GDB break命令

GDB设置断点

默认情况下,程序不会进入调试模式,代码会瞬间从开头执行到末尾。要想观察程序运行的内部细节(例如某变量值的变化情况),可以借助 GDB 调试器在程序中的某个地方设置断点,这样当程序执行到这个地方时就会停下来。

所谓断点(BreakPoint),读者可以理解为障碍物,人遇到障碍物不能行走,程序遇到断点就暂停执行。

在 GDB 调试器中对 CC++ 程序打断点,最常用的就是 break 命令,有些场景中还会用到 tbreak 或者 rbreak 命令,本节将对这 3 个命令的功能和用法做详细的讲解。

为了让大家更好地了解给程序打断点的作用,这里以一段完整的 C 语言程序为例:

#include<stdio.h> int main(int argc,char* argv[]) { int num = 1; while(num<100) { num *= 2; } printf("num=%d",num); return 0; }

程序存储在 /tmp/demo/main.c 文件中,并已经生成了具备调试信息的 main.exe 可执行文件:

[root@bogon demo]# ls main.c main.exe [root@bogon demo]# gdb main.exe -q Reading symbols from main.exe... (gdb)

GDB break命令

break 命令(可以用 b 代替)常用的语法格式有以下两种

(gdb) break location // b location (gdb) break ... if cond // b .. if cond

第一种格式中,location 用于指定打断点的具体位置,其表示方式有多种,如下表所示。

location 的值 含 义
linenum linenum 是一个整数,表示要打断点处代码的行号。要知道,程序中各行代码都有对应的行号,可通过执行 l(小写的 L)命令看到。
filename:linenum filename 表示源程序文件名;linenum 为整数,表示具体行数。整体的意思是在指令文件 filename 中的第 linenum 行打断点。
+ offset - offset offset 为整数(假设值为 2),+offset 表示以当前程序暂停位置(例如第 4 行)为准,向后数 offset 行处(第 6 行)打断点;-offset 表示以当前程序暂停位置为准,向前数 offset 行处(第 2 行)打断点。
function function 表示程序中包含的函数的函数名,即 break 命令会在该函数内部的开头位置打断点,程序会执行到该函数第一行代码处暂停。
filename:function filename 表示远程文件名;function 表示程序中函数的函数名。整体的意思是在指定文件 filename 中 function 函数的开头位置打断点。

第二种格式中,… 可以是上表中所有参数的值,用于指定打断点的具体位置;cond 为某个表达式。整体的含义为:每次程序执行到 … 位置时都计算 cond 的值,如果为 True,则程序在该位置暂停;反之,程序继续执行。

如下演示了以上两种打断点方式的具体用法:

(gdb) l 1 #include<stdio.h> 2 int main(int argc,char* argv[]) 3 { 4 int num = 1; 5 while(num<100) 6 { 7 num *= 2; 8 } 9 printf("num=%d",num); 10 return 0; (gdb) 11 } (gdb) b 4 <-- 程序第 4 行打断点 Breakpoint 1 at 0x1138: file main.c, line 4. (gdb) r <-- 运行程序,至第 4 行暂停 Starting program: /home/ubuntu64/demo/main.exe Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:4 4 int num = 1; (gdb) b +1 <-- 在第 4 行的基础上,在第 5 行代码处打断点 Breakpoint 2 at 0x55555555513f: file main.c, line 5. (gdb) c <-- 继续执行程序,至第 5 行暂停 Continuing. Breakpoint 2, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:5 5 while(num<100) (gdb) b 7 if num>10 <-- 如果 num>10 在第 7 行打断点 Breakpoint 3 at 0x555555555141: file main.c, line 7. (gdb) c <-- 继续执行 Continuing. Breakpoint 3, main (argc=1, argv=0x7fffffffe078) at main.c:7 7 num *= 2; <-- 程序在第 7 行暂停 (gdb) p num <-- p 命令查看 num 当前的值 $1 = 16 <-- num=16

GDB tbreak命令

tbreak 命令可以看到是 break 命令的另一个版本,tbreak 和 break 命令的用法和功能都非常相似,唯一的不同在于,使用 tbreak 命令打的断点仅会作用 1 次,即使程序暂停之后,该断点就会自动消失。

tbreak 命令的使用格式和 break 完全相同,有以下两种:

(gdb) tbreak location (gdb) tbreak ... if cond

其中,location、… 和 cond 的含义都和 break 命令中的参数含义相同,即上表也同样适用于 tbreak 命令。仍以 main.exe 为例,如下演示了 tbreak 命令的用法:

(gdb) tbreak 7 if num>10 Temporary breakpoint 1 at 0x1165: file main.c, line 7. (gdb) r Starting program: /home/ubuntu64/demo/main.exe Temporary breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe088) at main.c:7 7 num *= 2; (gdb) p num $1 = 16 (gdb) c <-- 继续执行程序,则原使用 tbreak 在第 7 行打的断点将不再起作用 Continuing. num=128[Inferior 1 (process 6534) exited normally] (gdb)

可以看到,自 num=16 开始,后续循环过程中 num 的值始终大于 10,则 num>10 表达式的值永远为 True,理应在第 7 行暂停多次。但由于打断点采用的是 tbreak 命令,因此断点的作用只起 1 次。

GDB rbreak命令

和 break 和 tbreak 命令不同,rbreak 命令的作用对象是 C、C++ 程序中的函数,它会在指定函数的开头位置打断点。tbreak 命令的使用语法格式为:

(gdb) tbreak regex

其中 regex 为一个正则表达式,程序中函数的函数名只要满足 regex 条件,tbreak 命令就会其内部的开头位置打断点。值得一提的是,tbreak 命令打的断点和 break 命令打断点的效果是一样的,会一直存在,不会自动消失。

这里我们对 main.c 源文件的程序做如下修改:

(gdb) l <-- 显示源码 1 #include<stdio.h> 2 void rb_one(){ 3 printf("rb_one\n"); 4 } 5 void rb_second(){ 6 printf("rb_second"); 7 } 8 int main(int argc,char* argv[]) 9 { 10 rb_one(); (gdb) 11 rb_second(); 12 return 0; 13 } (gdb) rbreak rb_* <--匹配所有以 rb_ 开头的函数 Breakpoint 1 at 0x1169: file main.c, line 2. void rb_one(); Breakpoint 2 at 0x1180: file main.c, line 5. void rb_second(); (gdb) r Starting program: /home/ubuntu64/demo/main.exe Breakpoint 1, rb_one () at main.c:2 2 void rb_one(){ (gdb) c Continuing. rb_one Breakpoint 2, rb_second () at main.c:5 5 void rb_second(){ (gdb) c Continuing. rb_second[Inferior 1 (process 7882) exited normally] (gdb)

可以看到,通过执行 rbreak rb_* 指令,找到了程序中所有以 tb_* 开头的函数,并在这些函数内部的开头位置打上了断点(如上所示,分别为第 2 行和第 5 行)。

总结

在 GDB 调试器中,为程序的适当位置打断点,是最常用的调试程序的方法。不过,本节仅介绍了如何使用 break(tbreak、rbreak)在程序中打断点,实际场景中还可以使用 catch 或者 watch 中断程序的运行。