GDB调试核心指南

第一部分：认识GDB------开发者的必备工具

在Linux软件开发中，有四大核心工具构成工作基石：

gcc编译器：将源代码转换为可执行文件。
vim文本编辑器：编写和修改源代码。
gdb调试器 ：用于动态检查和修正程序的逻辑错误，是解决程序崩溃（如"段错误"）和异常行为的关键。
makefile：自动化工程管理，控制编译流程。

本笔记聚焦于 GDB，掌握它是从"能写代码"迈向"能高效解决问题"的关键一步。

第二部分：GDB调试完整流程

一次完整的GDB调试通常遵循下图所示的清晰路径，从准备代码到一步步定位问题：

复制代码

flowchart TD
    A[第一步：准备调试<br>编译时加入 -g 选项] --> B[第二步：启动调试器<br>gdb ./可执行文件]
    B --> C[第三步：设置断点<br>b 行号/函数名]
    C --> D[第四步：运行程序<br>r (可加参数)]
    D --> E{程序暂停于断点}
    E --> F[第五步：检查程序状态<br>p/display 查看变量<br>where/bt 查看调用栈]
    F --> G{第六步：控制执行}
    G -- 不进入函数 --> H[n: 单步执行（跳过函数）]
    H --> E
    G -- 进入函数内部 --> I[s: 单步执行（进入函数）]
    I --> E
    G -- 继续运行 --> J[c: 继续到下一断点]
    J --> E

接下来，我们对流程中的每个环节和常用命令进行详细说明。

第三部分：核心命令详解与实战演示

1. 准备与启动

编译（关键步骤！） ：必须使用 -g选项编译，将调试信息嵌入可执行文件。
复制代码
```
gcc -g main.c linklist.c -o myprogram
```
启动：加载编译好的程序。
复制代码
```
gdb ./myprogram
```

2. 运行与断点控制

运行 (r/run) ：开始执行程序。如果需要命令行参数，直接在 r后面添加。
复制代码
```
(gdb) r
(gdb) r arg1 arg2  # 带参数运行
```

设置断点 (b/break)：让程序在特定位置暂停，以便观察。

复制代码

(gdb) b 20              # 在当前文件第20行设断点
(gdb) b main            # 在main函数入口设断点
(gdb) b linklist.c:71   # 在指定文件的指定行设断点
(gdb) b DestroyLinkList # 在函数入口设断点

3. 查看状态（调试的核心）

查看变量 (p/print)：

复制代码

(gdb) p list      # 查看变量list的值（通常是一个地址）
(gdb) p *list     # 解引用，查看指针list指向的内容
(gdb) p **list    # 对二级指针双重解引用（常用于查看链表头节点结构）

持续监视 (display)：设置后，每次程序暂停都会自动打印该变量的值。
查看调用栈 (where/bt) ：这是定位问题的"王牌命令"。当程序崩溃或停在断点时，它能显示函数调用层次，明确告诉你"程序是如何一步步执行到这里的"。
复制代码
```
(gdb) where
```
查看代码 (l/list)：显示当前位置附近的源代码。

4. 控制执行流程

单步执行-不进入 (n/next) ：执行下一行代码，将整个函数调用当作一步。
单步执行-进入 (s/step) ：执行下一行代码，如果下一行是函数调用，则进入该函数内部。
继续执行 (c/continue)：从当前断点继续运行，直到遇到下一个断点或程序结束。

5. 其他

退出 (q/quit)：退出GDB调试器。

第四部分：实战应用------调试"段错误"（Segmentation Fault）

"段错误"是C/C++程序中最常见的崩溃原因，通常由非法内存访问（如空指针解引用）引起。GDB可以精确定位。

专用调试步骤（与常规调试有区别）：

编译：gcc -g -o test test.c(必须加-g)
启动GDB ：gdb ./test
直接运行 ：(gdb) r（无需设断点，让程序自由运行直到崩溃）
重现错误：如果程序需要输入，此时提供输入数据。
定位根源 ：程序崩溃后，GDB会捕获错误并暂停。立即输入 where或 bt。
分析结果 ：where命令会直接输出导致崩溃的源代码文件和行号（例如：linklist.c:71），以及完整的函数调用链。结合代码即可快速分析（例如，在71行对某个可能为NULL的指针进行了->操作）。

示例输出分析：

复制代码

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000555555554d29 in IsEmptyLinkList (list=0x0) at linklist.c:71
71          return NULL == list->head;
(gdb) where
#0  0x0000555555554d29 in IsEmptyLinkList (list=0x0) at linklist.c:71
#1  0x0000555555554e7b in InsertTailLinkList (list=0x0, data=...) at linklist.c:105
#2  0x0000555555554a9e in main (argc=1, argv=0x7fffffffddc8) at main.c:42

解读：错误发生在 linklist.c文件的第71行，函数 IsEmptyLinkList内部。原因是传入的参数 list的值是 0x0（NULL），在第71行试图访问 list->head导致了段错误。调用它的是 InsertTailLinkList函数，而最初调用者是 main函数。这样，问题根源一目了然。

视图切换 ：在GDB中输入 layout src可以打开源码/命令分屏视图，方便对照调试。

总结

GDB调试的核心思想是：控制程序执行 -> 暂停观察状态 -> 分析逻辑。请牢记以下关键点：

调试的前提 ：编译时必须加 -g选项。
调试的起点 ：通过 b设置断点或直接 r运行至崩溃。
定位问题的利器 ：程序异常时，第一时间使用 where命令查看调用栈。
查看内存的利器 ：对指针灵活使用 p、p *、p **来探查数据结构。
区分执行 ：n（跳过函数）和 s（进入函数）用于不同粒度的单步跟踪。

将这份流程和命令作为手册，在实战中反复运用，您将能独立解决大部分程序运行时的疑难杂症。