gdb使用相关知识

1. 什么是gdb？

   参考答案

   gdb全称为GNU Debugger，是可以运行于多种类Unix平台的程序调试软件。类似的软件还有lldb，lldb常用于macos。

   参考资料：

   • GNU Debugger

2. gdb常见命令有哪些？

   参考答案

   gdb的常见命令有：

   1. help: 获取gdb命令帮助
   2. help <command>: 获取特定gdb命令的帮助
   3. run: 运行到下个断点或程序结束
   4. step: 单步（逐语句）调试，会进入到函数内部执行
   5. next: 单步（逐语句）调试，但不会进入到函数内部执行
   6. finish: 结束当前函数或循环
   7. continue: 执行到下个断点或程序结束
   8. up <N>: 往栈顶移动N帧，N默认为1
   9. down <N>: 往栈顶移动N帧，N默认为1
   10. list: 打印当前点附近的代码
   11. print <name>: 打印名为name的变量值
   12. print *<name>: 打印name指针指向的值
   13. print/x <name>: 以16进制打印name的值
   14. print <name>@<n>: 打印以name为起始地址的n个值
   15. break <name>: 在函数name处设置断点
   16. break <num>: 在行num处设置断点
   17. disable 1: 去使能断点1
   18. enable 1: 使能断点1
   19. delete 1: 删除断点1
   20. delete: 删除所有断点
   21. condition 1 <expr>: 断点1的停止条件为表达式expr为true
   22. condition 1: 删除断点1的所有条件
   23. info break: 显示所有的断点信息
   24. backtrace: 查看栈信息
   25. display <name>: 始终显示变量name的值
   26. undisplay <name>: 取消跟踪name的值
   27. watch <expr>: 监视expr的值，一旦有变化就暂停程序

   参考资料：

   • Useful commands in gdb

3. gdb调试的原理是？

   参考答案

   gdb使用系统调用ptrace(process trace)去观察和控制其它进程的执行、检查和修改其它进程的内存和寄存器。ptrace的原型如下：

   long ptrace(enum __ptrace_request request, pid_t pid, void *addr, void *data);
   

   根据ptrace的manual手册，主要有两种跟踪进程的方式：

   1. 父进程通过fork系统调用创建子进程，在子进程中作如下ptrace调用，然后再通过execv加载子进程程序。

      ptrace(PTRACE_TRACEME, 0, 0, 0);
      

   2. 使用如下ptrace调用直接跟踪其它进程：

      ptrace(PTRACE_ATTACH, pid, 0, 0);
      

   当进程被跟踪时，每当有信号(signal)被分发给被跟踪的进程(tracee)时都会导致tracee暂停（SIGKILL是个例外）。进行跟踪的进程(tracer)通过waitpid系统调用(或类似的wait相关的系统调用)获知tracee被跟踪的情况。当tracee停止时，tracer还可以使用多种ptrace request去检查或修改tracee。

   gdb断点（breakpoint）功能的软件实现原理是在