【Linux系统编程】（十）从入门到精通！Linux 调试器 gdb/cgdb 超全使用指南，程序员必备调试神器

前言

作为 Linux 下 C/C++ 开发的核心工具，gdb 调试器是排查代码 bug、理解程序运行流程的必备技能。很多新手面对黑屏命令行调试望而却步，甚至资深开发者也可能只掌握基础用法。而 cgdb 作为 gdb 的增强版，更是解决了纯命令行调试看不到代码的痛点。本文将结合实战案例，从基础配置到高级技巧，全面拆解 gdb/cgdb 的使用方法，让你彻底掌握 Linux 下的调试精髓！下面就让我们正式开始吧！

一、gdb 调试基础：从环境准备到核心概念

1.1 为什么需要 gdb 调试？

在开发过程中，我们难免会遇到代码逻辑错误、变量取值异常、程序崩溃等问题。printf 打印调试虽然简单，但存在诸多局限：需要手动添加打印语句、重新编译，无法实时观察变量变化，也难以定位崩溃点。而 gdb 调试器可以直接加载可执行程序，支持断点设置、单步执行、变量监视、堆栈查看等功能，让你像 "上帝视角" 一样看透程序运行的每一个细节。

1.2 gdb 调试的前提：编译调试版本

Linux 下 gcc/g++ 默认生成的是 release 版本程序，不包含调试信息，无法使用 gdb 调试。因此，必须在编译时添加**-g**选项，生成包含调试信息的 debug 版本。

示例代码（mycmd.c）：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

int Sum(int s, int e)
{
    int result = 0;
    for(int i = s; i <= e; i++)
    {
        result += i;
    }
    return result;
}

int main()
{
    int start = 1;
    int end = 100;
    printf("I will begin\n");
    int n = Sum(start, end);
    printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
    return 0;
}

编译命令对比：

bash 复制代码

# 默认release版本，不支持gdb调试
gcc mycmd.c -o mycmd
file mycmd  # 查看程序信息，输出"not stripped"但无debug_info

# debug版本，添加-g选项，支持gdb调试
gcc mycmd.c -o mycmd -g
file mycmd  # 输出"with debug_info, not stripped"，表明包含调试信息

1.3 gdb 的启动与退出

启动 gdb

在终端中输入以下命令启动 gdb 并加载可执行程序：

bash 复制代码

gdb 可执行程序名
# 示例：gdb mycmd

启动成功后，终端会显示 gdb 版本信息，并进入 gdb 命令行模式，提示符为**(gdb)**。

退出 gdb

有两种常用退出方式：

输入quit或q命令：(gdb) quit；

使用快捷键Ctrl + D。

二、gdb 核心命令：从基础到实战

2.1 查看源代码（list/l）

调试时需要对照源代码查看执行位置，list命令（简写l）可以显示程序源代码。

常用用法：

显示当前位置附近的代码（默认每次 10 行）：(gdb) l 或 (gdb) list

显示指定行号附近的代码：(gdb) l 行号（示例：l 10 显示第 10 行附近代码）

显示指定函数的代码：(gdb) l 函数名（示例：l main 显示 main 函数代码）

显示指定文件的指定行代码：(gdb) l 文件名:行号（示例：l mycmd.c:1 显示 mycmd.c 第 1 行）

实战示例：

cpp 复制代码

(gdb) l main  # 查看main函数代码
14
15  int main()
16  {
17      int start = 1;
18      int end = 100;
19      printf("I will begin\n");
20      int n = Sum(start, end);
21      printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
22      return 0;
23  }
24

2.2 断点操作：调试的核心（break/b）

断点是调试的核心功能，用于指定程序暂停执行的位置，方便观察变量状态和程序流程。

2.2.1 设置断点

常用断点设置方式：

按行号设置断点：(gdb) b 行号（示例：b 20 在第 20 行设置断点）

按函数名设置断点：(gdb) b 函数名（示例：b Sum 在 Sum 函数开头设置断点）

按文件 + 行号设置断点（多文件项目）：(gdb) b 文件名:行号（示例：b mycmd.c:10）

2.2.2 查看断点信息

使用info break或info b命令查看所有断点的详细信息：

bash 复制代码

(gdb) b 20  # 设置断点
Breakpoint 1 at 0x11c3: file mycmd.c, line 20.
(gdb) info b  # 查看断点信息
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x00005555555551c3 in main at mycmd.c:20

输出说明：

Num：断点编号（后续操作断点的标识）

Type：断点类型（默认 breakpoint）

Disp：断点触发后的行为（keep 表示保留）

Enb：是否启用（y 表示启用，n 表示禁用）

Address：断点对应的内存地址

What：断点位置信息

2.2.3 删除断点

常用删除方式：

删除所有断点：(gdb) delete breakpoints 或 (gdb) d

删除指定编号的断点：(gdb) delete breakpoints 断点编号（示例：d 1 删除 1 号断点）

2.2.4 禁用 / 启用断点

无需删除断点时，可临时禁用或启用：

禁用所有断点：(gdb) disable breakpoints

启用所有断点：(gdb) enable breakpoints

禁用指定断点：(gdb) disable breakpoints 断点编号

启用指定断点：(gdb) enable breakpoints 断点编号

2.3 程序执行控制：运行、单步与继续

设置断点后，需要通过执行命令控制程序运行，逐步排查问题。

2.3.1 运行程序（run/r）

在 gdb 中输入run或r命令启动程序，程序会执行到第一个断点处暂停：

bash 复制代码

(gdb) r
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin

Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);

2.3.2 单步执行：逐过程与逐语句

单步执行是调试的核心操作，分为两种模式：

逐过程（不进入函数）：next或n（类似 VSCode 的 F10）

执行当前行代码，如果是函数调用，不进入函数内部，直接执行完函数并返回结果

逐语句（进入函数）：step或s（类似 VSCode 的 F11）

执行当前行代码，如果是函数调用，进入函数内部，停在函数第一行

实战示例：

bash 复制代码

(gdb) r  # 启动程序到断点
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 逐语句执行，进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n  # 逐过程执行，执行下一行
6           int result = 0;
(gdb) n  # 继续逐过程执行
7           for(int i = s; i <= e; i++)

2.3.3 继续执行（continue/c）

程序暂停在断点或单步执行后，使用continue或c命令让程序继续执行到下一个断点或程序结束：

bash 复制代码

(gdb) c
Continuing.
running done, result is: [1-100]=5050
[Inferior 1 (process 12345) exited normally]

2.3.4 执行到函数返回（finish）

在函数内部调试时，使用finish命令执行到当前函数返回，并显示返回值：

bash 复制代码

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) finish  # 执行到Sum函数返回
Run till exit from #0  Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
0x00005555555551d2 in main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
Value returned is $1 = 5050  # 显示Sum函数返回值

2.3.5 执行到指定行（until）

使用until 行号命令让程序执行到指定行，无需设置断点，适合快速跳转到目标位置：

bash 复制代码

(gdb) until 16  # 执行到第16行
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:16
16      return result;

2.4 变量操作：查看、修改与监视

调试的核心目的是观察变量取值是否符合预期，gdb 提供了丰富的变量操作命令。

2.4.1 查看变量值（print/p）

使用print或p命令查看变量、表达式的值，支持直接计算表达式。

常用用法：

查看变量值：(gdb) p 变量名（示例：p result 查看 result 变量值）；

查看表达式值：(gdb) p 表达式（示例：p start+end 计算并显示 start+end 的值）；

连续查看变量（自动递增序号）：多次使用p命令，变量值会被编号（ $1,$ 2...），可通过编号快速查看历史值。

实战示例：

bash 复制代码

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) p result  # 查看result变量值
$1 = 0
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) p i  # 查看i变量值
$2 = 1
(gdb) p s+e  # 查看表达式值
$3 = 101

2.4.2 修改变量值（set var）

调试时如果发现变量取值异常，可以使用set var 变量名=值命令直接修改变量值，验证是否是该变量导致的问题。

实战示例：假设我们修改 Sum 函数，添加一个 flag 变量控制返回值，故意设置 flag=0 导致结果异常：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

int flag = 0;  // 故意错误，导致返回值为0
int Sum(int s, int e)
{
    int result = 0;
    for(int i = s; i <= e; i++)
    {
        result += i;
    }
    return result*flag;  // 乘以flag，结果为0
}

int main()
{
    int start = 1;
    int end = 100;
    printf("I will begin\n");
    int n = Sum(start, end);
    printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
    return 0;
}

调试时修改 flag 值：

bash 复制代码

(gdb) r  # 启动程序
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:24
24      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:9
9       {
(gdb) n
10          int result = 0;
(gdb) n
11          for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) until 16  # 执行到return语句前
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:16
16          return result*flag;
(gdb) p result  # 查看result值，正确应为5050
$1 = 5050
(gdb) p flag  # 查看flag值，发现为0
$2 = 0
(gdb) set var flag=1  # 修改flag值为1
(gdb) p flag  # 验证修改结果
$3 = 1
(gdb) n  # 执行return语句
17      }
(gdb) n
main () at mycmd.c:25
25      printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
(gdb) n
running done, result is: [1-100]=5050  # 结果正常，验证问题根源

2.4.3 跟踪显示变量（display/undisplay）

使用print命令需要手动重复输入，而display命令可以设置变量跟踪，每次程序暂停时自动显示变量值，适合需要持续观察的变量。

常用用法：

跟踪变量：(gdb) display 变量名（示例：display i 跟踪循环变量 i）；

查看跟踪列表：(gdb) info display；

取消跟踪：(gdb) undisplay 跟踪编号（示例：undisplay 1 取消编号为 1 的跟踪）。

实战示例：

bash 复制代码

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) display i  # 跟踪i变量
1: i = 1
(gdb) n
9               result += i;
1: i = 1
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
1: i = 1
(gdb) n
9               result += i;
1: i = 2  # 自动显示i的最新值

2.5 堆栈查看：定位崩溃位置（backtrace/bt）

当程序崩溃时（如段错误），最关键的是定位崩溃发生的函数调用链。backtrace或bt命令可以显示当前的函数调用栈，包括每个函数的调用位置和参数。

实战场景：假设程序崩溃，使用 bt 命令定位：

bash 复制代码

(gdb) r  # 启动程序，程序崩溃
Starting program: /home/whb/test/crash_program 

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000555555555189 in func2 (p=0x0) at crash.c:8
8           *p = 10;  # 空指针解引用导致崩溃
(gdb) bt  # 查看函数调用栈
#0  0x0000555555555189 in func2 (p=0x0) at crash.c:8
#1  0x000055555555519e in func1 () at crash.c:13
#2  0x00005555555551b6 in main () at crash.c:19

输出说明：

#0：当前崩溃的函数（func2），位置在 crash.c 第 8 行，参数 p=0x0（空指针）；

#1：调用 func2 的函数（func1），位置在 crash.c 第 13 行；

#2：调用 func1 的函数（main），位置在 crash.c 第 19 行。

通过调用栈可以快速定位崩溃的根源：main 调用 func1，func1 调用 func2 并传入空指针，func2 解引用空指针导致崩溃。

2.6 查看局部变量（info locals）

使用info locals或i locals命令查看当前函数的所有局部变量及其值，无需逐个输入 print 命令，高效便捷：

bash 复制代码

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) info locals  # 查看当前函数局部变量
result = 0
i = 1

三、gdb 高级技巧：条件断点、变量监视与更多

掌握基础命令后，高级技巧能让调试效率翻倍，尤其适合复杂场景下的问题排查。

3.1 条件断点：精准定位特定场景

普通断点会在每次执行到该位置时暂停，而条件断点只在满足指定条件时才暂停，适合循环、分支等需要特定触发条件的场景。

3.1.1 两种设置方式

新增断点 时直接添加条件：(gdb) b 行号/函数名 if 条件

示例：b 9 if i == 30（在第 9 行设置断点，仅当 i=30 时暂停）。

给已有断点 添加条件：(gdb) condition 断点编号条件

示例：condition 2 i == 30（给 2 号断点添加条件 i=30）。

3.1.2 实战示例：循环中定位特定值

假设 Sum 函数循环计算 1 到 100 的和，我们需要在 i=30 时观察 result 的值：

bash 复制代码

(gdb) r  # 启动程序
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) b 9 if i == 30  # 新增条件断点，i=30时暂停
Breakpoint 2 at 0x555555555186: file mycmd.c, line 9.
(gdb) c  # 继续执行
Continuing.

Breakpoint 2, Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:9
9               result += i;
(gdb) p i  # 验证i=30
$1 = 30
(gdb) p result  # 查看此时result的值（1+2+...+29=435）
$2 = 435

3.2 变量监视（watch）：捕捉变量变化

watch命令用于监视变量或表达式的值，当值发生变化时，程序会自动暂停并提示旧值和新值，适合排查变量被意外修改的问题。

3.2.1 三种监视模式

watch 变量名：监视变量值的读写变化（读写触发）；

rwatch变量名：仅监视变量被读时触发；

awatch变量名：仅监视变量被修改时触发。

3.2.2 实战示例：监视 result 变量变化

bash 复制代码

(gdb) r  # 启动程序
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) watch result  # 监视result变量
Hardware watchpoint 2: result
(gdb) c  # 继续执行
Continuing.

Hardware watchpoint 2: result
Old value = 0
New value = 1  # 第一次变化：result=0→1
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:7
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) c
Continuing.

Hardware watchpoint 2: result
Old value = 1
New value = 3  # 第二次变化：result=1→3
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:7
7           for(int i = s; i <= e; i++)

通过 watch 命令，我们可以清晰看到 result 变量每次的变化情况，快速定位异常修改。

3.3 多线程调试：thread 命令

在多线程程序中，gdb 支持线程切换、设置线程专属断点等功能，核心命令如下：

查看所有线程：info threads；

切换到指定线程：thread 线程编号；

设置线程专属断点：b 行号 thread 线程编号；

仅当前线程执行：set scheduler-locking on（避免其他线程干扰）。

四、cgdb：gdb 的可视化增强版

gdb 虽然强大，但纯命令行模式看不到代码，需要频繁使用 list 命令查看，效率较低。cgdb 作为 gdb 的前端工具，支持分屏显示代码和 gdb 命令行，操作方式与 gdb 完全兼容，上手成本极低。

4.1 cgdb 安装

CentOS 系统：

bash 复制代码

sudo yum install -y cgdb

Ubuntu 系统：

bash 复制代码

sudo apt-get install -y cgdb

4.2 cgdb 核心操作

cgdb 的命令与 gdb 完全一致，额外增加了分屏控制快捷键：

启动 cgdb：cgdb 可执行程序名（示例：cgdb mycmd）；

切换代码屏 / 命令行屏：按**Esc键进入代码屏，按i**键回到命令行屏；

代码屏滚动：使用方向键或j/k键上下滚动；

退出 cgdb：与 gdb 一致，quit或Ctrl + D。

4.3 cgdb 优势展示

启动 cgdb 后，界面分为上下两部分：

上半部分：实时显示源代码，当前执行行高亮显示；

下半部分：gdb 命令行，支持所有 gdb 命令。

实战体验：

bash 复制代码

cgdb mycmd  # 启动cgdb
(cgdb) r  # 运行程序
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin

Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);

此时上半部分代码屏会高亮显示第 20 行，无需输入 list 命令即可看到当前执行位置，调试过程中代码会自动跟随执行行滚动，体验远超纯 gdb。

五、常见问题与避坑指南

5.1 无法启动 gdb 调试

问题：No debugging symbols found in 可执行程序；

原因：编译时未添加-g选项，程序无调试信息；

解决：重新编译，添加-g选项（gcc -g 源文件 -o 可执行程序）。

5.2 断点设置失败

问题：Breakpoint 1 at 0xXXXX: file 文件名.c, line 行号. (2 locations)；

原因：可能是代码被优化（如使用-O2优化选项），导致行号对应不上；

解决：编译时关闭优化（去掉-O相关选项），仅保留-g选项。

5.3 变量无法查看

问题：No symbol "变量名" in current context.

原因：变量超出作用域，或编译优化导致变量被消除。

解决：确保在变量作用域内查看，关闭编译优化。

5.4 多文件调试路径问题

问题：多文件项目中，设置其他文件断点时提示No such file or directory。

解决：使用file 文件名:行号格式设置断点，或编译时指定源文件路径。

总结

调试是编程的核心技能之一，熟练使用 gdb/cgdb 不仅能解决问题，更能帮助你深入理解程序运行机制。建议结合实际项目反复练习，将这些命令内化为肌肉记忆，成为高效的 Linux 开发者！

【Linux系统编程】（十）从入门到精通！Linux 调试器 gdb/cgdb 超全使用指南，程序员必备调试神器

目录

前言

一、gdb 调试基础：从环境准备到核心概念

1.1 为什么需要 gdb 调试？

1.2 gdb 调试的前提：编译调试版本

1.3 gdb 的启动与退出

启动 gdb

退出 gdb

二、gdb 核心命令：从基础到实战

2.1 查看源代码（list/l）

2.2 断点操作：调试的核心（break/b）

2.2.1 设置断点

2.2.2 查看断点信息

2.2.3 删除断点

2.2.4 禁用 / 启用断点

2.3 程序执行控制：运行、单步与继续

2.3.1 运行程序（run/r）

2.3.2 单步执行：逐过程与逐语句

2.3.3 继续执行（continue/c）

2.3.4 执行到函数返回（finish）

2.3.5 执行到指定行（until）

2.4 变量操作：查看、修改与监视

2.4.1 查看变量值（print/p）

2.4.2 修改变量值（set var）

2.4.3 跟踪显示变量（display/undisplay）

2.5 堆栈查看：定位崩溃位置（backtrace/bt）

2.6 查看局部变量（info locals）

三、gdb 高级技巧：条件断点、变量监视与更多

3.1 条件断点：精准定位特定场景

3.1.1 两种设置方式

3.1.2 实战示例：循环中定位特定值

3.2 变量监视（watch）：捕捉变量变化

3.2.1 三种监视模式

3.2.2 实战示例：监视 result 变量变化

3.3 多线程调试：thread 命令

四、cgdb：gdb 的可视化增强版

4.1 cgdb 安装

CentOS 系统：

Ubuntu 系统：

4.2 cgdb 核心操作

4.3 cgdb 优势展示

五、常见问题与避坑指南

5.1 无法启动 gdb 调试

5.2 断点设置失败

5.3 变量无法查看

5.4 多文件调试路径问题

总结