使用 GDB step 命令的 7 个专业技巧

即使是复杂的函数，也有几种方法可以步入，所以下次您对代码进行故障排除时，请尝试这些 GDB 技术。

Bug tracking magnifying glass on computer screen

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Pixabay, testbytes, CC0

调试器是一种运行您的代码并检查其发现的任何问题的软件。 GNU 调试器 (GDB) 是最流行的调试器之一，在本文中，我将研究 GDB 的 step 命令和相关命令在几种常见用例中的应用。Step 是一个广泛使用的命令，但关于它的一些不太为人所知的事情可能会令人困惑。此外，还有一些方法可以在不实际使用 step 命令本身的情况下步入函数，例如使用不太为人所知的 advance 命令。

没有调试符号

考虑一个简单的示例程序

#include <stdio.h>
int num() {
return 2;
}
void bar(int i)
{
printf("i = %d\n", i);
}
int main()
{
bar(num());
return 0;
}

如果您首先在没有调试符号的情况下进行编译，在 bar 上设置断点，然后尝试步入其中。GDB 会给出关于没有行号信息的错误消息

gcc exmp.c -o exmp
gdb ./exmp
(gdb) b bar
Breakpoint 1 at 0x401135
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar ()
(gdb) step
Single stepping until exit from function bar,
which has no line number information.
i = 2
0x0000000000401168 in main ()

Stepi

即使在没有行号信息的函数内部，仍然可以步入，但应该使用 stepi 命令。Stepi 一次只执行一条指令。当使用 GDB 的 stepi 命令时，通常首先执行 display/i $pc 会很有用。这会导致在每一步之后显示程序计数器值和相应的机器指令

(gdb) b bar
Breakpoint 1 at 0x401135
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, 0x0000000000401135 in bar ()
(gdb) display/i $pc
1: x/i $pc
=> 0x401135 <bar+4>: sub $0x10,%rsp

在上面的 display 命令中，i 代表机器指令，$pc 是程序计数器寄存器。

使用 info registers 并打印一些寄存器内容可能很有用

(gdb) info registers
rax 0x2 2
rbx 0x7fffffffdbc8 140737488346056
rcx 0x403e18 4210200
(gdb) print $rax
$1 = 2
(gdb) stepi
0x0000000000401139 in bar ()
1: x/i $pc
=> 0x401139 <bar+8>: mov %edi,-0x4(%rbp)

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复杂的函数调用

在使用调试符号重新编译示例程序后，您可以使用其行号在 main 中的 bar 调用上设置断点，然后再次尝试步入 bar

gcc -g exmp.c -o exmp
gdb ./exmp
(gdb) b exmp.c:14
Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
14 bar(num());

现在，步入 bar()

(gdb) step
num () at exmp.c:4
4 return 2;

函数调用的参数需要在实际函数调用之前进行处理，因此 num() 预计会在 bar() 被调用之前执行。但是，如何按需步入 bar 呢？您需要使用 finish 命令并再次 step

(gdb) finish
Run till exit from #0 num () at exmp.c:4
0x0000000000401161 in main () at exmp.c:14
14 bar(num());
Value returned is $1 = 2
(gdb) step
bar (i=2) at exmp.c:9
9 printf("i = %d\n", i);

Tbreak

tbreak 命令设置一个临时断点。它对于您不想设置永久断点的情况很有用。例如，如果您想步入像 f(g(h()), i(j()), ...) 这样复杂的函数调用，您需要一个很长的 step/finish/step 序列才能步入 f 。设置一个临时断点，然后使用 continue 可以帮助避免使用这样的序列。

为了演示这一点，您需要像以前一样在 main 中的 bar 调用上设置断点。然后在 bar 上设置临时断点。作为临时断点，它在被命中后会自动删除

(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
14 bar(num());
(gdb) tbreak bar
Temporary breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9.

在命中对 bar 的调用上的断点并在 bar 上设置临时断点后，您只需要继续即可最终进入 bar。

(gdb) continue
Continuing.
Temporary breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9
9 printf("i = %d\n", i);

禁用命令

或者，您可以在 bar 上设置一个普通断点，继续，然后在不再需要时禁用第二个断点。这样，您可以使用一个额外的命令实现与 tbreak 相同的结果

(gdb) b exmp.c:14
Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
14 bar(num());
(gdb) b bar
Breakpoint 2 at 0x40113c: file exmp.c, line 9.
(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 2, bar (i=2) at exmp.c:9
9 printf("i = %d\n", i);
(gdb) disable 2

如您所见，info breakpoints 命令在 Enb 下显示 n，这意味着它已被禁用。但是如果再次需要，您可以稍后启用它。

(gdb) info breakpoints
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x0000000000401157 in main at exmp.c:14
breakpoint already hit 1 time
2 breakpoint keep n 0x000000000040113c in bar at exmp.c:9
breakpoint already hit 1 time
(gdb) enable 2
(gdb) info breakpoints
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x000000000040116a in main at exmp.c:19
breakpoint already hit 1 time
2 breakpoint keep y 0x0000000000401158 in bar at exmp.c:14
breakpoint already hit 1 time

Advance location

您可以使用的另一个选项是 advance 命令。您可以使用 advance bar 而不是 tbreak bar ; continue。此命令继续运行程序直到给定的位置。

关于 advance 的另一个很酷的事情是，如果您没有到达您尝试前进到的位置，GDB 将在当前帧的函数完成后停止。因此，程序的执行受到了约束

Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
14 bar(num());
(gdb) advance bar
bar (i=2) at exmp.c:9
9 printf("i = %d\n", i);

跳过函数

另一种步入 bar，避免 num 的方法是使用 skip 命令

(gdb) b exmp.c:14
Breakpoint 1 at 0x401157: file exmp.c, line 14.
(gdb) skip num
Function num will be skipped when stepping.
(gdb) r
Starting program: /home/ahajkova/exmp
Breakpoint 1, main () at exmp.c:14
14 bar(num());
(gdb) step
bar (i=2) at exmp.c:9
9 printf("i = %d\n", i);

要了解当前跳过了哪些函数，请使用 info skip。num 函数被标记为已启用跳过，标记为 y

(gdb) info skip
Num Enb Glob File RE Function
1 y n <none> n num

如果不再需要 skip，可以禁用（并稍后重新启用）或完全删除。您可以添加另一个 skip 并禁用第一个，然后删除所有 skip。要禁用某个 skip，必须指定其编号；如果未指定，则每个 skip 都会被禁用。启用或删除 skip 的工作方式相同

(gdb) skip bar
(gdb) skip disable 1
(gdb) info skip
Num Enb Glob File RE Function
1 n n <none> n num
2 y n <none> n bar
(gdb) skip delete
(gdb) info skip
Not skipping any files or functions.