dynamic Heap Analysis Tool）：

   • 用途： 用于动态堆分析，可帮助你了解程序中的动态内存分配和释放。
   • 使用命令： valgrind --tool=dhat ./your_program

7. SGCheck：

   • 用途： 用于检测内存中的单词错误（例如，使用未初始化的内存）。
   • 使用命令： valgrind --tool=exp-sgcheck ./your_program

8. BBV（Basic Block Vector）：

   • 用途： 用于计算基本块的矢量信息，有助于理解程序中的基本块执行情况。
   • 使用命令： valgrind --tool=exp-bbv ./your_program

二、ASAN

AddressSanitizer（ASAN）是一种内存错误检测工具，它能够检测程序中的内存越界、内存泄漏等问题。要将程序使用ASAN进行编译，你需要进行以下步骤：

        使用ASAN编译程序： 编译程序时，需要使用-fsanitize=address选项来启用ASAN。同时，建议添加-g选项以包含调试信息，以便在检测到问题时更容易进行调试：

g++ -fsanitize=address -g -o your_program your_program.cpp
 

运行程序：

        编译后的程序将包含ASAN运行时库。当程序运行时，ASAN将检测内存错误并在控制台输出相应的信息。例如：

./your_program