GDB基本使用方法

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基本操作

调试类操作

生成可调试文件

在使用GCC编译时，必须添加-g选项，生成用于调试的符号表，才能使用GCC对可执行文件进行调试。

加载调试文件

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(gdb) file prog1

输入参数

有些时候我们的程序需要用户输入参数，这种情况下我们可以将输入写入一个文件input.txt当中，然后执行下列语句

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gdb helloworld
(gdb) run params ... < input.txt

单步执行

starti

starti是GDB8.1之后的一个命令，作用是在载入待调试的程序后，在第一个指令前设置一个断点，然后执行到该断点。相当于从第一条指令开始调试。

si

si命令将会执行一条汇编命令

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(gdb) si
mov 0x8(%ebp), %esi     # 下一条要执行的语句

需要注意的是，si打印的是下一条要执行的语句

n

n命令会一次执行一个函数，如果没有符号表，那么不能使用n命令。n x表示某一行x次

断点

设置断点

在指定的地址设置断点的语句如下，其中0x0010000c为程序执行的断点

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(gdb) br * 0x0010000c
Breakpoint 1 at 0x10000c

其中，断点可以是一个实际内存地址，也可以是描述符（”mon_backtrace”或者”monitor.c:71”）。注意，如果使用描述符，那么在编译的时候gcc必须给定-g选项并重新编译。

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(gdb) br monitor.c:71      #在monitor.c 71行设置断点
(gdb) br mem_init          #在mem_init处设置断点

如果想要在特定条件下触发断点，可以使用条件断点，命令如下：

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(gdb) br *0x0010000c if

这里总结一下断点的类型：

  • 特定内存地址
  • 描述符（例如某个具体函数）
  • 行号（某个文件的行号）
查看断点
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info b
删除/禁用/使能断点
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delete 1      # 删除第一个断点
enable 3
disable 2

监视点

watchpoints（监视点）和端点不同，当检测到某个表达式或变量的值发生改变时，将会停止运行

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(gdb) watch <expression>   #如果指定表达式内容改变，则停止
(gdb) watch -l <address>   #如果指定内存内容改变，则停止
(gdb) rwatch <expression>  #如果指定表达式被读取，那么停止

继续执行类

继续直行至断点

继续执行命令为c，程序会执行至下一个断点处

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(gdb) c
Continuing.
The target architecture is assumed to be i386
=> 0x10000c:	mov    %cr4,%eax
继续直行至当前函数返回
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(gdb) finish

如果不在函数内，那么finish没有意义

继续执行至特定位置
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(gdb) advance _start
(gdb) advance *0x0010000c

advance 将会执行代码至特定的符号或地址所在位置处

符号相关

切换符号文件
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symbol-file obj/kern/kernel   # 这个命令将会加载kernel中的符号

显示类操作

反汇编

反汇编指令为x/N addr，该指令可以将addr开始的N个连续指令进行反汇编

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(gdb) x/10 0x7c00
=> 0x7c00:	cli    
   0x7c01:	cld    
   0x7c02:	xor    %ax,%ax
   0x7c04:	mov    %ax,%ds
   0x7c06:	mov    %ax,%es
   0x7c08:	mov    %ax,%ss
   0x7c0a:	in     $0x64,%al
   0x7c0c:	test   $0x2,%al
   0x7c0e:	jne    0x7c0a
   0x7c10:	mov    $0xd1,%al

查看内存

x命令

使用x/Nxw addr可以以16进制（后面的x）查看从addr开始的N个word大小的内存中的值

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(gdb) x/8x 0x00100000
0x100000:	0x1badb002	0x00000000	0xe4524ffe	0x7205c766
0x100010:	0x34000004	0x1000b812	0x220f0011	0xc0200fd8

有些情况下要看栈中内存的情况，由于栈是向下生长的，所以我们可以用

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(gdb) x/-8x 0x00100000

反向打印内存。如果想查看当前内存，可以使用x/i $pc

p命令

相比于x命令，p命令能够检验一个c语言表达式，并用合适的类型对结果进行打印，例如我们要打印某个内存位置处特定类型的变量，可以使用下面的语句：

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p *((struct Elf*)0x10000)

这个命令将会打印从0x10000开始的Elf类型的变量，其结果非常清晰，可以将结构体中的所有内容展示出来：

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$1 = {e_magic = 0, e_elf = '\000',...}

info命令

info命令能够查看相关信息，功能比较全，所以单独列出

查看寄存器的值
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// 查看所有寄存器
(gdb) info reg
eax            0x0                 0
ecx            0x0                 0
edx            0x663               1635
ebx            0x0                 0
esp            0x0                 0x0
ebp            0x0                 0x0
esi            0x0                 0
edi            0x0                 0
eip            0xfff0              0xfff0
eflags         0x2                 [ IOPL=0 ]
cs             0xf000              61440
ss             0x0                 0
ds             0x0                 0
es             0x0                 0
fs             0x0                 0
gs             0x0                 0
fs_base        0x0                 0
gs_base        0x0                 0
k_gs_base      0x0                 0
cr0            0x60000010          [ CD NW ET ]
cr2            0x0                 0
cr3            0x0                 [ PDBR=0 PCID=0 ]
cr4            0x0                 [ ]
cr8            0x0                 0
efer           0x0                 [ ]

// 查看某个寄存器
(gdb) info reg eax
查看c语言类型
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info types
查看变量
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info variables # 打印全局变量
info locals    # 打印局部变量
info args      # 打印当前frame的参数（函数输入参数）
查看当前函数栈
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(gdb) info frame
Stack level 0, frame at 0xb75f7390:
 eip = 0x804877f in base::func() (testing.cpp:16); saved eip 0x804869a
 called by frame at 0xb75f73b0
 source language c++.
 Arglist at 0xb75f7388, args: this=0x0
 Locals at 0xb75f7388, Previous frame's sp is 0xb75f7390
 Saved registers:
  ebp at 0xb75f7388, eip at 0xb75f738c

其中：

  • stack level 0：表示frame的序号
  • frame at 0xb75f7390：表示栈的起始地址
  • eip = 0x804877f in base::func() (testing.cpp:16); saved eip 0x804869a
    • eip = 0x804877f表示下一条语句在0x804877fc处，在testing.cpp的16行
    • saved eip 0x804869a表示函数返回地址，即返回后执行0x804869a
  • called by frame at 0xb75f73b0：表示调用者的栈位于0xb75f73b0
  • Arglist at 0xb75f7388, args: this=0x0：表示参数的起始地址以及参数
  • Locals at 0xb75f7388：表示局部变量的位置
  • Previous frame’s sp is 0xb75f7390：表示前一个栈帧（调用者栈的栈顶或被调用者栈的栈底）的栈顶
  • 还有一些保存的寄存器的值

查看源码

使用list可以查看某个位置处的源码

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(gdb) list 123   # 打印源文件123行开始的几行代码

查看函数调用栈

使用bt命令可以查看函数的调用栈

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(gdb) bt
#0 readseg (pa=65536, count=4096,offset=0) at boot/main.c:73
#1 0x00007d26 in bootmain() at boot/main.c:44
#2 0x00007c4a in protcseg() at boot/boot.S:69

每调用一个函数，则压入现在所在的函数，同时前面的序号依次递增，最上面的就是当前所在的函数，其中，序号后面的0x00007d26为函数栈中函数的返回地址，即被保存的eip值。

查看具体变量

当程序中断时，我们可以使用p命令查看具体的变量，例如现在我们所在的函数有一个输入参数cmd，是一个结构体类型指针，那么我们可以用如下命令查看指针值及结构体中内容：

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(gdb) print cmd
$3 = (struct cmd *) 0x555555559ac0

(gdb) print *cmd
$5 = {type = 32}

一个完整的例子

首先，我们要确保在gcc编译过程中加入了-g选项，生成调试信息，否则gdb调试过程中能够查看的信息很少。

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gcc main.c -o build -g

然后打开gdb，

参考文献

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