在程序開發中，調試是定位和解決問題的核心環節。GDB (GNU Debugger) 作為一款功能強大的命令行調試器，是Linux環境下C/C++開發者的必備利器。本文將系統講解GDB的使用方法，涵蓋基礎操作到高級技巧，助你高效排錯。

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一、基礎準備：編譯與啟動

1. 程序發布模式與調試信息

• Debug模式： 編譯器保留完整調試信息（符號表、行號等），便于調試。程序體積較大，運行效率稍低。
• Release模式： 編譯器進行深度優化，去除調試信息，生成體積小、運行快的程序，不適合直接調試。

關鍵點： 要使用GDB調試，編譯時必須顯式添加 -g 選項，生成包含調試信息的可執行文件。

gcc -g test.c -o test  # 編譯包含調試信息的可執行程序 'test'
g++ -g myapp.cpp -o myapp # C++ 同理

2. 啟動與退出 GDB

• 啟動： gdb <可執行文件名>

  gdb test  # 調試名為 'test' 的程序
  

• 退出：
  • 輸入命令：quit 或 q
  • 快捷鍵：Ctrl + D

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二、核心調試命令詳解

1. 查看源代碼 (list / l)

• l [行號]： 從指定行號開始顯示源代碼（默認顯示當前上下文10行）。
  • l 15： 顯示第15行附近的代碼。
  • 連續輸入 l 或按 Enter 鍵繼續向下顯示。
• l [函數名]： 顯示指定函數的源代碼。
  • l main： 顯示 main 函數的代碼。

2. 運行控制

命令	縮寫	作用
run	r	開始/重新開始運行程序。遇到斷點暫停，無斷點則運行到結束。
next	n	單步執行（不進入函數）。執行下一行代碼，將函數調用當作一步執行完。
step	s	單步進入。執行下一行代碼，進入被調用函數的內部。
continue	c	繼續運行。從當前暫停處繼續執行，直到遇到下一個斷點或程序結束。
finish	fin	執行完當前函數。運行到當前函數返回，并暫停在調用該函數的位置。
until [行號]	u	運行到指定行。用于跳過循環或快速到達代碼中的特定位置。

3. 斷點管理 (break / b)

• 設置斷點：
  • b [行號]： 在指定行設置斷點。b 20
  • b [函數名]： 在函數入口處設置斷點。b calculate
• 查看斷點： info breakpoints (i b)
• 刪除斷點：
  • delete [斷點編號] (d [編號])： 刪除指定編號斷點。d 2
  • delete (d)： 刪除所有斷點。
• 禁用/啟用斷點：
  • disable [斷點編號]： 禁用斷點（斷點存在但無效）。
  • enable [斷點編號]： 啟用被禁用的斷點。

4. 變量操作

• 查看值： print [變量名] (p [變量名])
  • p sum： 打印變量 sum 的當前值。
  • p &sum： 打印變量 sum 的地址。
  • p *ptr： 打印指針 ptr 指向的值。
• 修改值： set var [變量名]=[值]
  • set var count=0： 將變量 count 設置為 0。
• 自動顯示：
  • display [變量名]： 每次程序暫停時自動顯示該變量的值。
  • info display： 查看當前設置的所有自動顯示項及其編號。
  • undisplay [編號]： 取消指定編號的自動顯示。

5. 其他常用命令

• backtrace (bt)： 查看調用棧。顯示當前執行位置及其調用路徑（棧幀），極其重要！
• frame [棧幀編號] (f [編號])： 切換棧幀。配合 bt 使用，查看不同函數調用層的上下文。
• info locals (i locals)： 查看當前棧幀的局部變量。
• info args (i args)： 查看當前函數的參數值。

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三、高級調試技巧

1. 多線程調試

• info threads (i threads)： 列出所有線程，顯示線程ID、狀態和當前執行位置。
• thread [線程ID] (t [ID])： 切換到指定線程進行調試。t 3
• thread apply [線程ID] [命令]： 對指定線程執行命令。
  • thread apply 3 bt： 查看線程3的調用棧。
• thread apply all [命令]： 對所有線程執行命令。
  • thread apply all bt： 查看所有線程的調用棧（非常有用！）。
• 線程調度鎖：
  • set scheduler-locking on： 鎖定當前線程。只有當前調試的線程會執行，其他線程暫停，避免干擾。
  • set scheduler-locking off： 解除鎖定（默認狀態）。所有線程正常調度執行。
  • set scheduler-locking step： 僅在單步執行（n, s）時鎖定當前線程，run/continue時其他線程可運行。

2. 調試核心轉儲 (Core Dump)

核心轉儲記錄了程序崩潰瞬間的內存狀態，是事后調試的關鍵。

1. 啟用核心轉儲生成：

   ulimit -c unlimited  # 在當前Shell會話中設置核心轉儲文件大小無限制
   

   • 提示： 有時需要配置系統參數（如 /proc/sys/kernel/core_pattern）來指定核心文件路徑和命名規則。
2. 程序崩潰后，通常會在當前目錄或指定位置生成名為 core 或 core.[pid] 的文件。
3. 使用GDB加載核心文件：

   gdb <可執行文件名> <核心文件名>
   

   gdb myapp core.12345  # 調試 'myapp' 程序，加載核心文件 'core.12345'
   

4. 加載后，立即查看崩潰點：
   • bt： 查看崩潰時的完整調用棧，定位問題函數和行號。
   • f [棧幀編號]： 切換到相關棧幀。
   • p [變量] / i locals： 檢查崩潰點的變量狀態。

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四、總結與最佳實踐

GDB 是程序調試的瑞士軍刀，熟練掌握它能極大提升排錯效率。關鍵點在于：

1. 編譯加 -g： 調試的基石，沒有調試信息寸步難行。
2. 善用斷點 (b) 與運行控制 (r, n, s, c): 控制程序執行流程。
3. 洞察變量狀態 (p, display, info locals): 理解程序內部數據變化。
4. 利用調用棧 (bt, f): 理清代碼執行路徑，快速定位問題源頭。
5. 掌握高級技巧：
   • 多線程調試 (info threads, thread, scheduler-locking) 解決并發問題。
   • 核心轉儲調試 (gdb <exe> <core>, bt) 用于事后分析崩潰原因。
6. 勤加練習： 結合真實項目中的Bug進行調試是掌握GDB的最佳途徑。

小貼士：

• 使用 .gdbinit 文件可以定制 GDB 啟動行為（如預加載命令、設置別名）。
• GDB 支持命令補全（按 Tab 鍵）和歷史命令（上下箭頭鍵）。
• 探索 help [命令] 獲取命令的詳細幫助信息。

通過系統學習和實踐這些技巧，你將能夠更加自信和高效地使用 GDB 征服程序中的各種疑難雜癥，顯著提升開發質量和效率！