Linux调试器 ——gdb/cgdb

[1. 调试前的准备：Debug 模式](#1. 调试前的准备：Debug 模式)
[2. 安装 CGDB](#2. 安装 CGDB)
[3. GDB 常用命令](#3. GDB 常用命令)
- [3.1. list (l)：查看源代码](#3.1. list (l)：查看源代码)
- [3.2. 程序执行控制：run, next, step, continue, finish, until](#3.2. 程序执行控制：run, next, step, continue, finish, until)
- [3.3. 断点管理：break, info, delete, disable, enable](#3.3. 断点管理：break, info, delete, disable, enable)
- [3.4. 变量与状态查看：print, p, set var, display, undisplay, info locals](#3.4. 变量与状态查看：print, p, set var, display, undisplay, info locals)
[4. 监视变量 (Watch)](#4. 监视变量 (Watch))
- [4.1 在 main 函数打断点并运行，进入 Sum 函数内部，让 result 完成初始化](#4.1 在 main 函数打断点并运行，进入 Sum 函数内部，让 result 完成初始化)
- [4.2 设置监视点 (Watch)，继续执行 (c) 并观察变化](#4.2 设置监视点 (Watch)，继续执行 (c) 并观察变化)
[5. 条件断点](#5. 条件断点)
- [5.1 新增断点时直接添加条件](#5.1 新增断点时直接添加条件)
- [5.2 给已有断点追加条件](#5.2 给已有断点追加条件)

GDB（GNU Debugger）是 GNU 项目下的命令行级程序调试器；CGDB 是 GDB 的前端封装，底层仍然调用 GDB，提供类似 Vim 的分屏界面，解决原生 GDB 纯命令行操作不直观的痛点。

1. 调试前的准备：Debug 模式

在开始调试之前，必须确保你的程序包含调试信息。Linux 下 gcc/g++ 默认生成的是 Release 模式，不支持调试。我们需要在编译时加上 -g 选项。

示例：

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;
}

编译对比：

默认模式（不支持调试）：

复制代码

$ gcc mycmd.c -o mycmd
$ file mycmd
# 输出：... not stripped (但没有 debug_info)

Debug 模式（支持调试）：

复制代码

$ gcc mycmd.c -o mycmd -g
$ file mycmd
# 输出：... with debug_info, not stripped

2. 安装 CGDB

cgdb在上方显示源代码，下方保留 GDB 命令行，支持语法高亮。

Ubuntu:

复制代码

sudo apt-get install -y cgdb

CentOS:

复制代码

sudo yum install -y cgdb

基本操作：

启动：gdb ./mycmd 或 cgdb ./mycmd
退出：quit 或 Ctrl + D
CGDB 分屏技巧 ：按 ESC 进入上方代码屏（可浏览代码），按 i 回到下方 GDB 命令屏。

3. GDB 常用命令

3.1. `list (l)`：查看源代码

作用：在命令行中显示源代码，方便对照行号打断点。默认每次显示 10 行。

操作步骤：

list / l (显示源码)
- 操作步骤 ：在 (gdb) 提示符下直接输入 l 并回车。
- 效果：GDB 会默认以当前文件为中心，每次列出 10 行代码。如果继续敲回车，会接着上一次的位置继续往下显示 10 行。
- 示例：list / l 10 （从第 10 行开始显示代码）
list / l 函数名 (列出指定函数源码)
- 操作步骤 ：输入 l main 或 l Sum。
- 效果：直接跳到该函数的开头，显示其上下文代码。非常适合在打断点前查看函数逻辑。
list / l 文件名:行号 (列出指定文件的源码)
- 操作步骤 ：如果在多文件项目中，输入 l mycmd.c:1。
- 效果：直接打开 mycmd.c 文件并定位到第 1 行。

3.2. 程序执行控制：`run, next, step, continue, finish, until`

这是 GDB 最核心的控制流命令，决定了程序如何一步步往下走。

run / r (开始运行)
- 操作步骤 ：输入 r 并回车。
- 效果：程序从头开始执行。如果之前设置了断点，程序会在第一个断点处暂停；如果没有断点，程序会直接运行到结束。
next / n (单步执行 - 逐过程，F10)
- 操作步骤 ：程序暂停时，输入 n。
- 效果：执行当前行代码。关键特性 ：如果当前行是一个函数调用（如 int n = Sum(start, end);），按 n 不会进入 Sum 函数内部，而是把整个函数执行完，直接停在下一行。相当于 VS 中的 F10 (Step Over)。
step / s (单步执行 - 逐语句，F11)
- 操作步骤 ：程序暂停时，输入 s。
- 效果：执行当前行代码。关键特性 ：如果遇到函数调用，按 s 会进入被调用函数的内部（比如进入 Sum 函数的第一行）。相当于 VS 中的 F11 (Step Into)。
continue / c (继续执行)
- 操作步骤 ：输入 c。
- 效果：让暂停的程序恢复运行。它会一直往下跑，直到遇到下一个断点，或者程序结束
finish (跳出当前函数)
- 操作步骤 ：当你使用 s 进入了 Sum 函数，但发现内部逻辑太长了不想单步看了，输入 finish。
- 效果：程序会瞬间执行完 Sum 函数剩余的代码，并返回到调用它的 main 函数处暂停，同时打印出函数的返回值。
until X行号 (运行至指定行)
- 操作步骤 ：比如当前在第 11 行的 for 循环处，你想直接跳到第 15 行，输入 until 15。
- 效果：程序会自动连续执行，直到到达指定行号才停下。常用于快速跳出一个循环。

3.3. 断点管理：`break, info, delete, disable, enable`

在大型程序中，我们需要精确控制程序在哪里停下。

break / b [文件名:]行号 (行号打断点)
- 操作步骤 ：输入 b 10（在当前文件第10行打断点），或者 b test.c:10（在指定文件打断点）。
- 效果：GDB 提示 Breakpoint 1 at 0x...: file mycmd.c, line 10.。
break / b 函数名 (函数入口打断点)
- 操作步骤 ：输入 b main 或 b Sum。
- 效果：在该函数的第一行代码处自动设置断点。
info breakpoints / info b (查看断点列表)
- 操作步骤 ：输入 info b。
- 效果：以表格形式列出当前所有的断点，包含断点编号（Num）、是否启用（Enb）、位置和命中的次数。
delete / d breakpoints 和 delete / d breakpoints n (删除断点)
- 操作步骤 ：输入 d breakpoints 删除所有断点。输入 d 1 删除编号为1的断点。
disable breakpoints 和 enable breakpoints (禁用与启用)
- 操作步骤 ：输入 disable breakpoints。
- 效果：保留断点但不生效 （Enb 列变为 n），程序执行时不会在这些断点停下。调试完后输入 enable breakpoints 可以重新激活它们。这比删了重打要方便得多。

3.4. 变量与状态查看：`print, p, set var, display, undisplay, info locals`

停下来之后，查看内存状态是找 Bug 的关键。

print / p 表达式 和 p 变量 (打印)
- 操作步骤 ：输入 p start 查看变量值；输入 p start+end 让 GDB 帮你计算表达式的结果。
set var 变量=值 (强制修改变量)
- 操作步骤 ：输入 set var i=10。
- 效果：在程序运行期间，强行把内存中变量 i 的值修改为 10。这是验证逻辑假设的终极利器。
display 变量名 (跟踪显示变量)
- 操作步骤 ：输入 display x。
- 效果：这相当于设置了"监视"。之后你每次执行 n 或 s 导致程序暂停时，GDB 都会自动打印出 x 的当前值，不需要你每次都敲 p x。
undisplay 编号 (取消跟踪显示)
- 操作步骤 ：输入 undisplay 1。
- 效果：取消编号为 1 的自动显示设置。编号可以通过 info display 查看。
info locals (查看当前局部变量)
- 操作步骤 ：当程序停在函数内部时，输入 info locals（可简写为 i locals）。
- 效果：GDB 会一次性列出当前栈帧（当前函数）中所有局部变量的名字和当前的值。非常适合快速了解函数内部的全局状态。

4. 监视变量 (Watch)

在调试循环时（例如 for 循环累加），我们常想知道某个变量（如 result）到底是在哪一次循环、什么时候发生了改变 。

如果我们靠手动不断敲 p result（print）去查看，不仅费时费力，而且很容易错过变化的那一瞬间。

watch 命令可以帮助我们实时监控变量的内存变化。一旦该变量的值发生改变，GDB 就会自动暂停程序，并告诉你"旧值"和"新值"分别是什么。

示例：

4.1 在 `main` 函数打断点并运行,进入 `Sum` 函数内部，让 `result` 完成初始化

首先，我们需要让程序跑起来，并在进入 Sum 函数前停下来。

4.2 设置监视点 (Watch),继续执行 (`c`) 并观察变化

现在 result 已经初始化完毕，正是建立监视的好时机。

观察点编号：18，监视变量result
Old value：修改之前 result 的值
New value：修改完成后 result 的值
mycmd.c:5：在代码第 5 行发生这次赋值（result += i;）

总结：

变量异动的捕捉神器 ：如果你有一些变量（比如全局的状态标志位、关键结构体成员）不应该被修改 ，但是你怀疑某段代码有 Bug，偷偷修改导致了问题，你就可以用 watch 盯住它。
一旦变化，立刻通知 ：程序会停在被修改后的第一现场，方便你通过 bt (查看调用栈) 找出是哪个函数干的"坏事"。
日常调试的取舍 ：虽然 watch 很好用，但硬件观察点数量有限（通常只有 4 个）。如果需要监视大量变量，建议使用 display 命令（每次单步停下时自动打印变量值）。

5. 条件断点

如果我们怀疑循环中间某个时刻出了问题（比如：我想看看当 i 等于 30 的时候，result 累加到了多少 ），如果在第 6 行 result += i; 打一个普通的断点，那么程序将会疯狂暂停 100 次 ！你需要绝望地敲击 100 次 continue (c) 才能跑到最后。这不仅极其繁琐，而且极易让人崩溃。

为了解决这个问题，我们需要使用条件断点------让断点只在满足特定条件时才生效。

5.1 新增断点时直接添加条件

复制代码

b [行号/函数名] if [条件]

程序在后台自动跑了前 29 次循环，完全没有打扰你 。直到 i 变成 30 的那一瞬间，条件满足，程序才如你所愿地停在第六行。此时打印变量，result 恰好是 1 到 29 的累加和 (435)。

5.2 给已有断点追加条件

复制代码

condition [断点编号] [条件]

Linux调试器 ——gdb/cgdb

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1. 调试前的准备：Debug 模式

2. 安装 CGDB

3. GDB 常用命令

3.1. list (l)：查看源代码

3.2. 程序执行控制：run, next, step, continue, finish, until

3.3. 断点管理：break, info, delete, disable, enable

3.4. 变量与状态查看：print, p, set var, display, undisplay, info locals

4. 监视变量 (Watch)

4.1 在 main 函数打断点并运行,进入 Sum 函数内部，让 result 完成初始化

4.2 设置监视点 (Watch),继续执行 (c) 并观察变化

5. 条件断点

5.1 新增断点时直接添加条件

5.2 给已有断点追加条件

3.1. `list (l)`：查看源代码

3.2. 程序执行控制：`run, next, step, continue, finish, until`

3.3. 断点管理：`break, info, delete, disable, enable`

3.4. 变量与状态查看：`print, p, set var, display, undisplay, info locals`

4.1 在 `main` 函数打断点并运行,进入 `Sum` 函数内部，让 `result` 完成初始化

4.2 设置监视点 (Watch),继续执行 (`c`) 并观察变化