• GDB的极致运用


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    0. 前言

    GDB(GNU Debugger)是UNIX及UNIX-like下的强大调试工具,可以调试ada, c, c++, asm, minimal, d, fortran, objective-c, go, java,pascal等语言。本文以C程序为例,介绍GDB启动调试的多种方式。

    1.哪类程序可被调试

    对于C程序来说,需要在编译时加上-g参数,保留调试信息,否则不能使用GDB进行调试。
    但如果不是自己编译的程序,并不知道是否带有-g参数,如何判断一个文件是否带有调试信息呢?

    1.1gdb 文件

    例如:

    $ gdb helloworld
    Reading symbols from helloWorld...(no debugging symbols found)...done.
    

    如果没有调试信息,会提示:no debugging symbols found。
    如果是下面的提示:

    Reading symbols from helloWorld...done.
    

    则可以进行调试。

    1.2readelf查看段信息

    例如:

    $ readelf -S helloWorld|grep debug
      [28] .debug_aranges    PROGBITS         0000000000000000  0000106d
      [29] .debug_info       PROGBITS         0000000000000000  0000109d
      [30] .debug_abbrev     PROGBITS         0000000000000000  0000115b
      [31] .debug_line       PROGBITS         0000000000000000  000011b9
      [32] .debug_str        PROGBITS         0000000000000000  000011fc
    

    helloWorld为文件名,如果没有任何debug信息,则不能被调试。

    1.3file查看strip状况

    下面的情况也是不可调试的:

    file helloWorld
    helloWorld: (省略前面内容) stripped
    

    如果最后是stripped,则说明该文件的符号表信息和调试信息已被去除,不能使用gdb调试。但是not stripped的情况并不能说明能够被调试。

    2.调试未运行程序

    程序还未启动时,可有多种方式启动调试。

    2.1调试启动无参程序

    例如:

    $ gdb helloWorld
    (gdb)
    

    输入run命令,即可运行程序

    2.2调试启动带参程序

    假设有以下程序,启动时需要带参数:

     #include<stdio.h>
     int main(int argc,char *argv[])
     {
         if(1 >= argc){
             printf("usage:hello name
    ");
             return 0;
         }
         printf("Hello World %s!
    ",argv[1]);
         return 0 ;
     }
    

    编译:

    gcc -g -o hello hello.c
    

    这种情况如何启动调试呢?需要设置参数:

    $ gdb hello
    (gdb)run 编程珠玑
    Starting program: /home/shouwang/workspaces/c/hello 编程珠玑
    Hello World 编程珠玑!
    [Inferior 1 (process 20084) exited normally]
    (gdb)
    

    只需要run的时候带上参数即可。
    或者使用set args,然后在用run启动:

    gdb hello
    (gdb) set args 编程珠玑
    (gdb) run
    Starting program: /home/hyb/workspaces/c/hello 编程珠玑
    Hello World 编程珠玑!
    [Inferior 1 (process 20201) exited normally]
    (gdb) 
    

    2.3调试core文件

    当程序core dump时,可能会产生core文件,它能够很大程序帮助我们定位问题。但前提是系统没有限制core文件的产生。可以使用命令limit -c查看:

     $ ulimit -c
     0
    

    如果结果是0,那么恭喜你,即便程序core dump了也不会有core文件留下。我们需要让core文件能够产生:

    ulimit -c unlimied  #表示不限制core文件大小
    ulimit -c 10        #设置最大大小,单位为块,一块默认为512字节
    

    上面两种方式可选其一。第一种无限制,第二种指定最大产生的大小。
    调试core文件也很简单:

    gdb 程序文件名 core文件名
    

    具体可参看《linux常用命令-开发调试篇》gdb部分。

    3.调试已运行程序

    如果程序已经运行了怎么办呢?
    首先使用ps命令找到进程id:

    ps -ef|grep 进程名
    

    3.1attach方式

    假设获取到进程id为20829,则可用下面的方式调试进程:

    $ gdb
    (gdb) attach 20829
    

    接下来就可以继续你的调试啦。

    可能会有下面的错误提示:

    Could not attach to process.  If your uid matches the uid of the target
    process, check the setting of /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope, or try
    again as the root user.  For more details, see /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf
    ptrace: Operation not permitted.
    

    解决方法,切换到root用户:
    将/etc/sysctl.d/10-ptrace.conf中的

    kernel.yama.ptrace_scope = 1
    

    修改为

    kernel.yama.ptrace_scope = 0
    

    3.2直接调试相关id进程

    还可以是用这样的方式gdb program pid,例如:

    gdb hello 20829  
    

    或者:

    gdb hello --pid 20829
    

    3.3已运行程序没有调试信息

    为了节省磁盘空间,已经运行的程序通常没有调试信息。但如果又不能停止当前程序重新启动调试,那怎么办呢?还有办法,那就是同样的代码,再编译出一个带调试信息的版本。然后使用和前面提到的方式操作。对于attach方式,在attach之前,使用file命令即可:

    $ gdb
    (gdb) file hello
    Reading symbols from hello...done.
    (gdb)attach 20829
    

    总结

    本文主要介绍了两种类型的GDB启动调试方式,分别是调试未运行的程序和已经运行的程序。对于什么样的程序能够进行调试也进行了简单说明。


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    文章参考微信公众号[编程珠玑]

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