gdb调试段错误及使用

在编程调试中，经常出现段错误，此时可用gdb调试。具体方法为注册段错误信号处理函数，在处理函数中启动gdb。
具体代码如下：

void segv_handler(int no) 
{
char buf[512];
char cmd[512];
FILE *file;

snprintf(buf, sizeof(buf), "/proc/%d/cmdline", getpid());
if(!(file = fopen(buf, "r")))
{ 
exit(EXIT_FAILURE);
} 
if(!fgets(buf, sizeof(buf), file))
{ 
eixt(EXIT_FAILURE);
} 
if(buf[strlen(buf) - 1 ] == '
')
{ 
buf[strlen(buf) -1] = '';
} 
snprintf(cmd, sizeof(cmd), "gdb %s %d", buf, getpid());
system(cmd);
}

注册函数：

signal(SIGSEGV, segv_handler);

下面转自一些总结：
作为一名程序猿，日常开发中解决各种bug是不可避免的。对于简单的bug通过日志分析，或者增加打印信息就能很快定位到原因并解决。但是对于某些比较复杂的情况，想要定位到bug往往十分困难。查阅了很多资料，经过不断尝试，我发现gdb调试能够起到很大的帮助。下面我将对使用gdb的一些常用技巧和实例做下总结。
下面总结下比较关键的几个用法：
一、启动GDB调试
使用gdb调试首先在编译程序时加上-g参数：$ gcc –g –o foo foo.c
启动gdb调试有多种方法，可以根据不同的场景选择合适的方式，这也是gdb比较好用的地方。
1. 程序没有运行时，gdb +<program> 直接用gdb运行程序；
2. 程序运行中的gdb调试有两种方式：
a.ps查看程序的PID，gdb + <program> + PID ，自动挂接到已运行的程序；
b.ps产看程序的PID，gdb + <program>运行gdb后，用attach + PID指令挂接到程序， 并用detach来取消挂接的进程。
3. 程序已经死掉后，gdb +<program> + core文件进行调试，core文件是程序非法执行后产生的“核心转储”文件。有些情况下core不能生成，需要用ulimit -c unlimited指令先设置系统环境。
二、针对第二种gdb启动方式，可以有如下实现方式。
程序发生段错误，但是该异常发生有一定的随机性，为了捕获异常并进行gdb调试，在程序中捕获SIGSEGV信号并进行如下处理，这样当程序运行出现段错误时直接进入gdb调试环境。

三、gdb调试常用指令

关于gdb调试的常用指令及介绍可以参考这里，http://blog.csdn.net/liwf616/article/details/46833107
Gdb环境下直接按下回车表示执行上一条命令
1. break 设置断点，
break10 设置断点，在源程序第10行
breakfunc 设置断点，在func函数入口处
infobreak 查看断点信息
2. run 运行程序，可简写为r
3. next 单步跟踪，函数调用当作一条简单语句执行，可简写为n
step 单步跟踪，函数调进入被调用函数体内，可简写为s
stepi 或si单步跟踪一条机器指令
nexti 或ni单步跟踪一条机器指令
4. continue 继续运行程序，可简写为c
5. print 打印变量、字符串、表达式等的值，可简写为p
p count 打印count的值
p cou1+cou2+cou3 打印表达式值
6. bt 查看函数堆栈
7. finish 退出函数
8. quit 退出GDB
9. shell 不退出GDB就使用shell命令
10. make <make-args>不退出GDB就重新编译程序
11. set args指定运行时参数。（如：set args10 20 30 40 50）
showargs查看设置好的运行参数。
12. path <dir>设定程序的运行路径。
showpaths 查看程序的运行路径。
13. set environment varname [=value] 设置环境变量。如：setenv USER=hchen
showenvironment [varname] 查看环境变量。
14. 其他
cd<dir> 相当于shell的cd命令。
pwd 显示当前的所在目录。
infoterminal 显示程序用到的终端模式。
tty指写输入输出的终端设备。如：tty /dev/ttyb
until在一个循环体内单步跟踪时，该命令运行程序到退出循环体。简写u
四、多线程调试
用gdb调试的好处是可以查看程序运行时的堆栈等信息，可以很直观的发现问题。
info threads //显示当前可调试的所有线程，每个线程前面有一个gdb为其分配的ID；
thread ID //切换到该ID对应的线程；
bt //显示该线程的堆栈信息
thread apply all bt //显示所有线程堆栈信息
break fun.c:123 thread ID //设置指定线程的断点
set scheduler-locking off|on|step //off表示不锁定任何线程，所有线程都执行；on只有当前线程执行；step在单步时除了next过一个函数外，只有当前线程执行

五、示例

当本目录文件wang大小超过2*1024时可能出现段错误（超过很大时，小时短时间不会出现），会进入segv_handler()，但不会触发gdb。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <syslog.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdarg.h>
#include <sys/stat.h>
#include <signal.h>
#include <string.h>
#include <execinfo.h>

#define SYSLOG_LINE_BUFFER_SIZE  2*1024
#define BUFFER_SIZE  4*1024
#define FILEN "wang"

char bbuf[BUFFER_SIZE]={0};

void m_syslog_dbg(char *format, ...)
{
    va_list ptr;
    char buf[SYSLOG_LINE_BUFFER_SIZE] = {0};

    openlog("log", 0, LOG_DAEMON);
    // put log
    va_start(ptr, format);
    vsprintf(buf, format, ptr);
    va_end(ptr);
    syslog(LOG_DEBUG, "%s", buf);
    closelog();

    return;
}

void segv_handler(int no) 
{   
    printf("seg....
");
#if 1
    void * array[10]; /* 25 层，太够了 : )，你也可以自己设定个其他值 */
    char **strings;

    int nSize = backtrace(array, sizeof(array)/sizeof(array[0]));
for (int i=nSize-1; i>=0; i--){ /* 头尾几个地址不必输出，看官要是好奇，输出来看看就知道了 */

        /* 修正array使其指向正在执行的代码 */ 
//      printf("SIGSEGV catched when running code at %x
", (char*)array[i] - 1);
        printf("SIGSEGV catched when running code at %x
", array[i]);

    }
#if 1
    strings = backtrace_symbols(array, nSize);
    printf("backtrace...%d
", nSize);
    if(strings == NULL){
        printf("strings NULL
");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    for(int i=nSize-1; i>=0; i--){
        printf("%s
", strings[i]);
    }

    free(strings);
#endif

#endif
#if 0
    char buf[128];
    char cmd[128];
    FILE *file;
    pid_t pid = getpid();   

    snprintf(buf, sizeof(buf), "/proc/%d/cmdline", pid);
    if((file = fopen(buf, "r")) == NULL){
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(fgets(buf, sizeof(buf), file) == NULL ){
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if(buf[strlen(buf)-1] == '
'){
        buf[strlen(buf)-1] = '';
    } 

    snprintf(cmd, sizeof(cmd), "/usr/bin/gdb %s %d", buf, pid);
    printf("receive signo %d-->%s
", no, cmd);
//  system(cmd);
//  while(1);
#endif
}
int main(void )
{

    signal(SIGSEGV, segv_handler);

    struct stat st;
    int ret = 0;
    ret = stat(FILEN, &st);
    if(ret != 0){
        perror("stat");
        return -1;
    }

    int fd = open(FILEN, O_RDONLY);
    if(fd < 0){
        printf("open error
");
        return -1;
    }


    //read(fd, bbuf, st.st_size);
    ret = read(fd, bbuf, sizeof(bbuf));
    printf("file size = %d, %d
", ret, getpid());
    m_syslog_dbg("recevice [%s]
", bbuf);

    printf("the end
");
    while(1){
        sleep(1);
        printf("running...
");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

参考：

1. backtrace、backtrace_symbols、backtrace_symbols_fd-support for application self-debugging

2. linux/unix 段错误捕获_转

3. C/C++捕获段错误，打印出错的具体位置(精确到哪一行)_转

4. gdb调试段错误及使用