GDB调试工具 - 基础知识

GDB概述

GDB（GNU Debugger）是Linux下最强大的调试工具，可以帮助你找出程序中的bug。

为什么需要GDB？

查看运行时状态：在程序运行时查看变量值
单步执行：一行一行执行代码，观察程序流程
设置断点：在指定位置暂停程序
分析崩溃：找出段错误(Segmentation Fault)的原因

编译调试版本


# 编译时添加调试信息
g++ -g main.cpp -o main

# 同时使用所有警告和调试信息
g++ -Wall -Wextra -g -std=c++17 main.cpp -o main

重要提示

必须使用 -g 选项编译，GDB才能显示源代码和变量信息！

GDB基本命令

命令	缩写	说明
run	r	开始运行程序
break	b	设置断点
continue	c	继续运行
next	n	单步执行（不进入函数）
step	s	单步执行（进入函数）
print	p	打印变量值
display	disp	自动显示变量
quit	q	退出GDB

交互式调试演示

使用下方控制面板模拟GDB调试过程：

$ gdb ./main

GNU gdb (Ubuntu 9.2-0ubuntu1~20.04.1) 9.2

Reading symbols from ./main...

(gdb)

源代码窗口

1#include <iostream>
2using namespace std;
3
4int main() {
5    int sum = 0;
6    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
7        sum += i;
8        cout << i << " ";
9    }
10    cout << endl;
11    cout << "sum = " << sum << endl;
12    return 0;
13}

变量监视

sum ?

i ?

常用调试场景

1. 设置断点


# 在函数开始处设置断点
(gdb) break main

# 在指定行设置断点
(gdb) break 10

# 在文件指定行设置断点
(gdb) break main.cpp:15

# 查看所有断点
(gdb) info breakpoints

# 删除断点
(gdb) delete 1  # 删除编号为1的断点

2. 查看变量


# 打印变量值
(gdb) print sum
$1 = 15

# 查看变量类型
(gdb) whatis sum
type = int

# 格式化输出
(gdb) print/x sum      # 十六进制
(gdb) print/t sum      # 二进制
(gdb) print/o sum      # 八进制

# 自动显示变量（每次停止时自动显示）
(gdb) display sum
(gdb) display i

3. 查看调用栈


# 查看调用栈
(gdb) backtrace
#0  functionB () at main.cpp:20
#1  functionA () at main.cpp:10
#2  main () at main.cpp:5

# 切换栈帧
(gdb) frame 1
# 查看上一帧的局部变量
(gdb) info locals

调试段错误

定位段错误

当程序崩溃时，使用以下命令找出问题：


# 运行直到崩溃
(gdb) run
...
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000000000401140 in main () at main.cpp:8
8       arr[10] = 5;  # 访问了非法内存

# 查看当前位置的代码
(gdb) list

# 查看崩溃时的变量
(gdb) print i
$1 = 10

# 查看调用栈
(gdb) backtrace

实用技巧

条件断点


# 只在i等于5时暂停
(gdb) break main.cpp:7 if i == 5

# 只在sum大于100时暂停
(gdb) break main.cpp:11 if sum > 100

监视点


# 当变量值改变时暂停
(gdb) watch sum

# 查看所有监视点
(gdb) info watchpoints

常用快捷键

快捷键	功能
Enter	重复上一条命令
Ctrl + L	清屏
Ctrl + C	中断程序

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2. 查看变量

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监视点

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