gdb调试工具常用命令 && kdb

编译程序时需要加上-g，之后才能用gdb进行调试：gcc -g main.c -o main

gdb中命令：

回车键：重复上一命令

（gdb）help：查看命令帮助，具体命令查询在gdb中输入help + 命令,简写h

（gdb）run：重新开始运行文件（run-text：加载文本文件，run-bin：加载二进制文件）,简写r

（gdb）start：单步执行，运行程序，停在第一执行语句

（gdb）list：查看原代码（list-n,从第n行开始查看代码。list+ 函数名：查看具体函数）,简写l

（gdb）set：设置变量的值

（gdb）next：单步调试（逐过程，函数直接执行）,简写n

（gdb）step：单步调试（逐语句：跳入自定义函数内部执行）,简写s

（gdb）backtrace：查看函数的调用的栈帧和层级关系,简写bt

（gdb）frame：切换函数的栈帧,简写f

（gdb）info：查看函数内部局部变量的数值,简写i

（gdb）finish：结束当前函数，返回到函数调用点

（gdb）continue：继续运行,简写c

（gdb）print：打印值及地址,简写p

（gdb）quit：退出gdb,简写q

（gdb）break+num：在第num行设置断点,简写b

（gdb）info breakpoints：查看当前设置的所有断点

（gdb）delete breakpoints num：删除第num个断点,简写d

（gdb）display：追踪查看具体变量值

（gdb）undisplay：取消追踪观察变量

（gdb）watch：被设置观察点的变量发生修改时，打印显示

（gdb）i watch：显示观察点

（gdb）enable breakpoints：启用断点

（gdb）disable breakpoints：禁用断点

（gdb）x：查看内存x/20xw 显示20个单元，16进制，4字节每单元

（gdb）run argv[1] argv[2]：调试时命令行传参

（gdb）set follow-fork-mode child#Makefile项目管理：选择跟踪父子进程（fork()）

   core文件：先用$ ulimit -c 1024 开启core，当程序出错会自动生成core文件。调试时 gdb a.out core

ctrl+c：退出输入

首先介绍下GDB常用命令

流程
start <args>或run <args>：bin程序开始执行
c（continue）：从断点开始继续执行，直到下一断点或结束
n（next）：执行下一行（跳过函数）
s（step）：执行下一行（进入函数）
finish：运行到当前函数结束退出
运行状态下ctrl-c：暂停
q（quit），或暂停状态下ctrl-c：退出

断点
b <func-name>：在函数上打断点
b * <address>：在代码段地址上打断点
i b：查看断点
d b <N>：禁用指定编号的断点
e b <N>：启用指定编号的断点
b ... if <expr>：条件断点：若<expr>为真（或非NULL），在断点处暂停

临时进入shell模式
shell（进入）、exit（退出）
帮助：help或?

查看信息
bt（backtrace）：查看调用栈
i r：查看寄存器信息
x/Ns：以字符串形式查看指定变量/地址
x/Nd：以十进制数字形式查看指定变量/地址
x/Nx：以十六进制形式查看指定变量/地址
x/Ni：查看指定函数/地址的汇编指令
p <expr>：查看<expr>的值

x/b &str：查看全局变量的字符串，str是一个全局字符串

其它
暂停状态下回车：执行上一条命令
支持上翻、下翻

设置打印字符的个数为不限制数量，设置为unlimited或者zero。

(gdb) set print elements 0
(gdb) show print elements
Limit on string chars or arry elemtns to print is unlimited

CPU寄存器信息

mips：

zero：永远为0
v0/v1：临时寄存器；函数返回时存返回值
a0 ~ a3：临时寄存器；调用函数时存参数
t0 ~ t9：临时寄存器。t9常用于临时存要调用的子函数入口地址
s0 ~ s8：非易失性寄存器
gp：全局指针
sp：栈顶指针
ra：当前函数返回地址
pc：当前指令

x86：

1） %rax 作为函数返回值使用。

2） %rsp 栈指针寄存器，指向栈顶。

3） %rdi，%rsi，%rdx，%rcx，%r8，%r9 用作函数参数，依次对应第1参数，第2参数等。

4） %rbx，%rbp，%r12，%r13，%14，%15 用作数据存储，遵循被调用者使用规则，简单说就是随便用，调用子函数之前要备份它，以防他被修改。

5） %r10，%r11 用作数据存储，遵循调用者使用规则，简单说就是使用之前要先保存原值。

 

 

栈结构信息

X86_64的栈结构：

 

如上图所示：%rsp寄存器存储的地址指向当前函数的栈顶，%rbp寄存器是我们推栈的关键，它指向的位置保存了两个字，前一个函数栈的%rbp寄存器值和函数返回地址。

 

（三）推栈过程：

 

    下面开始介绍推栈过程，可以发现，推栈的过程就是跟踪查找%rbp寄存器的内容，而且我们无需像MIPS体系那样关注某个函数的堆栈的大小。

 

 1) 设备死机时会进KDB，通过KDB的rd命令可查看当前挂死环境所有寄存器的内容：

[12]kdb> rd
     r15 = 0x0000000000000007      r14 = 0x0000000000000000 
     r13 = 0x0000000000000000      r12 = 0xffffc9005dd6b2b0 
      bp = 0xffff8800462375e8       bx = 0xffff8800463780a0 (这里的bp寄存器和上面提到的%rbp寄存器是等价的)
     r11 = 0x0000000000000000      r10 = 0xffffc9005dd735b0 
      r9 = 0x0000000000000002       r8 = 0xffffc9005dd67130 
      ax = 0x0000000004230423       cx = 0xffffc90061f9b6d3 
      dx = 0x0000000000000095       si = 0x0000000000000000 
      di = 0xffffc9005dd67008  orig_ax = 0xffffffffffffffff 
      ip = 0xffffffffc224156c       cs = 0x0000000000000010  
   flags = 0x0000000000010246       sp = 0xffff880046237570 
      ss = 0x0000000000000018 &regs = 0xffff8800462374d8

2) SP寄存器指向当前调用栈的栈顶，通过md命令可查看调用栈的内容，而IP寄存器里存储的是正在执行的函数地址

[12]kdb> md 0xffff880046237570    

fa_traverse_dfa+0x1ec             

0xffff880046237570 ffff880046237580 0000000000000018   .u#F............
0xffff880046237580 ffff880046237696 ffff880046378355   .v#F....U.7F....
0xffff880046237590 0000000000000000 ffffc9005dd7772e   .........w.]....
0xffff8800462375a0 ffff8800462376e4 ffff880046378356   .v#F....V.7F....
0xffff8800462375b0 ffff880046378010 0000000042dd1653   ..7F....S..B....
0xffff8800462375c0 0000000000000001 0000000000000000   ................
0xffff8800462375d0 0000000000000000 0000000000000346   ........F.......
0xffff8800462375e0 0000000000000000                                     // 3）BP寄存器指向的地址(0xffff8800462375e8)，存储了前一个函数栈的BP和返回地址。ffff880046237638 是前一个函数栈的BP值， ffffffffc22427a9是函数返回地址。

ffff880046237638   ........8v#F....
0xffff8800462375f0 ffffffffc22427a9                                   

fa_traverse+0x69        // 4）通过函数返回地址得到前一个调用函数名称fa_traverse。

0000000000000000   .'$.............
0xffff880046237600 ffff880046237688 0000000000000000   .v#F............
0xffff880046237610 0000000000000000 0000000000000000   ................
0xffff880046237620 0000000000000000 ffffffffc31ff918   ................
0xffff880046237630 ffffc9005dd67000                                 // 5）同时，我们得到了fa_traverse函数的BP寄存器的值，它指向的地址(ffff880046237638)同样存储了前一个函数的BP和返回地址。

ffff8800462376c8   .p.].....v#F....
0xffff880046237640 ffffffffc22428ed                                 // 6）以此类推， 接着向下推栈即可。

regex_traverse+0x7d
0000000000000000   .($.............
0xffff880046237650 ffff880046237680 ffff880046237690   .v#F.....v#F....
0xffff880046237660 ffff8800462376e4 0000000000000000   .v#F............
[12]kdb> 
0xffff880046237670 ffff880046237688 0000000000000000   .v#F............
0xffff880046237680 0000000000000000 0000000000000001   ................
0xffff880046237690 0000000000000000 0000000000000000   ................
0xffff8800462376a0 ffffffffc31ff660 ffff880029099c00   `..........).... 
0xffff8800462376b0 0000000000000000 0000000000000010   ................
0xffff8800462376c0 0000000000000000 
ffff8800462376f8   .........v#F....
0xffff8800462376d0 ffffffffc223f533

pcre_engine_regex_check+0x43
ffffffffc210f000   3.#.............
0xffff8800462376e0 00003a98c31ff660 ffff880029099c00   `....:.....)....
0xffff8800462376f0 ffffffffc31ff660 
ffff880046237778   `.......xw#F....
0xffff880046237700 ffffffffc237dea1 

dcdm_pcre_new_single_rule_proc+0xf1
0000020000000200   ..7.............
0xffff880046237710 0000000000000000 ffff880029099c30   ........0..)....
0xffff880046237720 ffffe90142dd16f0 ffffe90142dd16d8   ...B.......B....
0xffff880046237730 ffffffffc31ff918 0000000000000000   ................
0xffff880046237740 ffff880029099c1c ffff8800462377a8   ...).....w#F....
0xffff880046237750 0000000000000000 ffff880046370000   ..........7F....
0xffff880046237760 ffffffffc31ff660 0000000000000000   `...............
0xffff880046237770 ffff880029099c00 
ffff8800462377d8   ...).....w#F....
0xffff880046237780 ffffffffc237e34b 

dcdm_pcre_new_flow_proc+0x1eb
ffff880065a04880   K.7......H.e....
0xffff880046237790 0000000165a1e0f6 ffffe90142dd16c0   ...e.......B....
0xffff8800462377a0 ffff880065a04880 ffff8800462377d8   .H.e.....w#F....
0xffff8800462377b0 ffff880065a04880 ffff880046370000   .H.e......7F....
0xffff8800462377c0 ffffe90142dd16a8 000000000002d2a0   ...B............
0xffff8800462377d0 ffffe90142dd1518 ffff8800462377f8   ...B.....w#F....
0xffff8800462377e0 ffffffffc237e3cb ffff880065a04880   ..7......H.e....
0xffff8800462377f0 ffff880046370000 ffff880046237898   ..7F.....x#F....
0xffff880046237800 ffffffffc237d311 0000000000000000   ..7.............
0xffff880046237810 0000000000000000 ffff880046237868   ........hx#F....
0xffff880046237820 ffffffffc21eb9ff 471d0201ba190101   ...............G
0xffff880046237830 000000061606db27 ffff880046237858   '.......Xx#F....
0xffff880046237840 ffff880065a04880 ffffffffc5ed6860   .H.e....`h......
0xffff880046237850 42000004c2380ca3 ffff880046237898   ..8....B.x#F....
0xffff880046237860 00000001c23785f4 ffff8800462378b8   ..7......x#F....

调试进程

使用方法
gdb -p <pid>
适用场景
某进程运行过程中会出故障，需要跟踪执行过程
例：页面下发配置时发生500错误，需分析web_main代码流程
某进程已经出故障但未崩溃，需要查看当前正在哪个流程中
例：串口卡住，但远程诊断能用，需要析vtysh卡在何处
操作流程：
进入gdb模式；
打断点；
c；
进行页面/命令行等操作，使进程运行至断点处；
分析寄存器、内存信息。
反复进行3~5步操作，直到分析明白。
q；

调试bin

使用方法
gdb <bin-file-path>
适用场景
某程序执行时不会转变成后台进程，运行过程中会出故障，需要跟踪执行过程
例：配置恢复有启动项失败，需要从startup程序跟踪其执行流程
某程序执行时会转变成后台进程，但进入自身循环之前（相当于进程启动阶段）会出故障，需要分析该过程执行流程
例：eventd进程进入死循环前出故障，需要分析该执行过程
set follow-fork-mode (parent|child)命令用法
用于指定跟随子进程还是父进程（默认为parent）
当前进程切换成后台进程时，执行set follow-fork-mode child
调用生成子进程的函数（如system、popen、exec系列函数等）前，执行set follow-fork-mode parent
操作流程：
与后台进程类似，但在1~3之间执行set follow-fork-mode child，确定已切换到后台后set follow-fork-mode parent切回来。

调试启动项：

先找到要调用的启动项所在文件startup_N_*、所在行M
对/usr/bin/startup挂gdb
先打断点、执行set follow-fork-mode child
运行：r -p N M

KDB

kdb提供丰富的命令实现运行控制、内存操纵、寄存器操纵、断点设置、堆栈跟踪等许多功能，总共有33条命令，下面分别进行介绍。

　　运行控制类

　　包括go、ss和ssb三个命令，提供对程序执行的控制。具体用法如下：

　　go：继续程序执行

　　格式：go

　　该命令使内核继续执行，直到遇到一个断点才停止。如果没有设置断点，该命令将离开kdb调试器，系统回到正常运行状态。Caps和Scroll指示灯恢复到原来的状态。

　　ss：单步执行程序

　　格式：ss

　　该命令仅仅执行下一条指令，执行完后停止。这在进行跟踪时是必不可少的。

　　ssb：执行到分支或者函数调用时停止

　　格式：ssb

　　该命令与ss的区别是，ss只执行一条语句，而ssb执行一组语句，它使指令继续执行，在遇到一个分支语句，或者遇到一个函数调用语句时停止。

　　断点类

　　kdb提供强大的断点功能，包括设置断点、清除断点、激活断点、使断点失效，kdb也可以设置硬件断点。断点指令包括bp、bl、bpa、bph、bpha、bc、be和bd。

　　bp：设置或者显示断点

　　格式：bp [<vaddr>]

　　该命令设置一个新的断点，其中vaddr是要设置的断点的地址。如果不带参数，运行bp将显示当前设置的所有断点。

　　bl：设置或者显示断点

　　格式：bl [<vaddr>]

　　该命令的操作与bp命令相同。

　　bpa：设置或者显示全局断点

　　格式：bpa [<vaddr>]

　　该命令设置一个全局断点，或者显示所有全局断点，用法同上。

　　bph：设置硬件断点或者显示所有断点

　　格式：bph [vaddr [datar|dataw|io [length]]]

　　如果不带参数，则显示所有断点。如果带参数，那么设置断点。其中vaddr为要设置硬件断点的地址，datar表示对该内存区进行读操作，dataw表示写操作，io表示对该内存区进行io输入输出操作。length指明读写io操作的数据长度。

　　bpha：设置硬件断点或者显示所有断点

　　格式和用法同bph。

　　bc：清除断点

　　格式：bc <bpnum>

　　清除标号为bpnum的断点。如果断点号为“*”，将清除所有断点。

　　bd：使断点无效

　　格式：bd <bpnum>

　　使标号为bpnum的断点无效，如果标号为“*”，表示使所有断点无效。

　　be：激活断点

　　格式：be <bpnum>

　　激活标号为bpnum的断点。如果标号为“*”，将激活所有无效的断点。

　　内存操作类

　　内存操作类命令包括对内存进行显示和修改的md、mdr、mds、mm四条命令。

　　md：显示内存内容

　　格式1：md [vaddr [line-count [output-radix]] ]

　　显示地址为vaddr的内存的内容。line-count为要显示的内存的行数，output-radix指定以8进制、10进制或者16进制显示。如果省略line-count和output-radix，那么将以设置的环境变量MDCOUNT和RADIX方式显示。如果不带任何参数，md命令将接着上次md命令的后续地址显示内存内容

      格式2：mdWcn

　　在缺省情况下，md以当前环境变量BYTESPERWORD的值读取数据，在读取硬件寄存器的时候，需要指定数据的宽度。这是可以使用mdWcn来进行读取，W是读取的宽度，单位是字节，cn为要读取的数目。

　　mdr：显示原始内存的内容

　　格式：mdr <vaddr> <count>

　　从指定地址vaddr开始显示count长度的内存，它打印一连串的内存数据。这个命令是留给外部的调试器使用的，一般很少使用。

　　mds：以符号的方式显示内存的内容

　　格式：mds [vaddr [line-count [output-radix]]]

　　从指定地址vaddr开始显示内存的内容，与md的区别是每行仅显示一个字，并且它试图将该地址与符号表进行匹配，如果找到，那么它将显示相应的符号名以及偏移值。如果不带参数，它将从上次mds的末尾开始显示。

　　mm：修改内存内容

　　格式1：mm <vaddr> <new content>

　　将指定地址vaddr开始的数据修改为新的数据。修改的数据的长度为一个机器字。

　　格式2：mmW <vaddr> <new content>

　　意义同上，区别在于它改变W字节的内容。

　　堆栈跟踪类

　　该类指令实现对堆栈的跟踪，包括bt、btp和bta三条命令。

　　bt：显示调用堆栈

　　格式：bt [<stack-frame addr>]

　　如果不指定参数，它根据当前寄存器的内容显示堆栈，提供当前活动线程的完整的堆栈跟踪。如果指定stack-frame addr参数，它将从该地址开始跟踪。

　　btp：显示进程的堆栈

　　格式：btp <pid>

　　显示由pid指定的进程的堆栈。

　　bta：显示所有进程的堆栈

　　格式：bta

　　寄存器类

　　寄存器类命令包括对寄存器内容进行显示和修改的rd和rm指令，以及异常帧显示指令ef。

　　rd：显示寄存器内容

　　格式：rd [c|d|u]

　　如果不带任何参数，rd显示所有进入kdb调试器时该点所设置的所有通用寄存器的值。如果带c参数，它将显示控制寄存器cr0、cr1、cr2、cr4 寄存器的内容。如果带d参数，它显示调试寄存器的内容。如果带u参数，它显示当进入kdb调试器时当前任务的所有寄存器。

　　rm：修改寄存器的内容

　　格式：rm <register-name> <register-content>

　　该命令修改register-name指定的寄存器的内容为register-content。其中register-name 为%eax、%ebx、%ecx、%edx、%esi、%edi、%esp、%eip或%ebp。如果参数为%%，由rd u指定的寄存器将被修改。当前rm命令不允许修改控制寄存器，也不允许显示和修改Pentium和Pentium Pro系列的特定寄存器。

　　ef：显示异常帧

　　格式： ef <vaddr>

　　显示vaddr地址处的异常帧。

　　环境变量类

　　这类指令对kdb调试器环境变量进行显示和设置。包括set和env命令。

　　set：设置环境变量

　　格式：set <env-var=value>

　　将环境变量env-var的值设置为value。最多有33个环境变量，每个环境变量最大512字节。kdb的主要环境变量有：

　　PROMPT：kdb调试器提示符，缺省为kdb。

　　MOREPROMPT：在一屏显示不下的情况下，系统的提示符，缺省为more。

　　RADIX：显示数据时所使用的数制，缺省为16进制。

　　LINES：kdb调试器显示行数。缺省为24行。

　　COLUMNS：kdb调试器显示的列数。缺省为80列。

　　MDCOUNT：执行md指令时显示的内存行数，缺省为8行。

　　BTARGS：执行bt跟踪时，指定任一函数在打印时所使用参数最大个数。

　　SSCOUNT：该环境变量规定在执行ssb命令时，如果显示超过此数，执行将停止。缺省为20。

　　IDMODE：反汇编时所使用的指令格式。缺省为x86。

　　BYTESPERWORD：指定字的长度，缺省为4个字节。

　　IDCOUNT：反汇编时，一次反汇编的指令长度，缺省为16条指令。

　　env：显示环境变量

　　格式：env

　　显示所有环境变量的值。

杂项

　　id：指令反汇编

　　格式：id <vaddr>

　　从vaddr开始的地址反汇编指令。

　　cpu：切换到另一个CPU

　　格式：cpu <cpunum>

　　这条命令仅仅在SMP结构下有用，它切换到由cpunum指定的CPU。

　　ps：显示所有活动的进程

　　格式：ps

　　显示当前的活动的进程。包括pid、父进程pid、CPU号、当前状态，以及对应的线程。

　　reboot：重新启动机器

　　格式：reboot

　　在某些情况下，内核无法返回到正常工作状态，这时可以利用reboot重新启动机器。注意在重启机器前，它不进行任何状态保存的工作。

　　sections：列出内核中所有已知的段的信息

　　格式：sections

　　列出模块和内核的所有已知的段的信息。首先是模块信息，最后是内核信息。包括模块名和一个或者多个段的信息。段信息包括段名、段起始地址、段结束地址和段标识。本命令仅仅是为外部调试器而设立的。

　　sr：激活SysRq代码，也就是调用MAGIC_SYSRQ函数

　　格式：sr <sysrq key>

　　将sysrq key字符作为参数传递给SysRq函数进行处理，就像你已经键入了SysRq键和该字符一样。如果要使用这个命令，需要在配置内核时，选择Magic SysRq Key。然后在新内核启动后，使用如下命令激活SysRq功能。

　　#echo “1” > /proc/sys/kernel/sysrq

　　这是一个功能强大的命令，它使得在kdb中可以使用操作系统提供的SysRq处理函数。

　　lsmod：列出内核中加载的所有模块

　　格式：lsmod

　　显示所有模块的信息。包括模块名、模块大小、模块结构地址、引用计数，以及被哪个模块所引用。

　　rmmod：卸载一个模块

　　格式：rmmod <modname>

　　将由modname指定的模块从内核中卸载。

　　ll：对链表中的每个元素重复执行命令

　　格式：ll <addr> <link-offset> <cmd>

　　它对以地址addr开头的链表的头link-offset个元素，重复执行cmd命令。

　　help和？：显示帮助信息。

　　格式：help 或者?

　　显示kdb的命令以及简单的用法。

常用的一些内核模块操作

查看加载模块用lsmod或者cat /proc/modules(这个还可以查看模块加载地址)

卸载模块用rmmod，有时加上-f强行卸载

加载模块用modprobe或者insmod,区别转载如下:

"

insmod 与 modprobe 都是载入 kernel module，不过一般差别于 modprobe 能够处理 module 载入的相依问题。

比方你要载入 a module，但是 a module 要求系统先载入 b module 时，直接用 insmod 挂入通常都会出现错误讯息，不过 modprobe 倒是能够知道先载入 b module  后才载入 a module，如此相依性就会满足。

不过 modprobe 并不是大神，不会厉害到知道 module 之间的相依性为何，该程式是读取 /lib/modules/2.6.xx/modules.dep 档案得知相依性的。而该档案是透过 depmod 程式所建立。

modprobe:

modprobe可载入指定的个别模块，或是载入一组相依的模块。modprobe会根据depmod所产生的相依关系，决定要载入哪些模块。若在载入过程中发生错误，在modprobe会卸载整组的模块。

  -a或--all 　载入全部的模块。 

  -c或--show-conf 　显示所有模块的设置信息。 

  -d或--debug 　使用排错模式。 

  -l或--list 　显示可用的模块。 

  -r, --remove //若在命令指定模块,则删除指定模块,否则,指定"自动清除"模式  

  -t或--type 　指定模块类型。 

  -v或--verbose 　执行时显示详细的信息。 

  -V或--version 　显示版本信息。 

  -help 　显示帮助。

  -C, --config configfile //指定配置文件.默认使用/etc/modules.conf文件为配置文件

modprobe -r ip_vs  # 删除ip_vs模块

modprobe -l | grep ip_vs  # 查看ip_vs模块是否编译进内核

lsmod -l | grep ip_vs  # 查看ip_vs模块是否载入进内核

                kdb               gdb
显示断点        bl                info break
清除断点        bc xxx            del xxx
打断点          bp                break(b)
使能断点        be xxx            enable xxx
去使能断点      bd xxx            disable xxx
继续执行        go                continue(c)--reverse-continue
单步执行                          next(n)--reverse-next
显示寄存器      rd                info register
                
修改内存        mm sym/addr v     set symbol/addr=value
显示内存        md                print(p)
显示函数栈      bt                bt
                                  step--reverse-step
                                  finish--reverse-finish