GDB 的 7 个单步调试命令

即使是复杂的函数，也有几种方法可以单步调试，所以下次在排除代码故障时，可以尝试一下这些 GDB 技术。

调试器 是一个可以运行你的代码并检查问题的软件。GNU Debugger（GBD）是最流行的调试器之一，在这篇文章中，我研究了 GDB 的 step 命令和其他几种常见情况的相关命令。step 是一个被广泛使用的命令，但它有一些人们不太了解的地方，可能会使得他们十分困惑。此外，还有一些方法可以在不使用 step 命令的情况下进入一个函数，比如使用不太知名的 advance 命令。

1、无调试符号

考虑以下这个简单的示例程序：

1. #include <stdio.h>
4. int num() {
5. return 2;
6. }
8. void bar(int i) {
9. printf("i = %d\n", i);
10. }
13. int main() {
14. bar(num());
15. return 0;
16. }

如果你在没有 调试符号debugging sysbols 的情况下进行编译（LCTT 译注：即在使用 gcc 编译程序时没有写 -g 选项），然后在 bar 上设置一个断点，然后尝试在这个函数内使用 step 来单步执行语句。GDB 会给出一个 没有行号信息no line number information 的错误信息。

1. gcc exmp.c -o exmp
2. gdb ./exmp
3. (gdb) b bar
4. Breakpoint 1 at 0x401135
5. (gdb) r
6. Starting program: /home/ahajkova/exmp
7. Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar ()
8. (gdb) step
9. Single stepping until exit from function bar,
10. which has no line number information.
11. i = 2
12. 0x0000000000401168 in main ()

2、stepi 命令

但是你仍然可以在没有行号信息的函数内部单步执行语句，但要使用 stepi 命令来代替 step。stepi 一次只执行一条指令。当使用 GDB 的 stepi 命令时，先做 display/i $pc 通常很有用，这会在每一步之后显示 程序计数器program counter 的值和相应的 机器指令machine instruction：

1. (gdb) b bar
2. Breakpoint 1 at 0x401135
3. (gdb) r
4. Starting program: /home/ahajkova/exmp
5. Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar ()
6. (gdb) display/i $pc
7. 1: x/i $pc
8. => 0x401135 <bar+4>: sub $0x10,%rsp

在上述的 display 命令中，i 代表机器指令，$pc 表示程序计数器寄存器（即 PC 寄存器）。

使用 info registers 命令，来打印寄存器的内容，也是十分有用的。

1. (gdb) info registers
2. rax 0x2 2
3. rbx 0x7fffffffdbc8 140737488346056
4. rcx 0x403e18 4210200
5. (gdb) print $rax
6. $1 = 2
7. (gdb) stepi
8. 0x0000000000401139 in bar ()
9. 1: x/i $pc
10. => 0x401139 <bar+8>: mov %edi,-0x4(%rbp)

3、复杂的函数调用

在带调试符号的 -g 选项，重新编译示例程序后，你可以使用行号在 main 中 bar 调用上设置断点，然后再单步执行 bar 函数的语句：

1. gcc -g exmp.c -o exmp
2. gdb ./exmp
3. (gdb) b exmp.c:14
4. Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
5. (gdb) r
6. Starting program: /home/ahajkova/exmp
7. Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
8. 14 bar(num());

接下来，用 step，来单步执行 bar() 函数的语句：

1. (gdb) step
2. num () at exmp.c:4
3. 4 return 2;

函数调用的参数需要在实际的函数调用之前进行处理，bar() 函数的参数是 num() 函数，所以 num() 会在 bar() 被调用之前执行。但是，通过 GDB 调试，你怎么才能如愿以偿地进入 bar() 函数呢？你可以使用 finish 命令，并再次使用 step 命令。

1. (gdb) finish
2. Run till exit from #0 num () at exmp.c:4
3. 0x0000000000401161 in main () at exmp.c:14
4. 14 bar(num());
5. Value returned is $1 = 2
6. (gdb) step
7. bar (i=2) at exmp.c:9
8. 9 printf("i = %d\n", i);

4、tbreak 命令

tbreak 命令会设置一个临时断点。如果你不想设置永久断点，那么这个命令是很有用的。举个例子🌰，你想进入一个复杂的函数调用，例如 f(g(h()), i(j()), ...)，在这种情况下，你需要一个很长的 step/finish/step 序列，才能到达 f 函数。如果你设置一个临时断点，然后再使用 continue 命令，这样就不需要以上的序列了。为了证明这一点，你需要像以前一样将断点设置在 main 的 bar 调用上。然后在 bar 上设置临时断点。当到达该临时断点后，临时断点会被自动删除。

1. (gdb) r
2. Starting program: /home/ahajkova/exmp
3. Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
4. 14 bar(num());
5. (gdb) tbreak bar
6. Temporary breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9.

在调用 bar 的时候遇到断点，并在 bar 上设置临时断点后，你只需要使用 continue 继续运行直到 bar 结束。

1. (gdb) continue
2. Continuing.
3. Temporary breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9
4. 9 printf("i = %d\n", i);

5、disable 命令

类似地，你也可以在 bar 上设置一个正常的断点，然后执行 continue，然后在不再需要第二个断点时，使用 disable 命令禁用这个断点，这样也能达到与 tbreak 相同的效果。

1. (gdb) b exmp.c:14
2. Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
3. (gdb) r
4. Starting program: /home/ahajkova/exmp
5. Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
6. 14 bar(num());
7. (gdb) b bar
8. Breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9.
9. (gdb) c
10. Continuing.
11. Breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9
12. 9 printf("i = %d\n", i);
13. (gdb) disable 2

正如你所看到的，info breakpoints 命令在 Enb 列下显示为 n，这意味着这个断点已被禁用。但你也能在再次需要这个断点时，再启用它。

1. (gdb) info breakpoints
2. Num Type Disp Enb Address What
3. 1 breakpoint keep y 0x0000000000401157 in main at exmp.c:14
4. breakpoint already hit 1 time
5. 2 breakpoint keep n 0x000000000040113c in bar at exmp.c:9
6. breakpoint already hit 1 time
7. (gdb) enable 2
8. (gdb) info breakpoints
9. Num Type Disp Enb Address What
10. 1 breakpoint keep y 0x000000000040116a in main at exmp.c:19
11. breakpoint already hit 1 time
12. 2 breakpoint keep y 0x0000000000401158 in bar at exmp.c:14
13. breakpoint already hit 1 time

6、advance 命令运行程序到指定的位置

另一个进入函数内部的方法是 advance 命令。你可以简单地用 advance bar，来代替 tbreak bar ; continue。这一命令会将程序继续运行到指定的位置。

advance 命令的一个很棒的地方在于：如果程序并没有到达你试图进入的位置，那么 GDB 将在当前函数运行完成后停止。因此，程序的执行会受到限制：

1. Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
2. (gdb) r
3. Starting program: /home/ahajkova/exmp
4. Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
5. 14 bar(num());
6. (gdb) advance bar
7. bar (i=2) at exmp.c:9
8. 9 printf("i = %d\n", i);

7、skip 命令

进入 bar 函数的另一种方式是使用 skip num 命令：

1. (gdb) b exmp.c:14
2. Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
3. (gdb) skip num
4. Function num will be skipped when stepping.
5. (gdb) r
6. Starting program: /home/ahajkova/exmp
7. Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
8. 14 bar(num());
9. (gdb) step
10. bar (i=2) at exmp.c:9
11. 9 printf("i = %d\n", i);

请使用 info skip 命令，来了解 GDB 跳过了哪些函数。num() 函数被标记为 y，表示跳过了 num() 函数：

1. (gdb) info skip
2. Num Enb Glob File RE Function
3. 1 y n <none> n num

如果不再需要 skip，可以禁用（并稍后重新启用）或完全删除它。你可以添加另一个 skip，并禁用第一个 skip，然后全部删除。要禁用某个 skip，必须指定其编号（例如，skip disable 1），如果没有指定，则会禁用所有的 skip。启用或删除 skip 的工作原理相同：

1. (gdb) skip bar
2. (gdb) skip disable 1
3. (gdb) info skip
4. Num Enb Glob File RE Function
5. 1 n n <none> n num
6. 2 y n <none> n bar
7. (gdb) skip delete
8. (gdb) info skip
9. Not skipping any files or functions.

GDB 的 step 命令

使用 GDB 的 step 命令是调试程序的一个有用工具。即使是复杂的函数，也有几种方法可以单步调试这些函数，所以下次你在排除代码问题的时候，可以尝试一下这些 GDB 技术。

via: https://opensource.com/article/22/12/gdb-step-command

作者：Alexandra 选题：lkxed 译者：chai001125 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

转自 软件开发|GDB 的 7 个单步调试命令 (linux.cn)