1. 基本概念

watchpoint又称data breakpoint，用于监控某个表达式，当它的值改变时stop程序。

表达式可以是单个变量，也可以包含操作符(任意原语言中有效的操作符)。

2. 分类

2.1 software watchpoint

GDB单步执行程序，然后每次都计算表达式值。因此程序执行速度可能慢了数百倍，而且它在被监控值改变后的下一条语句处才报告值改变，而非在确切的CPU指令处。

2.2 hardware watchpoint

依赖硬件支持(如x86架构)，不会减慢程序执行速度，且在改变被监控值的CPU指令执行时即能及时报告。

GDB会尽可能创建hardware watchpoint。

有时GDB不能创建hardware watchpoint，可能的原因包括：

  1. 要监控的内存区域过大。(此时GDB可能把它拆分成多个小的hardware watchpoint)。

  2. 已经设置了太多hardware watchpoint。但可能到程序resume执行时(而不是创建watchpoint时)GDB才会报告”Hardware watchpoint : Could not insert watchpoint”，此时需要delete或者disable一些hardware watchpoint。

3. 创建watchpoint

1
watch [-l|-location] expr [thread thread-id]

为表达式expr创建监控，当它的值改变时stop程序。

-location表明：expr计算的结果需要是一个左值，GDB会取它的地址并监控这个地址上的内容变化，它的类型决定了监控的内存大小。(如果expr本身是一个左值，有无-location都一样；如果expr是右值，带-location会报错，因为它不能取地址)

thread thread-id表明：只有特定的线程thread-id改变expr的值，程序才会stop。这种限制线程的watchpoint只适用于hardware watchpoint。

4. 查看watchpoint

  • info breakpoints或者缩写为i b，展示所有断点，包括watchpoint

  • info watchpoints，展示所有watchpoint

5. 删除watchpoint

5.1 主动删除

  • delete [BREAK_NUM]或者缩写为d [BREAK_NUM]

5.2 自动删除

当本地变量local_var离开作用域时，含有local_var的expr的watchpoint都会被自动删除。

6. 多线程程序中的watchpoint

按理说，GDB应该发现来自每个线程的对expr(被监控表达式)的改变。

对hardware watchpoint来说，GDB确实可以发现来自所有线程的修改。

对software watchpoint来说，GDB只能监控单线程中的expr。如果你自信expr只能被当前线程修改且不会发生线程切换，然后可以照常使用software watchpoint。然而，GDB可能不会注意到对expr的来自非当前线程的修改。

即：在多线程程序中，software watchpoint的作用有限。

7. 监控复杂类对象

应该还是要先知道它的数据成员，拆成基本数据类型来监控。例如监控std::string类型的字符串变量s的内容变化，需要先拿到s的char*指针成员再监控该指针指向的内存，直接watch s(也可以但)不准确。