Linux 调试利器：GDB 全面操作指南

在 Linux 环境下进行 C/C++ 程序开发，调试是定位问题、保障代码质量的核心环节。GDB（GNU Debugger）作为一款功能强大的命令行调试工具，能够帮助开发者跟踪程序执行流程、监控变量变化、定位崩溃原因。本文将基于基础开发工具知识点，系统梳理 GDB 的核心操作的知识点，从环境准备到高级技巧，助力快速掌握调试技能。

一、GDB 调试前提

GDB 调试的核心是依赖程序中的调试信息，而 GCC/G++ 默认生成的二进制程序为 Release 模式，不包含调试信息，无法直接调试。因此，编译时需添加-g选项，生成带调试信息的 Debug 版本程序。

编译命令对比

复制代码

# 默认Release模式（无调试信息，无法GDB调试）
gcc mycmd.c -o mycmd

# Debug模式（含调试信息，支持GDB调试）
gcc mycmd.c -o mycmd -g

验证调试信息

通过file命令可验证程序是否包含调试信息：

复制代码

# 带调试信息的程序会显示 "with debug_info"
file mycmd
# 输出示例：mycmd: ELF 64-bit LSB shared object, ..., with debug_info, not stripped

二、GDB 基础操作流程

1. 启动与退出 GDB

操作	命令	说明
启动调试	`gdb 可执行文件名`	如 `gdb mycmd`，进入 GDB 交互环境
退出调试	`quit` 或 `Ctrl + d`	退出 GDB，中断程序运行

2. 核心调试命令（必掌握）

GDB 的核心命令可满足日常调试需求，以下是高频使用场景及示例：

命令	简写	功能描述	示例
查看源代码	list	从当前位置列出 10 行代码，重复执行继续向下	`list`（默认）、`list 10`（从第 10 行开始）
查看指定函数代码	list 函数名	列出目标函数的完整源代码	`list main`（查看 main 函数）
运行程序	run	从程序开头连续执行，直到断点或结束	`run`（简写 `r`）
单步执行（不进函数）	next	逐过程执行，跳过函数内部（类似 F10）	`next`（简写 `n`）
单步执行（进函数）	step	逐语句执行，进入函数内部（类似 F11）	`step`（简写 `s`）
设置断点	break	在指定行 / 函数设置断点	`break 20`（第 20 行）、`break Sum`（Sum 函数开头）
查看断点信息	info break	列出所有断点的编号、位置、状态	`info break`（简写 `info b`）
继续执行	continue	从当前位置继续执行，直到下一个断点	`continue`（简写 `c`）
打印变量 / 表达式	print	输出变量值或表达式结果	`print result`（打印变量）、`print start+end`（表达式）
修改变量值	set var	调试中动态修改变量值，验证逻辑	`set var i=10`（将变量 i 设为 10）
跟踪变量	display	每次程序停止时自动打印变量值	`display result`（跟踪 result 变量）
取消跟踪变量	undisplay 编号	根据`display`的编号取消跟踪	`undisplay 1`（取消第 1 个跟踪变量）
执行到函数返回	finish	执行当前函数剩余代码，直到返回调用处	在函数内部执行 `finish`
查看当前栈帧	backtrace	显示函数调用栈，定位当前执行层级	`backtrace`（简写 `bt`）
查看局部变量	info locals	列出当前栈帧中的所有局部变量及值	`info locals`（简写 `i locals`）

3. 断点管理进阶

断点是调试的核心，除基础设置外，还支持条件断点、删除 / 禁用等操作：

操作	命令	示例
删除所有断点	`delete breakpoints`	清空所有断点
删除指定断点	`delete breakpoints 编号`	如 `delete breakpoints 1`（删除 1 号断点）
禁用所有断点	`disable breakpoints`	断点保留但不生效
启用所有断点	`enable breakpoints`	恢复禁用的断点
设置条件断点	`break 行号 if 条件`	`break 9 if i==30`（第 9 行仅当 i=30 时触发）
给已有断点加条件	`condition 断点编号条件`	`condition 2 i==30`（给 2 号断点加条件）

三、GDB 高级调试技巧

1. 变量监视（watch 命令）

当需要监控某个变量是否被意外修改时，watch命令可实现 "值变化触发中断"，适用于定位变量篡改问题：

复制代码

# 示例：监视result变量，值变化时暂停
(gdb) watch result  # 设置硬件监视点
Hardware watchpoint 2: result
(gdb) c  # 继续执行
Continuing.
Hardware watchpoint 2: result
Old value = 0
New value = 1  # 变量变化时触发中断，提示新旧值
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:7

2. 定位逻辑错误（set var 实战）

调试时若发现结果异常，可通过set var动态修改关键变量，快速验证问题原因。例如：

假设程序中flag变量默认值为 0，导致Sum函数返回值为 0，通过修改flag验证逻辑：

复制代码

(gdb) p flag  # 查看变量当前值
$2 = 0
(gdb) set var flag=1  # 动态修改为1
(gdb) n  # 继续执行
running done, result is: [1-100]=5050  # 结果正常，确认是flag变量的问题

3. 高效跳转（until 命令）

当需要快速执行到指定行（跳过中间代码）时，使用until 行号，无需逐句单步：

复制代码

# 从当前位置直接执行到第16行
(gdb) until 16
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:16
16 return result*flag;

4. 分屏调试（cgdb 工具）

原生 GDB 不支持代码分屏显示，可安装cgdb工具增强可视化体验：

复制代码

# 安装cgdb（CentOS/Ubuntu）
sudo yum install -y cgdb  # CentOS
sudo apt-get install -y cgdb  # Ubuntu

# 启动分屏调试
cgdb mycmd

操作：ESC 切换到代码屏（可浏览源码），i 切换回 GDB 命令屏（执行调试命令）。

四、常见问题与注意事项

无法设置断点 ：确保编译时添加了-g选项，否则 GDB 无法识别源代码行。
中文乱码 ：GDB 默认编码与系统一致，若出现乱码，可在启动前设置编码：export LC_ALL=C。
多文件调试 ：设置断点时需指定文件名，如 break test.c:15（test.c 第 15 行）。
首次使用警告 ：首次使用 GDB 会提示设置用户名和邮箱，执行以下命令配置：
复制代码
```
git config --global user.name "Your Name"
git config --global user.email "your@email.com"
```

五、调试流程总结

编译带调试信息的程序：gcc -g 源文件 -o 可执行文件；
启动 GDB：gdb 可执行文件；
设置断点：break 行号/函数名；
运行程序：run；
单步调试 / 查看变量：next/step/print；
定位并修复问题，退出 GDB：quit。