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前言

在之前的內容中，我們圍繞 Linux 環境，系統講解了 Git 版本控制系統的核心知識。

本篇博客將聚焦 調試工具領域，正式開啟 GDB/CGDB 調試器 的全方位使用指南。

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一、gdb/cgdb是什么？

• 簡單說，它們是調試工具。
• 寫程序時難免會出錯（比如程序突然崩潰、結果不對），這時候就需要工具幫我們找出問題在哪行代碼、為什么出錯——gdb 就是干這個
• cgdb 可以理解成 gdb 的“增強版”，帶了更友好的界面（比如能同時顯示代碼和調試信息），用起來更方便，但核心功能和 gdb 差不多。

1. 程序的兩種發布模式（debug 和 release）

你寫的代碼（比如 .c 或 .cpp 文件），需要通過 gcc/g++ 編譯成能直接運行的程序（比如 Windows 里的 .exe，Linux 里的可執行文件）。
編譯時可以選兩種模式：

• debug 模式：
  編譯出來的程序會帶很多“調試信息”（比如哪行代碼對應程序里的哪個位置），就像給程序加了“標記”，方便 gdb 這類工具定位錯誤。但因為帶了這些信息，程序會大一點，運行速度也稍慢。適合開發時用（寫代碼、找錯階段）。

• release 模式：
  編譯時會去掉調試信息，還會做一些優化（讓程序更小、運行更快）。適合最終發布給用戶用（比如你寫的工具、軟件，給別人用的時候就用這種模式）。

• 關鍵：用 gdb 調試必須加 -g

Linux 里用 gcc/g++ 編譯時，默認是 release 模式（不加 -g 的話，編譯出來的程序沒有調試信息）。

• 這時候如果想用 gdb 調試，gdb 會“看不懂”程序（找不到代碼位置），沒法幫你找錯。

所以，如果我們想在開發階段用 gdb 調試，編譯時必須加 -g 選項（告訴編譯器：用 debug 模式，保留調試信息）。

比如：
gcc -g test.c -o test （編譯 test.c，生成帶調試信息的程序 test，之后就能用 gdb 調試了）

二、gdb/cgdb如何啟動？

1. 準備工作

在開始調試前，必須用 -g 選項編譯程序（生成帶調試信息的版本）。
我們需要有個簡單的 C 程序 test.c：

#include <stdio.h>// 加法函數
int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {int x = 5;int y = 3;int result = add(x, y);printf("結果是：%d\n", result);return 0;
}

編譯命令（必須加 -g）：

gcc -g test.c -o test  # 生成可執行文件 test，帶調試信息

2. 啟動 gdb/cgdb 調試器

2.1 啟動 gdb

在終端輸入以下命令，啟動 gdb 并加載要調試的程序：

gdb ./test  # ./test 是剛才編譯好的程序

啟動后會進入 gdb 的交互界面，顯示類似這樣的信息（最后一行是 (gdb) 提示符，等待輸入命令）：

GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 10.2-6.el9
...
Reading symbols from ./test...
(gdb)  # 這里可以輸入調試命令

2.2 啟動 cgdb（更友好的界面）

cgdb 是 gdb 的“增強版”，能同時顯示代碼和調試信息，操作命令和 gdb 完全一樣。
如果沒安裝，先在 CentOS 9 上安裝：

sudo dnf install cgdb  # 安裝 cgdb

啟動 cgdb 的命令和 gdb 類似：

cgdb ./test  # 啟動后界面會分成上下兩部分，上面顯示代碼，下面是命令行

3. 核心操作（讓程序在指定位置停下）

斷點是調試的核心——程序運行到斷點處會自動暫停，方便我們查看變量、一步步執行代碼。

1. 給函數打斷點（按函數名）

命令：b 函數名（b 是 break 的縮寫）
例子：給 add 函數設置斷點

(gdb) b add  # 給 add 函數設置斷點
Breakpoint 1 at 0x400526: file test.c, line 5.  # 提示：斷點1已設置，在 test.c 第5行

2. 給行打斷點（按文件名+行號）

命令：b 文件名:行號
例子：給 main 函數里的第8行（int result = add(x, y);）設置斷點

(gdb) b test.c:8  # 給 test.c 的第8行設置斷點
Breakpoint 2 at 0x400540: file test.c, line 8.  # 提示：斷點2已設置

3. 查看已設置的斷點

命令：info breakpoints（或簡寫 info b）

(gdb) info b  # 查看所有斷點
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000000000400526 in add at test.c:5
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400540 in main at test.c:8

• Num 是斷點編號（后面刪除斷點會用到）；
• Enb 是“是否啟用”（y 表示啟用，n 表示禁用）。

4. 運行程序 & 讓程序在啟動時停下

1. 運行程序：r 命令（run 的縮寫）

在 gdb 中輸入 r，程序會開始運行，直到遇到斷點才會暫停。

例子：我們已經設置了 add 函數和第8行的斷點，運行程序：

(gdb) r  # 啟動程序運行
Starting program: /home/user/test Breakpoint 2, main () at test.c:8  # 程序在斷點2（第8行）停下了
8           int result = add(x, y);
(gdb)  # 此時可以進行下一步操作（如查看變量、單步執行等）

2. 讓程序“啟動時就停下”（剛進入 main 就暫停）

如果想讓程序一啟動就停下（還沒執行任何邏輯），最常用的方法是給 main 函數設置斷點：

(gdb) b main  # 給 main 函數設置斷點
Breakpoint 3 at 0x400535: file test.c, line 6.(gdb) r  # 運行程序
Starting program: /home/user/test Breakpoint 3, main () at test.c:6  # 直接停在 main 函數的第一行代碼
6           int x = 5;
(gdb)  # 此時可以從程序入口開始一步步調試

5. 刪除斷點（不需要的斷點可以移除）

1. 按斷點編號刪除：delete 斷點編號

例子：刪除編號為2的斷點（之前設置的第8行斷點）

(gdb) delete 2  # 刪除斷點2
(gdb) info b  # 查看剩余斷點，會發現編號2的斷點已消失
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000000000400526 in add at test.c:5
3       breakpoint     keep y   0x0000000000400535 in main at test.c:6

2. 按位置刪除：clear 位置

例子：刪除 add 函數的斷點

(gdb) clear add  # 刪除 add 函數的斷點
Deleted breakpoint 1

如果想刪除所有斷點，直接輸入 delete（不加編號）：

(gdb) delete  # 刪除所有斷點
Delete all breakpoints? (y or n) y  # 輸入 y 確認

三、gdb/cgdb的常見使用

1. 基礎操作：啟動與退出

這是調試的“開門”和“關門”操作，必須先掌握。

命令	作用	例子
gdb 程序名	啟動 gdb 并加載程序	gdb ./test
cgdb 程序名	啟動 cgdb 并加載程序	cgdb ./test
quit 或 q	退出調試器	輸入 q 后回車
ctrl + d	快速退出（和 q 一樣）	按住 ctrl 再按 d

2. 查看源代碼：調試時“看到”代碼

調試時需要知道當前在執行哪行代碼，list 命令專門用來顯示源代碼。

1. list 或 l：顯示代碼（默認每次10行）

• 作用：從上次顯示的位置繼續往下列10行代碼（第一次用從程序開頭列）。
• 例子：

  (gdb) l  # 顯示前10行代碼（如果代碼短，會顯示全部）
  1       #include <stdio.h>
  2       
  3       // 加法函數
  4       int add(int a, int b) {
  5           return a + b;
  6       }
  7       
  8       int main() {
  9           int x = 5;
  10          int y = 3;
  (gdb) l  # 再按一次，顯示接下來的10行
  11          int result = add(x, y);
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  13          return 0;
  14      }
  

2. list 函數名 或 l 函數名：查看指定函數的代碼

• 作用：直接顯示某個函數的源代碼（方便定位函數邏輯）。
• 例子：查看 add 函數的代碼

  (gdb) l add  # 顯示 add 函數的代碼
  4       int add(int a, int b) {
  5           return a + b;
  6       }
  7       
  8       int main() {
  9           int x = 5;
  10          int y = 3;
  11          int result = add(x, y);
  

3. list 文件名:行號 或 l 文件名:行號：查看指定文件的指定行

• 作用：如果程序有多個文件（比如 test.c、calc.c），可以精確指定查看某文件的某行。
• 例子：查看 test.c 的第8行（main 函數開始處）

  (gdb) l test.c:8  # 顯示 test.c 第8行附近的代碼
  3       // 加法函數
  4       int add(int a, int b) {
  5           return a + b;
  6       }
  7       
  8       int main() {
  9           int x = 5;
  10          int y = 3;
  11          int result = add(x, y);
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  

3 控制程序執行

這是調試的核心——控制程序執行節奏，想讓它停就停，想讓它走就走。

1. run 或 r：啟動程序（從頭開始執行）

• 作用：讓程序從入口（如 main 函數）開始運行，直到遇到斷點才停下（沒斷點就直接跑完）。
• 例子：之前設置了 main 函數斷點，運行程序

  (gdb) r  # 啟動程序
  Starting program: /home/user/test 
  Breakpoint 1, main () at test.c:9  # 停在 main 函數的第9行
  9           int x = 5;
  

2. next 或 n：單步執行（不進函數）

• 作用：執行當前行代碼，然后停下；如果當前行是調用函數（比如 add(x,y)），不進入函數內部，直接執行完整個函數再停下。
• 例子：當前停在 main 函數第9行，用 n 執行下一步

  (gdb) n  # 執行第9行（int x=5;），停到第10行
  10          int y = 3;
  (gdb) n  # 執行第10行（int y=3;），停到第11行
  11          int result = add(x, y);
  (gdb) n  # 執行第11行（調用 add 函數），不進入 add 內部，直接得到結果，停到第12行
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  

3. step 或 s：單步執行（進函數）

• 作用：和 next 類似，但如果當前行是調用函數（比如 add(x,y)），會進入函數內部，停在函數的第一行代碼。
• 例子：同樣停在第11行，用 s 執行

  (gdb) s  # 執行第11行，進入 add 函數內部
  add (a=5, b=3) at test.c:5  # 停在 add 函數的第5行
  5           return a + b;
  (gdb) s  # 執行 add 函數第5行，返回 main 函數
  main () at test.c:12  # 回到 main 函數第12行
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  

4. continue 或 c：從當前位置繼續運行

• 作用：程序在斷點處停下后，用 c 讓它繼續往下跑，直到遇到下一個斷點（或程序結束）。
• 例子：在 main 第9行停下后，想直接跑到 add 函數斷點

  (gdb) c  # 從第9行繼續運行
  Continuing.
  Breakpoint 2, add (a=5, b=3) at test.c:5  # 遇到 add 函數斷點停下
  5           return a + b;
  

5. finish：執行到當前函數結束

• 作用：如果現在在某個函數內部（比如 add 函數），用 finish 會執行完這個函數的所有代碼，然后回到調用它的地方停下。
• 例子：在 add 函數內部時

  (gdb) finish  # 執行完 add 函數
  Run till exit from #0  add (a=5, b=3) at test.c:5
  main () at test.c:12  # 回到 main 函數調用 add 的下一行
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  Value returned is $1 = 8  # 還會顯示函數的返回值（8）
  

6. until 行號 或 u 行號：快速執行到指定行

• 作用：從當前位置直接跑到指定行停下（比一次次按 n 快，適合跳過中間無關代碼）。
• 例子：當前在 main 第9行，想直接跑到第12行

  (gdb) u 12  # 執行到第12行停下
  main () at test.c:12
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  

7. 斷點管理

除了之前講的“設置斷點”和“刪除斷點”，還有兩個常用操作：暫時禁用（不用刪除，以后還能用）和重新啟用。

命令	作用	例子
info break 或 info b	查看所有斷點信息	info b # 顯示斷點編號、位置等
disable 斷點編號	禁用指定斷點（暫時失效）	disable 1 # 禁用編號1的斷點
enable 斷點編號	啟用指定斷點（恢復生效）	enable 1 # 啟用編號1的斷點
disable breakpoints	禁用所有斷點	disable breakpoints
enable breakpoints	啟用所有斷點	enable breakpoints

例子：

(gdb) info b  # 查看當前有2個斷點
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x0000000000400526 in add at test.c:5
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400535 in main at test.c:9(gdb) disable 1  # 禁用斷點1（add函數的斷點）
(gdb) info b  # 查看斷點1的Enb變成n（禁用）
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep n   0x0000000000400526 in add at test.c:5
2       breakpoint     keep y   0x0000000000400535 in main at test.c:9(gdb) enable 1  # 重新啟用斷點1
(gdb) info b  # 斷點1的Enb變回y（啟用）

8. 查看和修改變量

調試的核心目的之一是看變量的值對不對，甚至可以臨時改值測試。

1. print 變量 或 p 變量：打印變量值

• 作用：顯示當前作用域內某個變量的值（比如 x、result）。
• 例子：當前在 main 第10行，打印 x 和 y 的值

  (gdb) p x  # 打印 x 的值
  $1 = 5
  (gdb) p y  # 打印 y 的值
  $2 = 3
  

2. print 表達式 或 p 表達式：計算表達式結果

• 作用：不僅能打印變量，還能計算表達式（比如 x+y、result*2）。
• 例子：

  (gdb) p x + y  # 計算 x+y 的結果
  $3 = 8
  (gdb) p result * 2  # 假設 result 是8，計算 8*2
  $4 = 16
  

3. set var 變量=值：臨時修改變量值

• 作用：調試時發現變量值錯了，可以臨時修改，看程序后續執行是否正常（不用改代碼重新編譯）。
• 例子：把 y 的值從3改成10

  (gdb) p y  # 原來 y 是3
  $5 = 3
  (gdb) set var y=10  # 臨時改成10
  (gdb) p y  # 確認修改成功
  $6 = 10
  (gdb) n  # 繼續執行，此時 add(x,y) 會計算 5+10=15
  

4. display 變量：自動跟蹤變量值

• 作用：設置后，每次程序暫停（比如單步執行、遇到斷點），會自動顯示這個變量的值（不用每次手動 p）。
• 例子：跟蹤 result 變量

  (gdb) display result  # 開始跟蹤 result
  1: result = 0  # 初始值（還沒賦值）
  (gdb) n  # 執行到賦值 result 的行
  11          int result = add(x, y);
  (gdb) n  # 賦值后，自動顯示 result 的新值
  12          printf("結果是：%d\n", result);
  1: result = 15  # 自動顯示更新后的值
  

5. undisplay 編號：取消跟蹤變量

• 作用：display 會給每個跟蹤的變量分配一個編號，用 undisplay 編號 取消跟蹤。
• 例子：取消跟蹤上面的 result（編號是1）

  (gdb) undisplay 1  # 取消編號1的跟蹤
  (gdb) n  # 再執行，不會自動顯示 result 了
  13          return 0;
  

9. 查看調用棧

當程序調用多個函數時（比如 main 調用 add），backtrace 能顯示“誰調用了誰”，方便定位當前執行位置。

1. backtrace 或 bt：查看函數調用棧

• 作用：顯示從程序啟動到當前位置的所有函數調用關系（最上面是當前執行的函數，往下是調用它的函數）。
• 例子：在 add 函數內部時

  (gdb) bt  # 查看調用棧
  #0  add (a=5, b=10) at test.c:5  # 當前在 add 函數
  #1  0x0000000000400554 in main () at test.c:11  # add 是被 main 第11行調用的
  

2. info locals或 i locals：查看當前函數的所有局部變量

• 作用：一次性顯示當前所在函數（比如 add 或 main）的所有局部變量及其值，不用一個個 print。
• 例子：在 main 函數內部時

  (gdb) i locals  # 顯示 main 函數的局部變量
  x = 5
  y = 10
  result = 15
  

常用命令速查表

為了方便記憶，整理成表格（按使用頻率排序）：

功能分類	命令	作用描述
基礎操作	gdb 程序名	啟動調試
	q	退出調試
查看代碼	l / l 函數名	顯示源代碼（默認10行/指定函數）
執行控制	r	啟動程序
	n	單步執行（不進函數）
	s	單步執行（進函數）
	c	繼續運行到下一個斷點
斷點管理	b 行號/函數名	設置斷點
	info b	查看所有斷點
	delete 編號	刪除指定斷點
變量操作	p 變量	打印變量值
	set var 變量=值	修改變量值
	display 變量	自動跟蹤變量值
函數與棧	finish	執行到當前函數結束
	bt	查看函數調用棧
	i locals	查看當前函數的局部變量

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