gdb

GDB

目的

初回起動から高度なワークフローまで、GDB セッションをエージェントが進められるようにします。クラッシュの診断、逆方向デバッグ、リモートデバッグ、マルチスレッドの調査を扱います。

トリガー

• 「プログラムがセグフォルト／クラッシュします。どうデバッグすればよいですか？」
• 「条件 X でブレークポイントを設定するにはどうすればよいですか？」
• 「GDB でメモリ／変数を調べるにはどうすればよいですか？」
• 「リモートの組み込みターゲットをデバッグするにはどうすればよいですか？」
• 「GDB のフレームが ?? と表示される／ソースが表示されません」
• 「バグを決定論的に再現するにはどうすればよいですか？」（記録／再生）

ワークフロー

1. 前提条件：デバッグ情報を付けてコンパイルする

必ず -g を付けてコンパイルします（GCC／Clang）。デバッグしやすいコードの大半では、-Og または -O0 を使用します。

gcc -g -Og -o prog main.c

リリースビルドでは、-g -O2 を使用し、シンボル付きのバイナリを保持します（objcopy で別途ストリップします）。

2. GDB を起動する

gdb ./prog                          # load binary
gdb ./prog core                     # load with core dump
gdb -p 12345                        # attach to running process
gdb --args ./prog arg1 arg2         # pass arguments
gdb -batch -ex 'run' -ex 'bt' ./prog  # non-interactive (CI)

3. 基本コマンド

コマンド	ショートカット	効果
run [args]	r	プログラムを開始します
continue	c	ブレーク後に再開します
next	n	ステップオーバーします（ソース行）
step	s	ステップインします
nexti	ni	ステップオーバーします（命令）
stepi	si	ステップインします（命令）
finish		現在の関数の末尾まで実行します
until N		行 N まで実行します
return [val]		関数から強制的に戻ります
quit	q	GDB を終了します

4. ブレークポイントとウォッチポイント

break main                          # break at function
break file.c:42                     # break at line
break *0x400abc                     # break at address
break foo if x > 10                 # conditional break
tbreak foo                          # temporary breakpoint (fires once)
rbreak ^mylib_.*                    # regex breakpoint on all matching functions

watch x                             # watchpoint: break when x changes
watch *(int*)0x601060               # watch memory address
rwatch x                            # break when x is read
awatch x                            # break on read or write

info breakpoints                    # list all breakpoints
delete 3                            # delete breakpoint 3
disable 3                           # disable without deleting
enable 3

5. 状態を調べる

print x                             # print variable
print/x x                           # print in hex
print *ptr                          # dereference pointer
print arr[0]@10                     # print 10 elements of array
display x                           # auto-print x on every stop
undisplay 1

info locals                         # all local variables
info args                           # function arguments
info registers                      # all CPU registers
info registers rip rsp rbp          # specific registers
x/10wx 0x7fff0000                   # examine 10 words at address
x/s 0x400abc                        # examine as string
x/i $rip                            # examine current instruction

backtrace                           # call stack (bt)
bt full                             # bt + local vars
frame 2                             # switch to frame 2
up / down                           # move up/down the stack

6. マルチスレッドのデバッグ

info threads                        # list threads
thread 3                            # switch to thread 3
thread apply all bt                 # backtrace all threads
thread apply all bt full            # full bt all threads
set scheduler-locking on            # pause other threads while stepping

7. 逆方向デバッグ（記録／再生）

記録には target record-full または target record-btrace（Intel PT）が必要です。

# Software record (slow but universal)
record                              # start recording
run
# ... trigger the bug ...
reverse-continue                    # go back to last break
reverse-next                        # step backwards
reverse-step
reverse-finish

# Intel Processor Trace (fast, hardware)
target record-btrace pt
run
# view instruction history
record instruction-history

8. gdbserver によるリモートデバッグ

ターゲット側：

gdbserver :1234 ./prog
# Or attach:
gdbserver :1234 --attach 5678

ホスト側：

gdb ./prog
(gdb) target remote 192.168.1.10:1234
(gdb) break main
(gdb) continue

クロスコンパイルの場合は、ホストで aarch64-linux-gnu-gdb を使用します。

9. よくある問題

症状	原因	対処法
No symbol table	バイナリが -g なしでコンパイルされている	-g を付けて再コンパイルします
バックトレースのフレームが ?? と表示される	デバッグ情報がない、またはスタックが破損している	debuginfo パッケージをインストールします。スタック破壊がないか確認します
Cannot access memory at address	NULL 参照／解放済みメモリ	参照解除の前にポインターを確認します。ASan を使用します
バックトレースに SIGABRT が表示される	abort() またはアサーションの失敗	フレームを上にたどって、アサーションを探します
run で GDB が停止する	バイナリが入力を待っている	標準入力をリダイレクトします：run < /dev/null
ブレークポイントの位置がずれる	オプティマイザーがコードを移動した	-Og を付けてコンパイルするか、nexti を使用します

10. GDB 初期化ファイル（~/.gdbinit）

set history save on
set history size 1000
set print pretty on
set print array on
set print array-indexes on
set pagination off
set confirm off

コマンドチートシートについては、references/cheatsheet.md を参照してください。 プリティプリンターと Python スクリプトについては、references/scripting.md を参照してください。

関連スキル

• コアファイルの読み込みには skills/debuggers/core-dumps を使用します
• LLDB ベースのワークフローには skills/debuggers/lldb を使用します
• デバッガーが必要になる前にバグを検出するには skills/runtimes/sanitizers を使用します
• -g フラグの詳細については skills/compilers/gcc を使用します