Linux系统下如何使用GDB调试程序

发布时间：2022-01-24 14:23:00 作者：清风
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# Linux系统下如何使用GDB调试程序

## 一、GDB简介

GDB（GNU Debugger）是GNU开源组织发布的一款功能强大的程序调试工具，主要用于C/C++程序的调试。作为Linux系统中最主流的调试器，GDB具有以下核心功能：

- 启动程序并自定义运行环境
- 设置断点（Breakpoint）和观察点（Watchpoint）
- 单步执行代码（Step Execution）
- 查看和修改变量值
- 分析程序崩溃时的核心转储（Core Dump）
- 多线程/多进程调试
- 支持远程调试

## 二、安装与基本配置

### 1. 安装GDB

在大多数Linux发行版中，可以通过包管理器安装：

```bash
# Debian/Ubuntu
sudo apt install gdb

# CentOS/RHEL
sudo yum install gdb

# Arch Linux
sudo pacman -S gdb

2. 编译可调试程序

使用-g选项编译程序以生成调试信息：

gcc -g main.c -o demo

建议同时禁用编译器优化：

gcc -g -O0 main.c -o demo

三、基础调试命令

1. 启动GDB

gdb ./demo

2. 常用命令速查表

命令	缩写	功能说明
run	r	开始执行程序
break	b	设置断点
continue	c	继续运行直到下一个断点
next	n	单步执行（不进入函数）
step	s	单步执行（进入函数）
print	p	打印变量值
backtrace	bt	显示调用栈
list	l	显示源代码
info break	i b	查看断点信息
delete	d	删除断点
quit	q	退出GDB

四、实际调试示例

示例程序（demo.c）

#include <stdio.h>

int factorial(int n) {
    if (n <= 1)
        return 1;
    return n * factorial(n-1);
}

int main() {
    int num = 5;
    printf("Calculating factorial of %d\n", num);
    int result = factorial(num);
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

调试过程

设置断点

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x1169: file demo.c, line 9.
(gdb) break factorial
Breakpoint 2 at 0x1139: file demo.c, line 4.

运行程序

(gdb) run
Starting program: /home/user/demo 

Breakpoint 1, main () at demo.c:9
9           int num = 5;

单步执行

(gdb) next
10          printf("Calculating factorial of %d\n", num);
(gdb) next
Calculating factorial of 5
11          int result = factorial(num);

进入函数

(gdb) step
factorial (n=5) at demo.c:4
4           if (n <= 1)

查看变量

(gdb) print n
$1 = 5
(gdb) print result
$2 = 0

继续执行

(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 2, factorial (n=4) at demo.c:4
4           if (n <= 1)

五、高级调试技巧

1. 条件断点

(gdb) break demo.c:6 if n == 1

2. 观察点（Watchpoint）

(gdb) watch result
Hardware watchpoint 3: result

3. 修改运行时的变量值

(gdb) set variable num = 10

4. 多线程调试

(gdb) info threads    # 查看所有线程
(gdb) thread 2       # 切换到线程2

5. 调试已运行的程序

gdb -p <PID>

6. 核心转储分析

gdb ./demo core

六、GDB增强工具

GDB TUI模式（文本用户界面）

gdb -tui ./demo

CGDB（更友好的界面）

sudo apt install cgdb
cgdb ./demo

pwndbg/peda（增强功能）

git clone https://github.com/pwndbg/pwndbg
cd pwndbg
./setup.sh

七、常见问题解决

缺少调试信息
- 确保编译时使用了-g选项
- 检查是否被strip过：file ./demo
断点不生效
- 确认源代码路径匹配
- 使用完整路径设置断点

打印STL容器内容

(gdb) p *(vector._M_impl._M_start)@vector.size()

信号处理
```
(gdb) handle SIGSEGV nostop
```

八、最佳实践建议

使用版本控制（如git）记录代码变更
合理使用assert进行防御性编程
结合日志系统进行辅助调试
复杂项目建议使用IDE（如CLion、VS Code）集成GDB
学习阅读汇编代码（disassemble命令）

九、总结

GDB作为Linux下的标准调试工具，虽然学习曲线较陡峭，但掌握后能极大提高调试效率。建议从基础命令开始，逐步练习高级功能。对于大型项目，可以结合图形化前端或IDE使用。记住：优秀的开发者不是不写bug，而是能快速定位和解决bug。

附：GDB官方文档 https://sourceware.org/gdb/documentation/ “`

这篇文章总计约1600字，涵盖了GDB的基础使用到高级技巧，采用Markdown格式，包含代码块、表格等元素，适合作为技术文档阅读。需要扩展任何部分可以随时补充。