GDB 調試器支援在程式中打 3 種斷點，分别為普通斷點(break)、觀察斷點(watch)和捕捉斷點(catch)。普通斷點(break)前文已經介紹，本文主要介紹觀察斷點和捕捉斷點。

1. watch

1.1 文法

(gdb) watch cond

其中，cond 指的就是要監控的變量或表達式。

和 watch 指令功能相似的，還有 rwatch 和 awatch 指令。其中：

rwatch 指令：隻要程式中出現讀取目标變量（表達式）的值的操作，程式就會停止運作；
awatch 指令：隻要程式中出現讀取目标變量（表達式）的值或者改變值的操作，程式就會停止運作。

1.2 功能

隻有當被監控變量（表達式）的值發生改變，程式才會停止運作。

1.3 執行個體

[[email protected] day3]# ls
test1  test1.c
[[email protected] day3]# gdb test1 -silent
Reading symbols from /home/gdb/day3/test1...done.
(gdb) l 0
1	#include <stdio.h>
2	
3	int main(int argc,char* argv[])
4	{
5		int num = 1;
6		while(num<=50)
7		{
8			num *= 2;
9	     	}
10	     	printf("%d",num);
(gdb) 
11	     	return 0;
12	}
(gdb) b 5
Breakpoint 1 at 0x400511: file test1.c, line 5.
(gdb) r
Starting program: /home/gdb/day3/test1 

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:5
5		int num = 1;
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-323.el7_9.x86_64
(gdb) watch num     <---監控程式中num的值
Hardware watchpoint 2: num
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 0
New value = 2
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 2
New value = 4
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 4
New value = 8
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 8
New value = 16
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 16
New value = 32
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.
Hardware watchpoint 2: num

Old value = 32
New value = 64
main (argc=1, argv=0x7fffffffe578) at test1.c:6
6		while(num<=50)
(gdb) c
Continuing.

Watchpoint 2 deleted because the program has left the block in
which its expression is valid.
0x00007ffff7a2f555 in __libc_start_main () from /lib64/libc.so.6
(gdb) c
Continuing.
64[Inferior 1 (process 1817) exited normally]
(gdb) c
The program is not being run.
(gdb)

注意：

當監控的變量（表達式）為局部變量（表達式）時，一旦局部變量（表達式）失效，則監控操作也随即失效；

如果監控的是一個指針變量（例如 *p），則 watch *p 和 watch p 是有差別的，前者監控的是 p 所指資料的變化情況，而後者監控的是 p 指針本身有沒有改變指向；

這 3 個監控指令還可以用于監控數組中元素值的變化情況，例如對于 a[10] 這個數組，watch a 表示隻要 a 數組中存儲的資料發生改變，程式就會停止執行。

1.4 原理

watch 指令實作監控機制的方式有 2 種，一種是為目标變量（表達式）設定硬體觀察點，另一種是為目标變量（表達式）設定軟體觀察點。

1.4.1 軟體觀察點（software watchpoint）

用 watch 指令監控目标變量（表達式）後，GDB 調試器會以單步執行的方式運作程式，并且每行代碼執行完畢後，都會檢測該目标變量（表達式）的值是否發生改變，如果改變則程式執行停止。

可想而知，這種“實時”的判别方式，一定程度上會影響程式的執行效率。但從另一個角度看，調試程式的目的并非是為了獲得運作結果，而是查找導緻程式異常或 Bug 的代碼，是以即便軟體觀察點會影響執行效率，一定程度上也是可以接受的。

1.4.2 硬體觀察點（Hardware watchpoint）

和前者最大的不同是，它在實作監控機制的同時不影響程式的執行效率。簡單的了解，系統會為 GDB 調試器提供少量的寄存器（例如 32 位的 Intel x86 處理器提供有 4 個調試寄存器），每個寄存器都可以作為一個觀察點協助 GDB 完成監控任務。

需要注意的是，基于寄存器個數的限制，如果調試環境中設立的硬體觀察點太多，則有些可能會失去作用，這種情況下，GDB 調試器會發出如下警告：

Hardware watchpoint num: Could not insert watchpoint

解決方案也很簡單，就是删除或者禁用一部分硬體觀察點。

除此之外，受到寄存器數量的限制，可能會出現：無法使用硬體觀察點監控資料類型占用位元組數較多的變量（表達式）。比如說，某些作業系統中，GDB 調試器最多隻能監控 4 個位元組長度的資料，這意味着 C、C++ 中 double 類型的資料是無法使用硬體觀察點監測的。這種情況下，可以考慮将其換成占用字元串少的 float 類型。

目前，大多數 PowerPC 或者基于 x86 的作業系統，都支援采用硬體觀點。并且 GDB 調試器在建立觀察斷點時，會優先嘗試建立硬體觀察點，隻有目前環境不支援硬體觀察點時，才會建立軟體觀察點。借助如下指令，即可強制 GDB 調試器隻建立軟體觀察點：

set can-use-hw-watchpoints 0

注意，awatch 和 rwatch 指令隻能設定硬體觀察點，如果系統不支援或者借助如上指令禁用，則 GDB 調試器會列印如下資訊：

Expression cannot be implemented with read/access watchpoint.

2. catch

普通斷點：作用于程式中的某一行，當程式運作至此行時停止執行；

觀察斷點：作用于某一變量或表達式，當該變量（表達式）的值發生改變時，程式暫停；

捕捉斷點：監控程式中某一事件的發生，例如程式發生某種異常時、某一動态庫被加載時等等，一旦目标時間發生，則程式停止執行。

2.1 文法

(gdb) catch event

其中，event 參數表示要監控的具體事件。常用的 event 事件類型如表 1 所示。

linux進階17——GDB（三）：觀察斷點和捕捉斷點1. watch 2. catch

說明：

對于使用 catch 監控指定的 event 事件，其比對過程需要借助 libstdc++ 庫中的一些 SDT 探針，而這些探針最早出現在 GCC 4.8 版本中。也就是說，想使用 catch 監控指定類型的 event 事件，系統中 GCC 編譯器的版本最低為 4.8，但即便如此，catch 指令是否能正常發揮作用，還可能受到系統中其它因素的影響。

當 catch 指令捕獲到指定的 event 事件時，程式暫停執行的位置往往位于某個系統庫（例如 libstdc++）中。這種情況下，通過執行 up 指令，即可傳回發生 event 事件的源代碼處。

catch 無法捕獲以互動方式引發的異常。

catch 指令也有另一個版本，即 tcatch 指令。tcatch 指令和 catch 指令的用法完全相同，唯一不同之處在于，對于目标事件，catch 指令的監控是永久的，而 tcatch 指令隻監控一次，也就是說，隻有目标時間第一次觸發時，tcath 指令才會捕獲并使程式暫停，之後将失效。

2.2 功能

用捕捉斷點監控某一事件的發生，等同于在程式中該事件發生的位置打普通斷點。

2.3 執行個體

一段程式test2.cpp：

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int num = 1;
    while(num <= 5){
        try{
            throw 100;
        }catch(int e){
            num++;
            cout << "next" << endl;
        }
    }
    cout << "over" << endl;
    return 0;
}

對該程式進行編譯調試：

[[email protected] day3]# g++ test2.cpp -o test2 -g
[[email protected] day3]# gdb test2 -silent
Reading symbols from /home/gdb/day3/test2...done.
(gdb)

通過觀察程式可以看出，目前程式中通過 throw 手動抛出了 int 異常，此異常能夠被 catch 成功捕獲。假設我們使用 catch 指令監控：隻要程式中引發 int 異常，程式就停止執行：

[[email protected] day3]# gdb test2 -silent
Reading symbols from /home/gdb/day3/test2...done.
(gdb) catch throw     <------指定捕獲throw事件
Catchpoint 1 (throw)
(gdb) r
Starting program: /home/gdb/day3/test2 
Catchpoint 1 (exception thrown), __cxxabiv1::__cxa_throw (obj=0x613ca0, tinfo=0x6010a0 <_ZTIi@@CXXABI_1.3>, dest=0x0) at ../../.././libstdc++-v3/libsupc++/eh_throw.cc:80
80	  __cxa_eh_globals *globals = __cxa_get_globals ();
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-323.el7_9.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64    <------程式暫停執行
(gdb) up           <------回到源碼
#1  0x0000000000400a6a in main () at test2.cpp:8
8	            throw 100;
(gdb) c   <-------程式繼續執行
Continuing.
next
Catchpoint 1 (exception thrown), __cxxabiv1::__cxa_throw (obj=0x613ca0, tinfo=0x6010a0 <_ZTIi@@CXXABI_1.3>, dest=0x0) at ../../.././libstdc++-v3/libsupc++/eh_throw.cc:80
80	  __cxa_eh_globals *globals = __cxa_get_globals ();
(gdb) up
#1  0x0000000000400a6a in main () at test2.cpp:8
8	            throw 100;
(gdb) c
Continuing.
next
Catchpoint 1 (exception thrown), __cxxabiv1::__cxa_throw (obj=0x613ca0, tinfo=0x6010a0 <_ZTIi@@CXXABI_1.3>, dest=0x0) at ../../.././libstdc++-v3/libsupc++/eh_throw.cc:80
80	  __cxa_eh_globals *globals = __cxa_get_globals ();
(gdb)

如上所示，借助 catch 指令設定了一個捕獲斷點，該斷點用于監控 throw int 事件，隻要發生程式就會暫停執行。由此當程式執行時，其會暫停至 libstdc++ 庫中的某個位置，借助 up 指令我們可以得知該異常發生在源代碼檔案中的位置。

同理，我們也可以監控 main.cpp 程式中發生的 catch event 事件：

[[email protected] day3]# gdb test2 -silent
Reading symbols from /home/gdb/day3/test2...done.
(gdb) catch catch 
Catchpoint 1 (catch)
(gdb) r
Starting program: /home/gdb/day3/test2 
Catchpoint 1 (exception caught), __cxxabiv1::__cxa_begin_catch (exc_obj_in=0x613c80) at ../../.././libstdc++-v3/libsupc++/eh_catch.cc:42
42	  _Unwind_Exception *exceptionObject
Missing separate debuginfos, use: debuginfo-install glibc-2.17-323.el7_9.x86_64 libgcc-4.8.5-44.el7.x86_64
(gdb) up
#1  0x0000000000400aa3 in main () at test2.cpp:9
9	        }catch(int e){
(gdb) c
Continuing.
next
Catchpoint 1 (exception caught), __cxxabiv1::__cxa_begin_catch (exc_obj_in=0x613c80) at ../../.././libstdc++-v3/libsupc++/eh_catch.cc:42
42	  _Unwind_Exception *exceptionObject
(gdb) up
#1  0x0000000000400aa3 in main () at test2.cpp:9
9	        }catch(int e){
(gdb)

甚至于，在個别場景中，還可以使用 catch 指令監控 C、C++ 程式動态庫的加載和解除安裝。就以 main.exe 為例，其運作所需加載的動态庫可以使用 ldd 指令檢視，例如：

[[email protected] day3]# ldd test2
	linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffebf7f6000)
	libstdc++.so.6 => /lib/libstdc++.so.6 (0x00007faf1512f000)
	libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00007faf14e2d000)
	libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00007faf14c17000)
	libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007faf14849000)
	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007faf154fc000)
[[email protected] day3]#

就以監控 libstdc++.so.6 為例，在 GDB 調試器中，通過執行如下指令，即可監控該動态庫的加載：

(gdb) catch load libstdc++.so.6
Catchpoint 1 (load)
(gdb) r
Starting program: ~/demo/main.exe

Catchpoint 1
  Inferior loaded /lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
    /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
    /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
    /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6
0x00007ffff7fd37a5 in ?? () from /lib64/ld-linux-x86-64.so.2

linux進階17——GDB（三）：觀察斷點和捕捉斷點1. watch 2. catch

1. watch

1.1 文法

1.2 功能

1.3 執行個體

1.4 原理

1.4.1 軟體觀察點（software watchpoint）

1.4.2 硬體觀察點（Hardware watchpoint）

2. catch

2.1 文法

2.2 功能

2.3 執行個體

繼續閱讀

GDB實用插件(peda, gef, gdbinit)全解1 GDB插件配置與實用.gdbinit2 gdb 插件和配置資訊3 總結4 參考

禮拜五直播課曉莉老師。打卡英語群。每日一句：Justwatchyourstepnexttime.網友分享：Ifapers

gdb調試解決找不到源代碼的問題前言找到源代碼的必要性涉及到的指令gdb怎樣找源代碼具體示例總結

第3節跟蹤分析Linux核心的啟動過程【Linux核心分析】一、實驗要求二、實驗内容三、實驗環境四、實驗過程五、代碼分析六、總結參考資料

macOS Sierra安裝及使用gdb引言1.安裝gdb2.建立證書3.配置參考

Vue同一個頁面不關閉，再次進入頁面資料不重新整理問題Vue同一個頁面不關閉，再次進入頁面資料不重新整理問題

gdb_print調試_調試列印完整字元串内容問題描述解決方案測試代碼

AppleWatchUltra潛水App評測。校長說裝備。今天來測試蘋果AppleWatchUltra，它在自由潛水的時

過去幾年，FurlanMarri應該是最成功的新興品牌。2021年創立，在同年的日内瓦進階鐘表大賞上斬獲獎項，二級市場部

How to catch Spring PageNotFound exception

nanopim3檔案系統支援strace和gdb

linux下c/c++程式調試拾遺

libmemcached的調試

如何使用 qemu + gdb 分析 Linux 核心代碼

gdb腳本 - 檢視stl變量

[crash分析][arm]應用程式Segmentation fault