GDB 反向调试（Reverse Debugging）

使用调试器时最常用的功能就是step, next, continue，这几个调试命令都是“往下执行”的， 但是很多时候会有这种需求：你在调试的过程中多跳过了几步而错过中间过程，这时候不得不重头调试一遍，非常麻烦。而GDB从7.0版本开始支持反向调试功能，也就是允许你倒退着运行程序，或者说撤销程序执行的步骤从而会到以前的状态。

直观地来看，加入你正在使用GDB7.0以上版本的调试器并且运行在支持反向调试的平台，你就可以用以下几条命令来调试程序：

reverse-continue

反向运行程序知道遇到一个能使程序中断的事件（比如断点，观察点，异常）。

reverse-step

反向运行程序到上一次被执行的源代码行。

reverse-stepi

反向运行程序到上一条机器指令

reverse-next

反向运行到上一次被执行的源代码行，但是不进入函数。

reverse-nexti

反向运行到上一条机器指令，除非这条指令用来返回一个函数调用、整个函数将会被反向执行。

reverse-finish

反向运行程序回到调用当前函数的地方。

set exec-direction [forward | reverse]

设置程序运行方向，可以用平常的命令step和continue等来执行反向的调试命令。

上面的反向运行也可以理解为撤销后面运行的语句所产生的效果，回到以前的状态。

好的，接下来我们来试试看如何反向调试。

首先确认自己的平台支持进程记录回放（Process Record and Replay），当在调试器启用进程记录回放功能时，调试器会记录下子进程，也就是被调试进程的每一步的运行状态与上一步运行状态的差异，需要撤销的时候就可以很方便回到上一步。

假设我们有以下C程序：

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int main(int argc, const char *argv[])   
{   
  int a = 0;   
  a = 1;   
  a = 2;   
  return 0;   
}  
int main(int argc, const char *argv[])
{
  int a = 0;
  a = 1;
  a = 2;
  return 0;
}

将它编译并加上调试符号：

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$ gcc -Wall -g a.c  
$ gcc -Wall -g a.c

开始调试：

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$ gdb a.out  
$ gdb a.out

查看一下源代码：

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(gdb) l   
1   int main(int argc, const char *argv[])   
2   {   
3     int a = 0;   
4     a = 1;   
5     a = 2;   
6     return 0;   
7   }  
(gdb) l
1 int main(int argc, const char *argv[])
2 {
3   int a = 0;
4   a = 1;
5   a = 2;
6   return 0;
7 }

接下来设置一个断点在第三行：

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(gdb) b 3  
Breakpoint 1 at 0x804839a: file a.c, line 3.  
(gdb) b 3
Breakpoint 1 at 0x804839a: file a.c, line 3.

运行，程序会在第三行的地方停下来：

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(gdb) r   
Starting program: /home/cheryl/a.out    
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:3  
3     int a = 0;  
(gdb) r
Starting program: /home/cheryl/a.out 
Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:3
3   int a = 0;

给变量a设置监视点方便我们观察：

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(gdb) watch a   
Hardware watchpoint 2: a  
(gdb) watch a
Hardware watchpoint 2: a

启动进程记录回放：

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(gdb) record  
(gdb) record

现在每运行一步调试器都会记录下变化，以便回溯。我们连续执行3条语句。

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(gdb) n   
4     a = 1;   
(gdb)    
Hardware watchpoint 2: a   
Old value = 0  
New value = 1  
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:5  
5     a = 2;   
(gdb)    
Hardware watchpoint 2: a   
Old value = 1  
New value = 2  
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:6  
6     return 0;  
(gdb) n
4   a = 1;
(gdb) 
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 0
New value = 1
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:5
5   a = 2;
(gdb) 
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 1
New value = 2
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:6
6   return 0;

可以看到，a的值先是从0变为了1，然后变为2，如果想让程序倒退回到以前的状态怎么办？可以用reverse-next命令：

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(gdb) reverse-next   
Hardware watchpoint 2: a   
Old value = 2  
New value = 1  
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:5  
5     a = 2;   
(gdb)    
Hardware watchpoint 2: a   
Old value = 1  
New value = 0  
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:4  
4     a = 1;   
(gdb)    
No more reverse-execution history.   
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:3  
3     int a = 0;   
(gdb)   
(gdb) reverse-next
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 2
New value = 1
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:5
5   a = 2;
(gdb) 
Hardware watchpoint 2: a
Old value = 1
New value = 0
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:4
4   a = 1;
(gdb) 
No more reverse-execution history.
main (argc=1, argv=0xbffff3e4) at a.c:3
3   int a = 0;
(gdb) 

这样程序就倒退到了我们启动进程记录回放的地方，a的值经过两步回到了最初的状态。

若需要关闭进程记录回放，可以使用record stop：

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(gdb) record stop   
Process record is stoped and all execution log is deleted.