GDB调试工具详解

GDB调试工具详解

一、基本概念

1. 调试信息
   编译时需添加 -g 选项（如 gcc -g -o program program.c），生成包含变量名、函数名、行号等调试信息的可执行文件。
2. 断点（Breakpoint）
   程序执行到指定位置（函数、行号）时暂停，用于观察程序状态。
3. 单步执行（Stepping）
   • next: 逐行执行（不进入函数内部）。
   • step: 逐行执行（进入函数内部）。
4. 调用栈（Call Stack）
   显示函数调用层次关系，帮助定位问题根源。

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二、启动GDB

1. 调试可执行文件

gdb ./your_program

2. 附加到运行中的进程

gdb -p <PID>

3. 分析核心转储文件

gdb ./your_program core

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三、常用命令

1. 运行程序

命令	说明
run [args]	启动程序并传入参数（如 run arg1 arg2）
start	启动程序并在 main 函数入口暂停

2. 断点管理

命令	说明
break main 或 b 20	在函数/行号处设置断点
break test.c:15 if x==5	条件断点（当 x=5 时触发）
info breakpoints	查看所有断点信息
delete 1	删除编号为1的断点

3. 单步执行

命令	说明
next (n)	执行下一行（跳过函数调用）
step (s)	执行下一行（进入函数内部）
finish	执行完当前函数并暂停

4. 查看变量与内存

命令	说明
print x	打印变量值
x/8xb &var	以十六进制查看变量内存（显示8字节）
set var x=10	修改变量值

5. 调用栈操作

命令	说明
backtrace (bt)	查看当前调用栈
frame 2	切换到调用栈第2层

6. 退出GDB

(gdb) quit

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四、高级功能

1. 观察点（Watchpoints）

(gdb) watch x        # 当变量x被修改时暂停
(gdb) watch (x > 10) # 监视表达式

2. 多线程调试

命令	说明
info threads	查看所有线程
thread 3	切换到线程3
set scheduler-locking step	调试时锁定其他线程

3. 核心转储分析

1. 生成核心转储文件：

   ulimit -c unlimited
   ./your_program
   

2. 分析核心文件：

   gdb ./your_program core
   

4. 自动化调试

• 自定义命令：在 ~/.gdbinit 中定义快捷命令：

  define mycmdinfo registersbacktrace
  end
  

• 脚本调试：将命令写入 script.gdb，通过 gdb -x script.gdb 执行。

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五、调试示例

示例代码（test.c）

#include <stdio.h>int add(int a, int b) {int result = a + b;return result;
}int main() {int x = 3, y = 5;int sum = add(x, y);printf("Sum: %d\n", sum);return 0;
}

调试步骤

1. 编译程序：

   gcc -g -o test test.c
   

2. 启动GDB：

   gdb test
   

3. 设置断点：

   (gdb) break add
   

4. 运行程序：

   (gdb) run
   

5. 查看变量：

   (gdb) print x  # 输出 3
   (gdb) print y  # 输出 5
   

6. 单步执行：

   (gdb) next     # 执行到 return result
   

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六、常见问题

1. 断点不生效
   • 确保编译时添加 -g 选项。
   • 检查代码路径与实际程序是否一致。
2. 变量显示 <optimized out>
   • 编译时禁用优化：gcc -O0 -g ...
3. 多线程调试混乱
   • 使用 set scheduler-locking on 限制线程调度。

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七、总结

GDB通过断点、单步执行、变量监控等功能，帮助开发者高效定位代码逻辑错误、内存问题及多线程问题。