GDB调试器

/*this project used for gdb debug c programs*/
/*At first,using compile command turn out the executable file. exp: gcc -g sourcefile.c -o test.exe */        //!!!
/*windows: start gdb debuging(test.exe complete trace) : gdb test.exe */
/*Linux: start gdb debuging(current trace) : gdb ./test  */                    //!!!
/*
    int strcmp(const char *s1,const char *s2);
    char *fgets(char *buf,int n,FILE *fp);  //send data read from file stream to buffer.
        FILE *fp = fopen(argv[1],"r");
*/
/*

补充：

　　对含有命令行参数的程序的调试

　　(gdb) r arg1 arg2 arg3 …

　　

使可执行程序最大限度的保留调试信息：
        gcc -ggdb3 -o <test> <test.c>
              -Wall
            -gstabs  关闭编译优化

gdb帮助：

　　         (gdb) h
                (gdb) help all
                (gdb) help <command class>
                (gdb) help <command>
                (gdb) apropos <word>    搜索相关word的命令

编译时注意加上-g，在可执行文件中加入源文件信息(提供我们以后对程序进行调试的信息)        !!!
                -o，要求输出可执行文件文件
                -c，表示我们只要求编译器输出目标代码，而不必输出可执行文件

调试过程
    1.设置断点           (gdb) b 行号  //可以设置多个断点
                    (gdb) b(reak) <funcname>
      查看断点           (gdb) info b
      禁用断点           (gdb) disable b 断点号
      再次激活断点     (gdb) enable breakpoints 断点号
      删除断点           (gdb) delete breakpoints 断点号
      清除断点        (gdb) clear 断点所在行号
      设置条件断点    (gdb) condition 1 <svalues[counter]->chechsum>700>
      临时断点        (gdb) tbreak <41>
    2.使用gdb单步调试程序  
                     (gdb) r          //在断点处停下
                     (gdb) n          //单步运行，不进入函数内部
                     (gdb) s（tep）     //一次一行
                     (gdb) c           //停止单步调试，继续执行直至断点或者输入
                     (gdb) cont <n>     //执行n次continue
                     (gdb) finish     //退出函数
    3.跟踪程序变量
                    (gdb) p buffer         //打印buffer的值
                    (gdb) p strlen(buffer)-1
                    (gdb) p $ (n)        //打印当前序号(或序号n)的前一序号变量的值
                    (gdb) p $$ (n)        //打印序号n-2的变量的值
      使用print给变量赋值
                      (gdb) p 变量=表达式
      打印内存某个部分开始的一块连续空间的内容
                      (gdb) p 开始表达式@要打印的空间大小  例：(gdb) p *array@len

显示各种变量的值以及内存地址
                    (gdb) p pStr[0]
                    (gdb) p *(pStr[0]+1)
                    (gdb) p &pStr[0]
      printf查看变量
                      (gdb) printf "%2.2s\n",(char*)<addr>
      set修改变量的值
                      (gdb) set variable svalues[0]->checksum=2000

4.自动显示指定变量的值
                    (gdb) display pStr_index
                    (gdb) display/<fmt> <expr>
                    (gdb) display/<fmt> <addr>
                    (gdb) info display
                    (gdb) disable d 2
                    (gdb) enable display 2
                    (gdb) delete diaplay 2

5。查看函数堆栈            //程序调用一个函数时，函数的地址/参数/局部变量都会被压入栈中
                    (gdb) bt （backtrace）    //打印当前的函数调用栈的所有信息
                    (gdb) bt <n>             //打印前n层的栈顶信息
                    (gdb) bt <-n>             //打印栈底的前n层信息
                    (gdb) f(rame) <n>            //查看栈上某层信息（栈的层编号，当前函数名，函数参数值，函数所在文件及行号） frame 0 栈顶
                    (gdb) up <n>
                    (gdb) down <n>
                    (gdb) select-frame <n>     //对应frame,但是不输出栈层信息
                    (gdb) up-silently <n>
                    (gdb) down-silently <n>
                    (gdb) info f(rame)         //显示更为详细的当前栈层的信息
                    (gdb) info args            //显示当前函数的参数名及值
                    (gdb) info locals          //显示当前函数中所有局部变量及值
                    (gdb) info catch         //显示当前函数中的异常处理信息
                    
    6.                 (gdb) make
                    (gdb) shell
                    (gdb) q   //退出gdb调试
    7.代码显示
                    (gdb) where                 //查找错误位置
                    (gdb) l(ist) <n>            //查看当前行后面的代码<显示第n行附近的代码>
                    (gdb) l(ist) -                //查看当前行前面的代码
                    (gdb) l     <function>        //显示函数的源程序
                    (gdb) l     test.c:9         //查看test.c第九行代码
                    (gdb) set     listsize <count>    //设置显示行数
                    (gdb) show     listsize            //查看当前设置的显示的行数
                    (gdb) l     <first> <last>        //显示从first行到last行的源代码
                    (gdb) l     , <last>            //显示从当前行到last行的源代码
                    (gdb) l     +                    //向后显示代码
                    (gdb) forward-search <regexp>    //向前搜索，regexp是正则表达式
                    (gdb) reverse-search <regexp>    //全部搜索

8.查看内存命令（x命令）
                    (gdb) x/<n/f/u> <addr>  //n、f、u是可选的参数 详见：(gdb) help x
                        u 表示从当前地址往后请求的字节数，如果不指定的话，GDB默认是4个bytes。u参数可以用下面的字符来代替，b表示单字节，h表示双字节，w表示四字 节，g表示八字节。当我们指定了字节长度后，GDB会从指内存定的内存地址开始，读写指定字节，并把其当作一个值取出来。
                        f 表示显示的格式，参见下面。如果地址所指的是字符串，那么格式可以是s，如果地十是指令地址，那么格式可以是i。
                        n 是一个正整数，表示需要显示的内存单元的个数，也就是说从当前地址向后显示几个内存单元的内容，一个内存单元的大小由后面的u定义。
                        例：命令：x/3uh 0x54320 表示，从内存地址0x54320读取内容，h表示以双字节为一个单位，3表示输出三个单位，u表示按十六进制显示。

9.使用观察窗口
                    (gdb) watch <counter>15>  //满足条件后程序运行终止

10.指定源文件的路径
                    dir <dirname>            //多个路径使用：（UNIX ) ;(WINDOW)
                    directory                //清除所有的自定义的源文件搜索路径信息
                    show directory             //显示定义了的源文件搜索路径

　11.查看运行时数据
        (gdb) print <expr>
        (gdb) print /<f>     <expr>    //  <f> 输出格式 <expr> 表达式
                    x        @        //与数组有关
                    d        ::        //指定一个在文件或一个函数中的变量
                    u        {<type>} <addr>        //表示一个指向内存地址<addr>的类型为type的一个对象
                    o
                    t
                    a
                    c
                    f

(gdb) print file::variable            //查看文件中的全局变量
        (gdb) print function::variable        //查看函数中的局部变量 例： (gdb) p 'f2.c'::x
    
    12.设置显示选项   
        (gdb) set print address
        (gdb) set print address on          //打开函数地址参数显示
        (gdb) f                             //显示栈信息
        (gdb) set print address off         //关闭函数地址参数显示
        (gdb) show print address

(gdb) set print array                 
        (gdb) set print array on            //打开数组显示
        (gdb) show print array

(gdb) set print elements <num-of-elements>     //对大数组，显示部分长度
        (gdb) show print elements             //查看print elements的选项信息

(gdb) set print null-stop <on/off>  //当显示字符串时，遇到结束符则停止显示。选项默认为off.

(gdb) set print pretty on             //结构体完美显示
        (gdb) set print pretty off
        (gdb) show print pretty             //查看gdb如何显示结构体

(gdb) set print sevenbit-strings <on/off>    //设置字符显示是否按照\nnn的格式显示
        (gdb) show print sevenbit-strings            //查看字符显示开关是否打开
        (gdb) set print union <on/off>                 //设置显示结构体时，是否显示内部的联合体结构
        (gdb) show print union

(gdb) set print object <on/off>             //当一个对象指针指向其派生类时，如果打开这个选项，gdb自动按照虚方法调用的规则显示输出，关闭后，gdb就不管虚函数表了。默认为off
        (gdb) show print object

(gdb) set print static-members <on/off>      //显示C++对象的静态数据成员。默认是on
        (gdb) show print static-members

(gdb) set print ytbl <on/off>                //使用规整的格式显示虚拟函数表。默认是关闭的
        (gdb) show print vtbl                        //查看虚函数显示格式的选项

13.gdb环境变量
        可以在gdb的调试环境中定义自己的变量，用来保存一些调试程序中的运行数据。
        (gdb) set $foo=*object_ptr
        (gdb) show convenience                 //查看当前所设置的所有的环境变量

14.查看寄存器
        (gdb) info registers
        (gdb) info all-registers
        (gdb) info registers <regname>         //查看指定寄存器的情况
        (gdb) p $<regname>                    //打印寄存器的内容

15.改变程序的执行
        修改变量的值
        (gdb) p x=4
        (gdb) whatis width                    //gdb中的参数width与程序中的变量width重名的话，使用var指定为程序的 变量名
        (gdb) p width        
        (gdb) set var width=47

跳转执行（最好在同一个函数中跳转）
        jump命令的实质是改变了pc寄存器的值 set $pc= 0x...
        (gdb) jump <linespec>                //<linespec>可以是行号/file:line/+num
        (gdb) jump <address>                //代码行的内存地址

产生信号量
        (gdb) signal <signal>                //linux的系统信号量通常是1到15

强制函数返回（详见《Linux环境下C编程指南》P(82+12)）

强制调用函数

16.在不同语言中使用gdb
        以下命令主要用于C以外的程序语言
        (gdb) show language             //查看当前语言环境
        (gdb) info frame                 //查看当前函数的程序语言
        (gdb) info source                 //查看当前文件的程序语言
        (gdb) set language <languagename>

17.core dump分析
        程序崩溃原因分析
        $ulimit -c unlimited             //获得core dump使用权限

　　  $ gcc -ggdb3 ...

　　  $ ./a.out

　　  $ gdb a.out core

case12:

	typedef enum (Tree,Bug) Species;
	typedef enum (Big_tree, Acorn, Seedling) Tree_forms;
	typedef enum (Caterpillar, Cocoon, Butterfly) Bug_forms;
	struct thing
	{
		Species it;
		union
		{
			Tree_forms tree;
			Bug_forms bug;
		}form;
	};

	struct thing foo = {Tree, {Acorn}}

	(gdb) set print union on
	(gdb) p foo
	$1={it=Tree, form={tree=Acorn, bug=Cocoon}}
	(gdb) set print union off
	(gdb) p foo
	$1={it=Tree, form={...}}

case13:

        (gdb) set $i=0
	(gdb) print bar[$i++]->contents