Linux基础 30分钟GDB调试快速突破
引言 Linus心灵鸡汤
在*nix开发中有道卡叫gdb调试,不管你怎么搞. 它依然在那丝毫不会松动.今天致敬一个 活着的传奇 Linus Torvalds
Unix 始于上个世纪60年代，在70年代得到了迅猛的发展，
这时候的李纳斯还躺在祖父公寓的摇篮里睡大觉，如果不是后来 Unix 王国自乱阵脚，
出现阵营分裂和法律纠纷，可能 Linux 系统根本都不会出现。真实的情况是，
Unix 浪费了大把的时间和机会，似乎就是为了等待这个大鼻子、头发纷乱的芬兰小子长大，然后一决高下。
李纳斯赢得了自己的时间，他一刻不停的磨练自己的技艺，在清晨的微光中练习算法，
在赫尔辛基的雪山上编译代码，随时随地补充的粮草和武器。
二十一年之后，李纳斯抚着雪亮的刀锋上路了，他要去追寻属于程序员的最高荣耀。[
I simply know better than you, that's why I'm your god.
- - Linus Torvalds
]
前言 gdb 开始调试开始上手
1. 开启core, 采集程序崩溃的状态
首先你跟着我做开启core崩溃状态采集. 可以通过 ulimit -c 查看 如果是0表示没有开启. 开启按照下面操作
su root vi /etc/profile Shift + G i # No core files by default 0, unlimited is oo ulimit -S -c unlimited > /dev/null 2>&1 wq! source /etc/profile
上面shell 操作是 在 /etc/profile 最后一行添加 上面设置全局开启 core文件调试,大小不限. 最后 立即生效.
再跟着我做, 因为生成的core文件同名会覆盖. 这里为其加上一个 core命名规则, 让其变成 [core.pid] 格式.
su root vi /etc/sysctl.conf Shift + G i # open, add core.pid kernel.core_pattern = ./core_%t_%p_%e
kernel.core_uses_pid = 1 wq! sysctl -p /etc/sysctl.conf
在 /etc/sysctl.conf 文件中添加系统配置. 后面立即启用. 最后是下面状态表示core启用都搞好了.
(上面是ubuntu 15.10 环境中, 后面测试用的是centos 6.4)
2. 简单接触 GDB , 开始调试 r n p
第一个演示代码 heoo.c
#include <stdio.h> int g_var = 0; static int _add(int a, int b) { printf("_add callad, a:%d, b:%d\n", a, b); return a+b; } int main(void) { int n = 1; printf("one n=%d, g_var=%d\n", n, g_var); ++n; --n; g_var += 20; g_var -= 10; n = _add(1, g_var); printf("two n=%d, g_var=%d\n", n, g_var); return 0; }
我们下面从图说起.(如果用视频说更好,文字和图意义在于查询方便.更简约)
第一个命令 gdb heoo.out 表示 gdb加载 heoo.out 开始调试. 如果需要使用gdb调试的话编译的时候 gcc 需要加上 -g命令.
其中l命令表示 查看加载源码内容. 下面将演示如何加断点.
r 表示调试的程序开始运行.
p 命令表示 打印值. n表示过程调试, 到下一步. 不管子过程如何都不进入. 直接一次跳过.
上面用的s 表示单步调试, 遇到子函数,会进入函数内部调试.
总结一下 . l 查看源码 , b 加断点, r 开始运行调试, n 下一步, s下一步但是会进入子函数. p 输出数据.
到这里gdb 基本会用了. 是不是也很容易. 直白. 小代码可以随便调试了.
看到这里基础知识普及完毕了. 后面可以不看了. 有机会再看. 好那我们接着扯.
正文 第一部分 gdb其它开发中用的命令
开始扯一点, linux总是敲命令操作, 也很不安全. 有时候晕了. 写这样编译命令.
gcc -g -Wall -o heoo.c heoo.out
非常恐怖, heoo.c 代码删除了. heoo.out => heoo.c 先创建后生成失败退出. 原先的内容被抹掉了. 哈哈. 服务器开发, 经验不足, 熟练度不够.自己都怕自己.
1. gdb 其它常用命令用法 c q b info
首先看 用到的调试文件 houge.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> /* * arr 只能是数组 * 返回当前数组长度 */ #define LEN(arr) (sizeof(arr)/sizeof(*arr)) // 简单数组打印函数 static void _parrs(int a[], int len) { int i = -1; puts("当前数组内容值如下:"); while(++i < len) printf("%d ", a[i]); putchar('\n'); } // 简单包装宏, arr必须是数组 #define PARRS(arr) \ _parrs(arr, LEN(arr)) #define _INT_OLD (23) /* * 主函数,简单测试 * 测试 core文件, * 测试 宏调试 * 测试 堆栈内存信息 */ int main(void) { int i; int a[_INT_OLD]; int* ptr = NULL; // 来个随机数填充值吧 srand((unsigned)time(NULL)); for(i=0; i<LEN(a); ++i) a[i] = rand()%222; PARRS(a); //全员加double, 包含一个错误方便测试 for(i=1; i<=LEN(a); ++i) a[i] <<= 1; PARRS(a); // 为了错,强制错 *ptr = 0; return 0; }
同样需要仔细看下面图中使用的命令. 首先对前言部分加深一些. 看下面
这个图是前言的补充, c跳过直到下一个断点处, q表示程序退出.
在 houge.c 中我们开始调试. 一运行段错误, 出现了我们的 core.pid 文件
通过 gdb houge.out core.27047 开始调试. 马上定位出来了错误原因.
2. 调试 内存堆栈信息
刚开始 print a , 在main中当做数组处理.打印的信息多. 后面在_add函数中, a就是个形参数组地址.
主要看 info args 查看当前函数参数值
info locals 看当前函数栈上值信息, info registers 表示查看寄存器值.
后面查看内存信息 需要记得东西多一些. 先看图
x /23dw a 意思是 查看 从a地址开始 23个 4字节 有符号十进制数 输出.
关于x 更加详细见下面
用gdb查看内存格式: x /nfu ptr 说明 x 是 examine 的缩写 n表示要显示的内存单元的个数 f表示显示方式, 可取如下值 x 按十六进制格式显示变量。 d 按十进制格式显示变量。 u 按十进制格式显示无符号整型。 o 按八进制格式显示变量。 t 按二进制格式显示变量。 a 按十六进制格式显示变量。 i 指令地址格式 c 按字符格式显示变量。 f 按浮点数格式显示变量。 u表示一个地址单元的长度 b表示单字节， h表示双字节， w表示四字节， g表示八字节 Format letters are o(octal), x(hex), d(decimal), u(unsigned decimal), t(binary), f(float), a(address), i(instruction), c(char) and s(string). Size letters are b(byte), h(halfword), w(word), g(giant, 8 bytes) ptr 表示从那个地址开始
这个命令常用于监测内存变化.调试中特别常用.
3. gdb 设置条件断点
很简单 b 17 if i == 8. 在17行设置一个断点,并且只有i==8的时候才会触发.
4. gdb 删除断点
gdb 删除有d 后面跟断点索引1,2,3..
clear 行数或名称. 删除哪一行断点. 看下面演示
到这里 介绍的gdb调试技巧基本都够用了. 感觉用图形ide,例如vs调试也就用到这些了.
估计gdb调试突破20min过去了.够用了. 后面可以不用看了.
正文 第二部分 gdb 多线程多进程调试
到这里实战中用的机会少了, 也就老鸟会用上些. 这部分可以调试,不好调试. 一般一调估计小半天就走了. 好,那我们处理最后10min.
1. 首先对上面正文第一部分加深 gdb调试宏
首先看上面命令
macro expand 宏(参数) => 得到宏导出内容.
info macro 宏名 => 宏定义内容
如果你需要用到上面gdb功能, 查看和导出宏的话.还需要gcc 支持,生成的时候加上 -ggdb3如下
gcc -Wall -ggdb3 -o houge.out houge.c
就可以使用了. 扩展一下 对于 gcc 编译的有个过程叫做 预编译 gcc -E -o *.i *.c.
这时候处理多数宏,直接展开, 也可以查看最后结果. 也算也是一个黑科技.
2. 开始多线程调试
首先看测试用例 dasheng.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> // 声明一个都用的量 static int _old; // 线程跑的函数 static void* _run(void* arg) { int piyo = 10; int n = *(int*)arg; int i; //设置线程分离 pthread_detach(pthread_self()); for(i=0; i<n; ++i) { printf("n=%d, i=%d\n", n, i); ++_old; printf("n=%d, piyo = %d, _old=%d\n", n, piyo, _old); } return NULL; } #define _INT_PTX (3) int main(void) { int i, rt, j; pthread_t tx[_INT_PTX]; puts("main beign"); for(i=0; i<_INT_PTX; ++i) { // &i 是有问题的, 但是这里为了测试, 可以乱搞 rt = pthread_create(tx+i, NULL, _run, &i); if(rt < 0) { printf("pthread_create create error! rt = %d, i=%d\n", rt, i); break; } } //CPU忙等待 for(j=0; j<1000000000; ++j) ; puts("end"); return 0; }
编译命令
gcc -Wall -g -o dasheng.out dasheng.c -lpthread
那先看下面测试图
上面 info threads 查看所有运行的线程信息. *表示当前调试的线程.
后面 l _run 表示查看 _run附近代码. 当然还有 l 16 查看16行附近文件内容.
gdb多线程切换 测试如下
thread 3表示切换到第三个线程, info threads 第一列id 就是 thread 切换的id.
上面测试线程 就算你切换到 thread 3. 其它线程还是在跑的. 我们用下面命令 只让待调试的线程跑. 其它线程阻塞.
set scheduler-locking on 开始多线程单独调试. 不用了 设置 set scheduler-locking off 关闭. 又会回到你调试这个, 其它线程不阻塞.
总结 多线程调试常用就这三个实用命令
info threads
thread id
set scheduler-locking on/off
分别是查看,切换,设置同步调试.到这里多线程调试基本完毕了.
3. 开始gdb 多进程调试
首先看 liaobude.c 测试代码
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> // 声明一个都用的量 static int _old; // 线程跑的函数 static void _run(int n) { int piyo = 10; int i; ++n; for(i=0; i<n; ++i) { printf("n=%d, i=%d\n", n, i); ++_old; printf("n=%d, piyo = %d, _old=%d\n", n, piyo, _old); } } #define _INT_PTX (3) int main(void) { int i; pid_t rt; puts("main beign"); for(i=0; i<_INT_PTX; ++i) { // &i 是有问题的, 但是这里为了测试, 可以乱搞 rt = fork(); if(rt < 0) { printf("fork clone error! rt = %d, i=%d\n", rt, i); break; } if(rt == 0) { _run(i); exit(EXIT_FAILURE); } } //等待子进程结束
for(;;) {
rt = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
if(rt>=0 || errno==EINTR)
continue;
break;
} puts("end"); // 这里继续等待 for(i=0; i<190; ++i){ printf("等待 有缘人[%d]!\n", i); sleep(1); } return 0; }
编译命令
gcc -Wall -g -o liaobude.out liaobude.c
其实对多进程调试, 先介绍一个 常用的, 调试正在运行的程序. 首先让 ./liaobude.out 跑起来.
再通过 ps -ef 找到需要调试的进程. 复制进程文件描述符pid.
这时候启动gdb.
attach pid
gdb就把pid那个进程加载进来了. 加载的进程会阻塞到当前正在运行的地方. 直到使用命令控制. 这个功能还是非常猛的.
最后介绍 进程调试的有关命令(需要最新的gdb才会支持). 多进程的调试思路和多线程调试流程很相似.
GDB可以同时调试多个程序。 只需要设置follow-fork-mode(默认值：parent)和detach-on-fork（默认值：on）即可。 设置方法：set follow-fork-mode [parent|child] set detach-on-fork [on|off] 查询正在调试的进程：info inferiors 切换调试的进程： inferior <infer number>
具体的意思有
set follow-fork-mode [parent|child] set detach-on-fork [on|off]
parent on 只调试主进程（gdb默认）
child on 只调试子进程
parent off 同时调试两个进程，gdb跟主进程，子进程block在fork位置
child off 同时调试两个进程，gdb跟子进程，主进程block在fork位置
更加详细的 gdb 多进程调试demo 可以参照 http://blog.csdn.net/pbymw8iwm/article/details/7876797
使用方式和线程调试思路是一样的. 就是gdb 的命令换了字符. 工作中多进程调试遇到少.
遇到了很少用gdb调试. 会用下面2种调试好办法
2) 写单元测试
3) 打日志检测日志,分析
到这里 gdb30分钟内容讲解完毕. 多试试写写练一练, gdb基本突破没有问题.
后记
错误是难免的, 有问题可以随时交流. 拜~~, 周六下午愉快. 希望明天仍然是个好天气~~
