一. watch 命令的兩種監(jiān)控機(jī)制

在 gdb 調(diào)試中，

watch 命令有兩種設(shè)置觀察點(diǎn)的方式：

• 硬件觀察點(diǎn)
• 軟件觀察點(diǎn)

注意：

而 awatch 和 rwatch 命令只能設(shè)置硬件觀察點(diǎn)。

watch 命令所支持的兩種設(shè)置機(jī)制 

軟件觀察點(diǎn)：

所謂軟件觀點(diǎn)（software watchpoint），即用 watch 命令監(jiān)控目標(biāo)變量（表達(dá)式）后，GDB 調(diào)試器會(huì)以單步執(zhí)行的方式運(yùn)行程序，并且每行代碼執(zhí)行完畢后，都會(huì)檢測該目標(biāo)變量（表達(dá)式）的值是否發(fā)生改變，如果改變則程序執(zhí)行停止。

可想而知，設(shè)置軟件觀察點(diǎn)的方式，一定程度上會(huì)影響程序的執(zhí)行效率。但從另一個(gè)角度看，調(diào)試程序的目的并非是為了獲得運(yùn)行結(jié)果，而是查找導(dǎo)致程序異常或 Bug 的代碼，因此即便軟件觀察點(diǎn)會(huì)影響執(zhí)行效率，一定程度上也是可以接受的。 

硬件觀察點(diǎn)：

所謂硬件觀察點(diǎn)（Hardware watchpoint），和前者最大的不同是，它在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控機(jī)制的同時(shí)不影響程序的執(zhí)行效率。

簡單的理解，系統(tǒng)會(huì)為 gdb 調(diào)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(gè)調(diào)試寄存器），每個(gè)寄存器都可以作為一個(gè)觀察點(diǎn)協(xié)助 gdb調(diào)試器完成監(jiān)控任務(wù)。

需要注意的是，基于寄存器個(gè)數(shù)的限制，如果調(diào)試環(huán)境中設(shè)立的硬件觀察點(diǎn)太多，則有些可能會(huì)失去作用，這種情況下，

gdb 調(diào)試器會(huì)發(fā)出如下警告：

Hardware watchpoint num: Could not insert watchpoint

除此之外，受到寄存器數(shù)量的限制，可能會(huì)出現(xiàn)：無法使用硬件觀察點(diǎn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)類型占用字節(jié)數(shù)較多的變量（表達(dá)式）。

例如，某些操作系統(tǒng)中，gdb 調(diào)試器最多只能監(jiān)控 4 個(gè)字節(jié)長度的數(shù)據(jù)，這意味著 C、C++ 中 double 類型的數(shù)據(jù)是無法使用硬件觀察點(diǎn)監(jiān)測的。

這種情況下，可以考慮將其換成占用字符串少的 float 類型。

目前，大多數(shù) PowerPC 或者基于 x86 的操作系統(tǒng)，都支持采用硬件觀點(diǎn)。

并且 gdb 調(diào)試器在建立觀察斷點(diǎn)時(shí)，會(huì)優(yōu)先嘗試建立硬件觀察點(diǎn)，只有當(dāng)前環(huán)境不支持硬件觀察點(diǎn)時(shí)，才會(huì)建立軟件觀察點(diǎn)。

借助如下指令，即可強(qiáng)制 gdb 調(diào)試器只建立軟件觀察點(diǎn)：

set can-use-hw-watchpoints 0

注意，在執(zhí)行此命令之前建立的硬件觀察點(diǎn)，不會(huì)受此命令的影響。

awatch 命令和 rwatch 命令只能設(shè)置硬件觀察點(diǎn)，如果系統(tǒng)不支持或者借助如上命令禁用，

則 GDB 調(diào)試器會(huì)打印如下信息：

Expression cannot be implemented with read/access watchpoint.

二. watch 命令，rwatch 命令，awatch 命令的區(qū)別

1.  watch 命令可以設(shè)置硬件觀察點(diǎn)方式或軟件觀察點(diǎn)的方式。而 rwatch 命令與 awatch 命令只能設(shè)置硬件觀察點(diǎn)的方式。

2. 每個(gè)命令的功能不同。

• watch 命令，即變量(或表達(dá)式)的值改變，程序都會(huì)停下來。
• rwatch 命令，即當(dāng)發(fā)生讀取變量行為時(shí)，程序就會(huì)暫停住。
• awatch 命令，即當(dāng)發(fā)生讀取變量或改變變量值的行為時(shí)，程序就會(huì)暫停住。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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