GDB的极致运用

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]