$ cc  -g hello.c   -o hello
$ c++ -g hello.cpp -o hello

GDB

参考文档

• Homepage

• Debugging with GDB

• Beej’s Quick Guide to GDB
• Debugging Under Unix: gdb Tutorial

在 macOS 上使用 GDB

1. 安装或更新：

   brew install gdb  # 首次安装
   brew upgrade gdb  # 更新版本
   

2. 创建并信任证书： 参考 PermissionsDarwin

3. 在 GDB 环境用如下命令（可写入 ~/.gdbinit 中）关闭从终端启动被调试程序：

   set startup-with-shell off
   

在 Docker 容器中使用 GDB

按一般流程创建容器、启动 GDB 环境后，运行『被调试程序 (debugee)』时会出错：

# 非 Linux 主机：
$ docker pull ubuntu
$ docker run --mount type=bind,src="$(pwd)",dst="/root/code" -w "/root/code" -it ubuntu
# 在 Linux 环境中安装 GDB/LLDB：
$ apt update
$ apt install gdb
# 进入 GDB 环境：
$ gdb <executable>
(gdb) b main
(gdb) r
# 在 GDB 中运行程序出错：
Starting program: <executable>
warning: Error disabling address space randomization: Operation not permitted
warning: Could not trace the inferior process.
warning: ptrace: Operation not permitted
During startup program exited with code 127.
# 退出 GDB 环境：
(gdb) q
# 退出 Linux 环境：
$ exit

⚠️ 在此环境中使用 LLDB 也有类似问题。

【解决方法】新建容器时增加以下选项：

• --cap-add=SYS_PTRACE add Linux capabilities
• --security-opt seccomp=unconfined run a container without the default seccomp profile

即

$ docker run --mount type=bind,src="$(pwd)",dst="/root/code" -w "/root/code" --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined -it ubuntu

LLDB

参考文档

• Homepage
• Tutorial
• GDB to LLDB command map

命令结构

LLDB 命令具有以下结构：

<noun> <verb> [-options [option-value]] [argument [argument...]]

可见：LLDB 命令通常比与之等价的 GDB 命令更长，但前者含义更加明确。 在命令缩写（别名）、自动补全的帮助下，使用 LLDB 命令并不需要输入很多字符。

常用命令

进入、退出 调试器环境

『调试器环境 (debugger environment)』是以 (gdb) 或 (lldb) 为行首提示符的命令行环境。

• 进入调试器环境：在命令行终端中输入 gdb 或 lldb 命令（通常附上『被调试程序』的文件名）。
• 退出调试器环境：在 (gdb/lldb) 后输入 quit 或 q 或按 Ctrl + D 组合键。

本节剩余部分所述『命令 (command)』均为调试器环境中的命令。 在没有歧义的情况下，这些命令（及选项）通常都支持（首字母、首二字母）简写：

(gdb)  break                 test.c   :    12
(gdb)  b                     test.c   :    12
(lldb) breakpoint set --file test.c --line 12
(lldb) br         s    -f    test.c  -l    12

在调试器环境中，输入

• help <command> 获取帮助信息。
• 回车键 重复上一条命令。

选择 汇编代码格式

常用的 汇编代码格式 有 ATT 与 Intel 两种。 GDB、LLDB 均默认选用 ATT 格式；以下命令可用于更改此设定：

(gdb)           set            disassembly-flavor intel
(lldb) settings set target.x86-disassembly-flavor intel

启动、贴附、退出 被调试程序

# 加载 被调试程序：
(gdb/lldb) file <debugee>
# 运行 被调试程序：
(gdb/lldb) run [argv]
(gdb/lldb) r   [argv]
# 为下次 `run` 设置输入参数：
(gdb)           set            args [argv]
(lldb) settings set target.run-args [argv]
# 查看下次 `run` 的输入参数：
(gdb)           show            args
(lldb) settings show target.run-args
# 贴附 被调试程序：
(gdb/lldb)     attach        <process-id>
(lldb) process attach --pid  <process-id>
(lldb) process attach --name <process-name>
(lldb) process attach --name <process-name> --waitfor
# 退出 被调试程序：
(gdb/lldb) kill

在 Unix-like 系统中，可用 ps 或 jobs 查询进程号、进程名。

断点

# 设断点于函数 `main` 的入口处：
(gdb)  break                 main
(lldb) breakpoint set --name main
# 设断点于所有名称中含有 `push` 的（C++）类方法的入口处：
(gdb)  break                   push
(lldb) breakpoint set --method push
# 设断点于 C++ 类方法特定版本的入口处：
(gdb)  break        Class::Method(int, int)
(lldb) br s --name 'Class::Method(int, int)'  # 含空格，需置于 ' ' 中
# 设断点于文件 `test.c` 的第 `12` 行：
(gdb)  break                 test.c   :    12
(lldb) breakpoint set --file test.c --line 12
# 设断点于 `0x400544` 处：
(gdb)  break                    *0x400544
(lldb) breakpoint set --address  0x400544
# 列出所有断点：
(gdb)  info breakpoints
(lldb) breakpoint list
# 停用 `1` 号断点：
(gdb)             disable 1
(lldb) breakpoint disable 1
# 启用 `1` 号断点：
(gdb)             enable 1
(lldb) breakpoint enable 1
# 删除 `1` 号断点：
(gdb)             delete 1
(lldb) breakpoint delete 1
# 删除 `main` 入口处的断点：
(gdb)  clear main
# 删除所有断点：
(gdb)             delete
(lldb) breakpoint delete
# 创建条件断点：
(gdb)  break                 foo   if         count == 37
(lldb) breakpoint set --name foo --condition 'count == 37'
# 为第 `K` 号断点设置条件：
(gdb)  condition K             CONDITION
(lldb) br modify K --condition CONDITION

执行

# 跳转至指定位置：
(gdb/lldb) jump *0x1007145
# 源码级步进（遇到函数则进入其内部）：
(lldb) thread step-in
(gdb/lldb)    step
# 源码级跨越（遇到函数则视其为一行）：
(lldb) thread step-over
(gdb/lldb)    next
# 指令级步进（遇到函数则进入其内部）：
(lldb) thread step-inst
(gdb)         stepi
(gdb/lldb)    si
# 指令级跨越（遇到函数则视其为一行）：
(lldb) thread step-inst-over
(gdb)         nexti
(gdb/lldb)    ni
# 恢复执行（直到端点或退出）：
(gdb/lldb) continue
# 执行至当前函数返回：
(lldb) thread step-out
(gdb/lldb) finish

查看源代码

(gdb/lldb) list      # List subsequent lines
# `list` is an abbreviation for `_regexp-list`
list <file>:<line>   # List around specific file/line
list <line>          # List current file around specified line
list <function-name> # List specified function
list 0x<address>     # List around specified address
list -[<count>]      # List previous <count> lines

查看汇编码

# 反汇编 当前函数：
(gdb)  disassemble
(lldb) disassemble --frame
# 反汇编 名为 `main` 的函数：
(gdb)  disassemble        main
(lldb) disassemble --name main
# 反汇编 含有 `0x400544` 的函数：
(gdb)  disassemble           0x400544
(lldb) disassemble --address 0x400544
# 反汇编 始于 `0x1eb8` 终于 `0x1ec3` 的指令：
(gdb)  disassemble                 0x1eb8               0x1ec3
(lldb) disassemble --start-address 0x1eb8 --end-address 0x1ec3
# 反汇编 始于 `0x1eb8` 的 `20` 条指令：
(gdb/lldb)                   x/20i 0x1eb8
(lldb) disassemble --start-address 0x1eb8 --count 20

查看数据

# 查看 `foo` 的值，其中
  # `foo` 可以是 变量、寄存器（表达式）、整数（表达式）
  # `/` 或 `--format` 后面的 `x`、`d`、`o`、`t`
  # 分别表示 十六进制、十进制（默认）、八进制、二进制
(gdb) print /x foo
(gdb/lldb) p/x foo
# 查看 给定地址处的给定类型的值（相当于 C 中的强制类型转换）
(gdb/lldb) print *(int *) 0x100d33  # 查看 `0x100d33`  处的整数值
(gdb/lldb) print *(int *) ($rsp+8)  # 查看 `R[%rsp]+8` 处的整数值
(gdb/lldb) print (char *) 0x100d33  # 查看 `0x100d33`  处的字符串

# x/[N][S][F] address
  # x = eXamine
  # N = Number of objects to display
  # S = Size of each object (b=byte, h=half-word,
  #                          w=word, g=giant (quad-word))
  # F = which Format (d=decimal, x=hex, o=octal, etc.)
  # 若 S 或 F 未给定，则取前一次的值。
(gdb/lldb) x/w   0x100d33  # 查看 始于 `0x100d33` 的 4-byte word
(gdb/lldb) x/wd  $rsp      # 查看 始于 `R[%rsp]`  的 4-byte word，以十进制显示
(gdb/lldb) x/2g  $rsp      # 查看 始于 `R[%rsp]`  的 `2` 个 quad-word
(gdb/lldb) x/a   $rsp      # 查看 `R[%rsp]` 中的地址
(gdb/lldb) x/s   0x100d33  # 查看 始于 `0x100d33` 的字符串
(gdb/lldb) x/20b main      # 查看 始于 `main` 的前 `20` 个字节
(gdb/lldb) x/10i main      # 查看 始于 `main` 的前 `10` 条指令

# 查看 局部变量的值
(gdb)  info args
(gdb)  info locals
(lldb) frame variable  # 当前帧内所有局部变量的值
(lldb) frame variable --format x foo  # 按格式 `x` 显示 `foo` 的值
# 查看 全局变量的值
(lldb) target variable foo

查看寄存器

# 查看 所有整型寄存器的值
(gdb)  info registers
(lldb) register read
# 查看 所有寄存器的值
(gdb)  info all-registers
(lldb) register read --all
# 查看 指定寄存器的值
(gdb)  info all-registers rdi rax
(lldb) register read      rdi rax

创建、修改变量

# 为帧内现有的变量赋值
(gdb)  set variable i = 40
(gdb)  set         (i = 40)
(lldb) expression   i = 40    # 除 expression 外，类似 C 语句
# 创建临时变量
(gdb)  set variable  $i = 40
(gdb)  set          ($i = 40)
(lldb) expression int i = 40  # 除 expression 外，类似 C 语句
# 修改内存中的值
(gdb)  set        *(int*) 0x7ff52c = -2
(lldb) expression *(int*) 0x7ff52c = -2  # 除 expression 外，类似 C 语句

查看其它信息

# 查看 当前调用栈信息
(gdb)         backtrace
(lldb) thread backtrace
(gdb/lldb)    bt
(gdb)  where
(gdb)  info stack  # stack 不能用首字母简写，故很少使用
# 查看 当前程序状态
(gdb)  info program
# 查看 当前程序中的函数名
(gdb)  info functions
# 查看 当前帧的信息
(gdb)  info frame

调试 CMake 项目

CMake Tools