1.编译时添加调试信息
使用gcc -g -o [生成文件名] [源文件名]来编译生成一个带调试信息的可执行文件
例如:gcc -g -o test.debug test.c
加上-g选项以后,gcc在编译是会做以下额外的操作:
-
创建符号表,符号表包含了程序中使用的变量名称的列表。
-
关闭所有的优化机制,以便程序执行过程中严格按照原来的C代码进行
生成的可执行文件可以用readelf1 命令来显示文件的具体信息。
2.使用调试命令进行调试
最常用的是gdb调试器
gdb调试器
gdb命令包含在GNU的gcc开发套件中,是功能强大的程序调试器。GDB中的命令固然很多,但我们只需掌握其中十个左右的命令,就大致可以完成日常的基本的程序调试工作。
语法
gdb [选项] [参数]
- -cd:设置工作目录
- -q:安静模式,不打印介绍信息和版本信息
- -d:添加文件查找路径
- -x:从指定文件中执行GDB指令
- -s:设置读取的符号表文件
一般可以直接使用gdb命令进入gdb命令行模式,然后用file [可执行程序] [参数列表] 的方式来打开需要调试的程序,因为这样可以带参数启动程序,而直接gdb [文件名] 将参数带不进去。
gdb模式下的命令
- file <文件名>
加载被调试的可执行程序文件。
因为一般都在被调试程序所在目录下执行GDB,因而文本名不需要带路径。
示例:(gdb) file gdb-sample - r
Run的简写,运行被调试的程序。
如果此前没有下过断点,则执行完整个程序;如果有断点,则程序暂停在第一个可用断点处。
示例:(gdb) r - c
Continue的简写,继续执行被调试程序,直至下一个断点或程序结束。
(gdb) c - b <行号>
- b <函数名称>
- b *<函数名称>
- b <代码地址> d [编号]
b: Breakpoint的简写,设置断点。两可以使用“行号”“函数名称”“执行地址”等方式指定断点位置。
其中在函数名称前面加“”符号表示将断点设置在“由编译器生成的prolog代码处”。如果不了解汇编,可以不予理会此用法。 d: Delete breakpoint的简写,删除指定编号的某个断点,或删除所有断点。断点编号从1开始递增。
示例:(gdb) b 8
示例:(gdb) b main
示例:(gdb) b *main
示例:(gdb) b *0x804835c (gdb) d - s, n
s: 执行一行源程序代码,如果此行代码中有函数调用,则进入该函数;
n: 执行一行源程序代码,此行代码中的函数调用也一并执行。 s 相当于其它调试器中的“Step Into (单步跟踪进入)”;
n 相当于其它调试器中的“Step Over (单步跟踪)”。 这两个命令必须在有源代码调试信息的情况下才可以使用(GCC编译时使用“-g”参数)。
示例:(gdb) s
示例:(gdb) n - si, ni
si命令类似于s命令,ni命令类似于n命令。所不同的是,这两个命令(si/ni)所针对的是汇编指令,而s/n针对的是源代码。
示例:(gdb) si
示例:(gdb) ni - p <变量名称>
Print的简写,显示指定变量(临时变量或全局变量)的值。
示例:(gdb) p i
示例:(gdb) p nGlobalVar
display … undisplay <编号>
display,设置程序中断后欲显示的数据及其格式。
例如,如果希望每次程序中断后可以看到即将被执行的下一条汇编指令,可以使用命令
“display /i $pc”
其中 $pc 代表当前汇编指令,/i 表示以十六进行显示。当需要关心汇编代码时,此命令相当有用。 undispaly,取消先前的display设置,编号从1开始递增。
示例:(gdb) display /i $pc (gdb) undisplay 1 - i
info的简写,用于显示各类信息,详情请查阅“help i”。
示例:(gdb) i r - q
Quit的简写,退出GDB调试环境。
示例:(gdb) q - help [命令名称]
GDB帮助命令,提供对GDB名种命令的解释说明。
如果指定了“命令名称”参数,则显示该命令的详细说明;如果没有指定参数,则分类显示所有GDB命令,供用户进一步浏览和查询。
示例:(gdb) help
readelf命令
readelf命令用来显示一个或者多个elf格式的目标文件的信息,可以通过它的选项来控制显示哪些信息。这里的elf-file(s)就表示那些被检查的文件。可以支持32位,64位的elf格式文件,也支持包含elf文件的文档(这里一般指的是使用ar命令将一些elf文件打包之后生成的例如lib*.a之类的“静态库”文件)。
这个程序和objdump提供的功能类似,但是它显示的信息更为具体,并且它不依赖BFD库(BFD库是一个GNU项目,它的目标就是希望通过一种统一的接口来处理不同的目标文件),所以即使BFD库有什么bug存在的话也不会影响到readelf程序。
运行readelf的时候,除了-v和-H之外,其它的选项必须有一个被指定。
ELF文件类型
- 可重定位文件:用户和其他目标文件一起创建可执行文件或者共享目标文件,例如lib*.a文件。
- 可执行文件:用于生成进程映像,载入内存执行,例如编译好的可执行文件a.out。
- 共享目标文件:用于和其他共享目标文件或者可重定位文件一起生成elf目标文件或者和执行文件一起创建进程映像,例如lib*.so文件。
ELF文件作用
ELF文件参与程序的连接(建立一个程序)和程序的执行(运行一个程序),所以可以从不同的角度来看待elf格式的文件:
- 如果用于编译和链接(可重定位文件),则编译器和链接器将把elf文件看作是节头表描述的节的集合,程序头表可选。
- 如果用于加载执行(可执行文件),则加载器则将把elf文件看作是程序头表描述的段的集合,一个段可能包含多个节,节头表可选。
如果是共享文件,则两者都含有。
ELF文件总体组成
elf文件头描述elf文件的总体信息。包括:系统相关,类型相关,加载相关,链接相关。
- 系统相关表示:elf文件标识的魔术数,以及硬件和平台等相关信息,增加了elf文件的移植性,使交叉编译成为可能。
- 类型相关就是前面说的那个类型。
- 加载相关:包括程序头表相关信息。
- 链接相关:节头表相关信息。
选项
-
-a
–all 显示全部信息,等价于 -h -l -S -s -r -d -V -A -I. -
-h
–file-header 显示elf文件开始的文件头信息. -
-l
–program-headers
–segments 显示程序头(段头)信息(如果有的话)。 -
-S
–section-headers
–sections 显示节头信息(如果有的话)。 -
-g
–section-groups 显示节组信息(如果有的话)。 -
-t
–section-details 显示节的详细信息(-S的)。 -
-s
–syms
–symbols 显示符号表段中的项(如果有的话)。 -
-e
–headers 显示全部头信息,等价于: -h -l -S -
-n
–notes 显示note段(内核注释)的信息。 -
-r
–relocs 显示可重定位段的信息。 -
-u
–unwind 显示unwind段信息。当前只支持IA64 ELF的unwind段信息。 -
-d
–dynamic 显示动态段的信息。 -
-V
–version-info 显示版本段的信息。 -
-A
–arch-specific 显示CPU构架信息。 -
-D
–use-dynamic 使用动态段中的符号表显示符号,而不是使用符号段。 -
-x
–hex-dump= 以16进制方式显示指定段内内容。number指定段表中段的索引,或字符串指定文件中的段名。 -
-w[liaprmfFsoR] or
–debug-dump[=line,=info,=abbrev,=pubnames,=aranges,=macro,=frames,=frames-interp,=str,=loc,=Ranges] 显示调试段中指定的内容。 -
-I
–histogram 显示符号的时候,显示bucket list长度的柱状图。 -
-v
–version 显示readelf的版本信息。 -
-H
–help 显示readelf所支持的命令行选项。 -
-W
–wide 宽行输出。 -
@file 可以将选项集中到一个文件中,然后使用这个@file选项载入。