Linux 作为一款开源的操作系统，凭借其稳定性和灵活性在开发领域广泛应用，而 GDB（GNU Debugger）作为 Linux 下强大的调试工具，能够帮助开发者定位代码中的逻辑错误、内存问题等，是程序开发中不可或缺的辅助工具，本文将从 GDB 的安装、基本使用、常用命令、高级功能及调试技巧等方面，详细介绍 Linux 下如何使用 GDB 进行程序调试。
GDB 的安装与环境准备
在使用 GDB 之前，需要确保系统中已安装该工具，以常见的 Debian/Ubuntu 系统为例，可以通过包管理器直接安装：
sudo apt update sudo apt install gdb
安装完成后,通过命令 gdb --version 验证是否安装成功，对于 CentOS/RHEL 系统，可使用 yum 或 dnf 命令安装：
sudo yum install gdb
若需调试图形化界面程序,可安装 gdbgui 等可视化工具，通过 pip install gdbgui 安装后，运行 gdbgui 即启动浏览器调试界面，适合偏好图形化操作的开发者。
GDB 的基本使用流程
GDB 的调试通常分为以下步骤：启动调试、设置断点、运行程序、查看变量、单步调试、退出调试。
启动 GDB
调试可执行文件时,直接使用 gdb [可执行文件名] 命令，调试名为 test 的程序：
gdb ./test
若需在程序启动时附加到正在运行的进程,可使用 gdb [进程ID] 或 gdb -p [进程ID]。
设置断点
断点是调试的核心,用于在指定位置暂停程序执行，设置断点的方式包括：
- 按行号设置：
break [行号]，break 20表示在第 20 行暂停。 - 按函数名设置：
break [函数名]，break main表示在main函数入口处暂停。 - 按文件名和行号设置：
break [文件名]:[行号]，break test.c:30。 - 设置条件断点：
break [条件]，break i==10表示当变量i等于 10 时触发断点。
运行程序
设置断点后,使用 run（可简写为 r）命令启动程序，若程序运行需要参数，可在 run 后直接添加，run arg1 arg2。
查看变量
程序暂停后,使用 print（可简写为 p）命令查看变量值。p i 显示变量 i 的当前值，p *ptr 解引用指针 ptr 指向的内存内容，对于复杂数据结构（如结构体），可使用 p [变量名] 查看其成员信息。
单步调试
next（可简写为n）：执行下一行代码，若遇到函数调用，则直接执行完整个函数。step（可简写为s）：执行下一行代码，若遇到函数调用，则进入函数内部逐行调试。finish：执行完当前函数并返回，显示函数返回值。continue（可简写为c）：继续运行程序，直到遇到下一个断点或程序结束。
退出调试
使用 quit（可简写为 q）命令退出 GDB，若需终止被调试程序，可添加 --force 参数，quit --force。
GDB 常用命令详解
掌握 GDB 的常用命令能显著提升调试效率，以下为高频命令及其功能：
| 命令（缩写） | 功能描述 |
|---|---|
list（l） |
显示源代码，默认显示当前行附近的代码，l [行号] 指定起始行。 |
info（i） |
查看调试信息，如 info breakpoints 显示所有断点，info variables 查看全局变量。 |
delete（d） |
删除断点，d [断点号] 删除指定断点，d 删除所有断点。 |
disable/enable |
禁用/启用断点，断点仍存在但不触发或恢复触发。 |
backtrace（bt） |
查看函数调用栈，显示当前函数的调用链及参数。 |
frame（f） |
切换栈帧，f [帧号] 切换到指定帧，用于查看不同层级的变量。 |
watch |
设置监视点，当变量值发生变化时暂停程序，watch *ptr 监视指针指向的内存。 |
display |
每次程序暂停时自动显示指定变量的值，display i。 |
undisplay |
取消自动显示，undisplay [编号] 删除指定的 display 项。 |
GDB 高级功能与调试技巧
多线程调试
多线程程序调试时,可通过以下命令管理线程：
info threads：显示所有线程及其 ID。thread [线程ID]：切换到指定线程进行调试。set scheduler-locking on：锁定调度器，确保单步调试时不会切换线程，便于跟踪特定线程的逻辑。
查看内存与寄存器
x/[格式][大小] [地址]：检查内存内容，x/4wx 0x400000表示以 16 进制格式查看地址0x400000处的 4 个字（32 位）。info registers：查看寄存器值，p $eax查看特定寄存器（如 x86 架构的eax）。
调试核心转储文件
程序崩溃时,可通过核心转储文件（core dump）分析问题，首先确保系统允许生成 core 文件：ulimit -c unlimited，然后使用 gdb [可执行文件] [core文件] 加载，gdb ./test core.1234，通过 bt 查看崩溃时的调用栈。
源码路径设置
若 GDB 无法找到源文件，可通过 directory [路径] 添加源码目录，或使用 set substitute-path [旧路径] [新路径] 替换源码路径。
调试注意事项
- 编译选项：调试时需使用
-g选项编译程序，以保留符号表和调试信息，gcc -g test.c -o test。 - 优化级别：若使用
-O2等优化选项，可能导致代码执行顺序与源码不一致，建议调试时使用-O0（不优化）。 - 内存安全：调试时注意数组越界、空指针解引用等问题，可结合
valgrind等工具检测内存泄漏。
通过熟练掌握 GDB 的各项功能，开发者能够快速定位程序中的逻辑错误、内存问题及性能瓶颈，显著提升开发效率，无论是简单的脚本程序还是复杂的多线程应用，GDB 都是 Linux 环境下不可或缺的调试利器。
