用GDB调试程序(3)

四、输出格式

一般来说，GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式。例如，你想输出一个整数的十六进制，或是二进制来查看这个整型变量的中的位的情况。要做到这样，你可以使用GDB的数据显示格式：

x 按十六进制格式显示变量。
d 按十进制格式显示变量。
u 按十六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。
c 按字符格式显示变量。
f 按浮点数格式显示变量。

(gdb) p i
$21 = 101

(gdb) p/a i
$22 = 0x65

(gdb) p/c i
$23 = 101 'e'

(gdb) p/f i
$24 = 1.41531145e-43

(gdb) p/x i
$25 = 0x65

(gdb) p/t i
$26 = 1100101

五、查看内存

你可以使用examine命令（简写是x）来查看内存地址中的值。x命令的语法如下所示：

x/<n/f/u> <addr>

n、f、u是可选的参数。

n 是一个正整数，表示显示内存的长度，也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。
f 表示显示的格式，参见上面。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。
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。

<addr>表示一个内存地址。

n/f/u三个参数可以一起使用。例如：

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表示三个单位，u表示按十六进制显示。

六、自动显示

你可以设置一些自动显示的变量，当程序停住时，或是在你单步跟踪时，这些变量会自动显示。相关的GDB命令是display。

display <expr>
display/<fmt> <expr>
display/<fmt> <addr>

expr是一个表达式，fmt表示显示的格式，addr表示内存地址，当你用display设定好了一个或多个表达式后，只要你的程序被停下来，GDB会自动显示你所设置的这些表达式的值。

格式i和s同样被display支持，一个非常有用的命令是：

display/i $pc

$pc是GDB的环境变量，表示着指令的地址，/i则表示输出格式为机器指令码，也就是汇编。于是当程序停下后，就会出现源代码和机器指令码相对应的情形，这是一个很有意思的功能。

下面是一些和display相关的GDB命令：

undisplay <dnums...>
delete display <dnums...>
删除自动显示，dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个，编号可以用空格分隔，如果要删除一个范围内的编号，可以用减号表示（如：2-5）

disable display <dnums...>
enable display <dnums...>
disable和enalbe不删除自动显示的设置，而只是让其失效和恢复。

info display
查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格，向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置，其中包括，设置的编号，表达式，是否enable。

七、设置显示选项

GDB中关于显示的选项比较多，这里我只例举大多数常用的选项。

set print address
set print address on
打开地址输出，当程序显示函数信息时，GDB会显出函数的参数地址。系统默认为打开的，如：

(gdb) f
#0 set_quotes (lq=0x34c78 "<<", rq=0x34c88 ">>")
at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)

set print address off
关闭函数的参数地址显示，如：

(gdb) set print addr off
(gdb) f
#0 set_quotes (lq="<<", rq=">>") at input.c:530
530 if (lquote != def_lquote)

show print address
查看当前地址显示选项是否打开。

set print array
set print array on
打开数组显示，打开后当数组显示时，每个元素占一行，如果不打开的话，每个元素则以逗号分隔。这个选项默认是关闭的。与之相关的两个命令如下，我就不再多说了。

set print array off
show print array

set print elements <number-of-elements>
这个选项主要是设置数组的，如果你的数组太大了，那么就可以指定一个<number-of-elements>来指定数据显示的最大长度，当到达这个长度时，GDB就不再往下显示了。如果设置为0，则表示不限制。

show print elements
查看print elements的选项信息。

set print null-stop <on/off>
如果打开了这个选项，那么当显示字符串时，遇到结束符则停止显示。这个选项默认为off。

set print pretty on
如果打开printf pretty这个选项，那么当GDB显示结构体时会比较漂亮。如：

$1 = {
next = 0x0,
flags = {
sweet = 1,
sour = 1
},
meat = 0x54 "Pork"
}

set print pretty off
关闭printf pretty这个选项，GDB显示结构体时会如下显示：

$1 = {next = 0x0, flags = {sweet = 1, sour = 1}, meat = 0x54 "Pork"}

show print pretty
查看GDB是如何显示结构体的。

set print sevenbit-strings <on/off>
设置字符显示，是否按“/nnn”的格式显示，如果打开，则字符串或字符数据按/nnn显示，如“/065”。

show print sevenbit-strings
查看字符显示开关是否打开。

set print union <on/off>
设置显示结构体时，是否显式其内的联合体数据。例如有以下数据结构：

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}};

当打开这个开关时，执行 p foo 命令后，会如下显示：
$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}

当关闭这个开关时，执行 p foo 命令后，会如下显示：
$1 = {it = Tree, form = {...}}

show print union
查看联合体数据的显示方式

set print object <on/off>
在C++中，如果一个对象指针指向其派生类，如果打开这个选项，GDB会自动按照虚方法调用的规则显示输出，如果关闭这个选项的话，GDB就不管虚函数表了。这个选项默认是off。

show print object
查看对象选项的设置。

set print static-members <on/off>
这个选项表示，当显示一个C++对象中的内容是，是否显示其中的静态数据成员。默认是on。

show print static-members
查看静态数据成员选项设置。

set print vtbl <on/off>
当此选项打开时，GDB将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。

show print vtbl
查看虚函数显示格式的选项。

八、历史记录

当你用GDB的print查看程序运行时的数据时，你每一个print都会被GDB记录下来。GDB会以$1, $2, $3 .....这样的方式为你每一个print命令编上号。于是，你可以使用这个编号访问以前的表达式，如$1。这个功能所带来的好处是，如果你先前输入了一 个比较长的表达式，如果你还想查看这个表达式的值，你可以使用历史记录来访问，省去了重复输入。

九、GDB环境变量

你可以在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。要定义一个GDB的变量很简单只需。使用GDB的set命令。GDB的环境变量和UNIX一样，也是以$起头。如：

set $foo = *object_ptr

使用环境变量时，GDB会在你第一次使用时创建这个变量，而在以后的使用中，则直接对其賦值。环境变量没有类型，你可以给环境变量定义任一的类型。包括结构体和数组。

show convenience
该命令查看当前所设置的所有的环境变量。

这是一个比较强大的功能，环境变量和程序变量的交互使用，将使得程序调试更为灵活便捷。例如：

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

于是，当你就不必，print bar[0]->contents, print bar[1]->contents地输入命令了。输入这样的命令后，只用敲回车，重复执行上一条语句，环境变量会自动累加，从而完成逐个输出的功能。

十、查看寄存器

要查看寄存器的值，很简单，可以使用如下命令：

info registers
查看寄存器的情况。（除了浮点寄存器）

info all-registers
查看所有寄存器的情况。（包括浮点寄存器）

info registers <regname ...>
查看所指定的寄存器的情况。

寄存器中放置了程序运行时的数据，比如程序当前运行的指令地址（ip），程序的当前堆栈地址（sp）等等。你同样可以使用print命令来访问寄存器的情况，只需要在寄存器名字前加一个$符号就可以了。如：p $eip。

set $pc = 0x485

三、产生信号量

使用singal命令，可以产生一个信号量给被调试的程序。如：中断信号Ctrl+C。这非常方便于程序的调试，可以在程序运行的任意位置设置断点，并在该断点用GDB产生一个信号量，这种精确地在某处产生信号非常有利程序的调试。

语法是：signal <singal>，UNIX的系统信号量通常从1到15。所以<singal>取值也在这个范围。

single命令和shell的kill命令不同，系统的kill命令发信号给被调试程序时，是由GDB截获的，而single命令所发出一信号则是直接发给被调试程序的。

四、强制函数返回

如果你的调试断点在某个函数中，并还有语句没有执行完。你可以使用return命令强制函数忽略还没有执行的语句并返回。

return
return <expression>
使用return命令取消当前函数的执行，并立即返回，如果指定了<expression>，那么该表达式的值会被认作函数的返回值。

五、强制调用函数

call <expr>
表达式中可以一是函数，以此达到强制调用函数的目的。并显示函数的返回值，如果函数返回值是void，那么就不显示。

另一个相似的命令也可以完成这一功能——print，print后面可以跟表达式，所以也可以用他来调用函数，print和call的不同是，如果函数返回void，call则不显示，print则显示函数返回值，并把该值存入历史数据中。

在不同语言中使用GDB
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GDB支持下列语言：C, C++, Fortran, PASCAL, Java, Chill, assembly, 和 Modula-2。一般说来，GDB会根据你所调试的程序来确定当然的调试语言，比如：发现文件名后缀为“.c”的，GDB会认为是C程序。文件名后缀为 “.C, .cc, .cp, .cpp, .cxx, .c++”的，GDB会认为是C++程序。而后缀是“.f, .F”的，GDB会认为是Fortran程序，还有，后缀为如果是“.s, .S”的会认为是汇编语言。

也就是说，GDB会根据你所调试的程序的语言，来设置自己的语言环境，并让GDB的命令跟着语言环境的改变而改变。比如一些GDB命令需要用到表达 式或变量时，这些表达式或变量的语法，完全是根据当前的语言环境而改变的。例如C/C++中对指针的语法是*p，而在Modula-2中则是p^。并且， 如果你当前的程序是由几种不同语言一同编译成的，那到在调试过程中，GDB也能根据不同的语言自动地切换语言环境。这种跟着语言环境而改变的功能，真是体 贴开发人员的一种设计。

下面是几个相关于GDB语言环境的命令：

show language
查看当前的语言环境。如果GDB不能识为你所调试的编程语言，那么，C语言被认为是默认的环境。

info frame
查看当前函数的程序语言。

info source
查看当前文件的程序语言。

如果GDB没有检测出当前的程序语言，那么你也可以手动设置当前的程序语言。使用set language命令即可做到。

当set language命令后什么也不跟的话，你可以查看GDB所支持的语言种类：

(gdb) set language
The currently understood settings are:

local or auto Automatic setting based on source file
c Use the C language
c++ Use the C++ language
asm Use the Asm language
chill Use the Chill language
fortran Use the Fortran language
java Use the Java language
modula-2 Use the Modula-2 language
pascal Use the Pascal language
scheme Use the Scheme language

于是你可以在set language后跟上被列出来的程序语言名，来设置当前的语言环境。

后记
——

GDB是一个强大的命令行调试工具。大家知道命令行的强大就是在于，其可以形成执行序列，形成脚本。UNIX下的软件全是命令行的，这给程序开发提代供了 极大的便利，命令行软件的优势在于，它们可以非常容易的集成在一起，使用几个简单的已有工具的命令，就可以做出一个非常强大的功能。

于是UNIX下的软件比Windows下的软件更能有机地结合，各自发挥各自的长处，组合成更为强劲的功能。而Windows下的图形软件基本上是各自为 营，互相不能调用，很不利于各种软件的相互集成。在这里并不是要和Windows做个什么比较，所谓“寸有所长，尺有所短”，图形化工具还是有不如命令行 的地方。（看到这句话时，希望各位千万再也不要认为我就是“鄙视图形界面”，和我抬杠了 ）

我是根据版本为5.1.1的GDB所写的这篇文章，所以可能有些功能已被修改，或是又有更为强劲的功能。而且，我写得非常仓促，写得比较简略，并且，其中我已经看到有许多错别字了（我用五笔，所以错字让你看不懂），所以，我在这里对我文中的差错表示万分的歉意。

文中所罗列的GDB的功能时，我只是罗列了一些带用的GDB的命令和使用方法，其实，我这里只讲述的功能大约只占GDB所有功能的60%吧，详细的文档，还是请查看GDB的帮助和使用手册吧，或许，过段时间，如果我有空，我再写一篇GDB的高级使用。

我个人非常喜欢GDB的自动调试的功能，这个功能真的很强大，试想，我在UNIX下写个脚本，让脚本自动编译我的程序，被自动调试，并把结果报告出来，调 试成功，自动checkin源码库。一个命令，编译带着调试带着checkin，多爽啊。只是GDB对自动化调试目前支持还不是很成熟，只能实现半自动 化，真心期望着GDB的自动化调试功能的成熟。

如果各位对GDB或是别的技术问题有兴趣的话，欢迎和我讨论交流。本人目前主要在UNIX下做产品软件的开发，所以，对UNIX下的软件开发比较熟悉，当然，不单单是技术，对软件工程实施，软件设计，系统分析，项目管理我也略有心得。欢迎大家找我交流