GDB的断点调试

c/c++

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2019-11-2

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前言

之前在GDB的极致运用一文中,我们讲到了GDB启动调试的多种方式,分别应用于多种场景。今天我们来介绍一下断点设置的多种方式。

1.为何要设置断点

在介绍之前,我们首先需要了解,为什么需要设置断点。我们在指定位置设置断点之后,程序运行到该位置将会“暂停”,这个时候我们就可以对程序进行更多的操作,比如查看变量内容,堆栈情况等等,以帮助我们调试程序。

2.查看已设置的断点

在学习断点设置之前,我们可以使用info breakpoints查看已设置断点:

info breakpoints
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x00000000004005fc in printNum2 at test.c:17
    breakpoint already hit 1 time
2       hw watchpoint  keep y                      a
    breakpoint already hit 1 time
    ignore next 3 hits

它将会列出所有已设置的断点,每一个断点都有一个标号,用来代表这个断点。例如,第2个断点设置是一个观察点,并且会忽略三次。

3.断点设置

断点设置有多种方式,分别应用于不同的场景。借助示例程序进行一一介绍:

 1//test.c
 2#include<stdio.h>
 3void printNum(int a)
 4{
 5    printf("printNum\n");
 6    while(a > 0)
 7    {
 8        printf("%d\n",a);
 9        a--;
10    }
11}
12void printNum2(int a,int num)
13{
14    printf("printNum\n");
15    while(a > num && a>0)
16    {
17        printf("%d\n",a);
18        a--;
19    }
20}
21int div(int a,int b)
22{
23    printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
24    int temp = a/b;
25    return temp;
26}
27int main(int argc,char *argv[])
28{
29    printNum2(12,5);
30    printNum(10);
31    div(10,0);
32    return 0;
33}

编译:

gcc -g -o test test.c

注意,编译时需要带上-g参数,具体原因参见GDB的极致运用

(1)根据行号设置断点

b 9  #break 可简写为b

或者

b test.c:9

程序运行到第9行的时候会断住。

(2)根据函数名设置断点

同样可以将断点设置在函数处:

b printNum

程序在调用到printNum函数的时候会断住。

(3)根据条件设置断点

假设程序某处发生崩溃,而崩溃的原因怀疑是某个地方出现了非期望的值,那么你就可以在这里断点观察,当出现该非法值时,程序断住。这个时候我们可以借助gdb来设置条件断点,例如:

break test.c:23 if b==0

当在b等于0时,程序将会在第23行断住。
它和condition有着类似的作用,假设上面的断点号为1,那么:

condition 1 b==0

会使得b等于0时,产生断点1。而实际上可以很方便地用来改变断点产生的条件,例如,之前设置b==0时产生该断点,那么使用condition可以修改断点产生的条件。

(4)根据规则设置断点

例如需要对所有调用printNum函数都设置断点,可以使用下面的方式:

rbreak printNum*

所有以printNum开头的函数都设置了断点。而下面是对所有函数设置断点:

#用法:rbreak file:regex
rbreak . 
rbreak test.c:. #对test.c中的所有函数设置断点
rbreak test.c:^print #对以print开头的函数设置断点

(5)设置临时断点

假设某处的断点只想生效一次,那么可以设置临时断点,这样断点后面就不复存在了:

tbreak test.c:10  #在第10行设置临时断点

(6)跳过多次设置断点

假如有某个地方,我们知道可能出错,但是前面30次都没有问题,虽然在该处设置了断点,但是想跳过前面30次,可以使用下面的方式:

ignore 1 30

其中,1是你要忽略的断点号,可以通过前面的方式查找到,30是需要跳过的次数。这样设置之后,会跳过前面30次。再次通过info breakpoints可以看到:

Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x00000000004005e8 in printNum2 at test.c:16
    ignore next 30 hits

(7)根据表达式值变化产生断点

有时候我们需要观察某个值或表达式,知道它什么时候发生变化了,这个时候我们可以借助watch命令。例如:

watch a

这个时候,让程序继续运行,如果a的值发生变化,则会打印相关内容,如:

Hardware watchpoint 2: a
Old value = 12
New value = 11

但是这里要特别注意的是,程序必须运行起来,否则会出现:

No symbol "a" in current context.

因为程序没有运行,当前上下文也就没有相关变量信息。

rwatchawatch同样可以设置观察点,前者是当变量值被读时断住,后者是被读或者被改写时断住。

4.禁用或启动断点

有些断点暂时不想使用,但又不想删除,可以暂时禁用或启用。例如:

disable  #禁用所有断点
disable bnum #禁用标号为bnum的断点
enable  #启用所有断点
enable bnum #启用标号为bnum的断点
enable delete bnum  #启动标号为bnum的断点,并且在此之后删除该断点

5.断点清除

断点清除主要用到cleardelete命令。常见使用如下:

clear   #删除当前行所有breakpoints
clear function  #删除函数名为function处的断点
clear filename:function #删除文件filename中函数function处的断点
clear lineNum #删除行号为lineNum处的断点
clear f:lename:lineNum #删除文件filename中行号为lineNum处的断点
delete  #删除所有breakpoints,watchpoints和catchpoints
delete bnum #删除断点号为bnum的断点

总结

本文介绍了常见的断点设置方法,断点设置之后,可以便于我们后期观察变量,堆栈等信息,为进一步的定位与调试做准备。

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作者:Leon_Geo