無論是對于初學者還是資深程序員，GDB都提供了豐富的功能和靈活性，幫助開發者有效地定位、分析和解決程序中的錯誤
本文將深入介紹GDB的基本用法、高級技巧以及一些實戰案例，旨在幫助讀者全面掌握這一調試利器
一、GDB簡介 GDB是GNU項目的一部分，它支持多種編程語言（主要是C和C++），能夠運行在各種UNIX-like系統上，包括Linux、macOS等
GDB的核心功能包括： - 設置斷點：在代碼的特定行或函數上設置斷點，使程序運行到此處時暫停
- 單步執行：逐步執行程序，逐行或逐函數調用地檢查程序行為
查看變量：實時查看和修改程序中變量的值
表達式求值：在調試過程中計算任意表達式的值
- 堆棧跟蹤：顯示程序調用棧的當前狀態，幫助理解程序執行的上下文
- 內存檢查：檢查內存使用情況，查找內存泄漏和非法訪問
二、GDB基礎使用 1. 編譯程序以包含調試信息 在使用GDB之前，首先需要確保你的程序被編譯時包含了調試信息
這通常通過添加`-g`選項給GCC編譯器來實現： gcc -g -o my_programmy_program.c `-g`選項告訴編譯器生成包含調試信息的可執行文件
2. 啟動GDB 有兩種方式啟動GDB： - 直接在命令行中輸入`gdb`后跟可執行文件名： bash gdbmy_program - 在GDB啟動后，使用`file`命令加載可執行文件： gdb (gdb) file my_program 3. 設置斷點并運行程序 設置斷點是在特定行或函數上暫停程序執行的關鍵步驟
例如，要在`main`函數上設置斷點，可以使用： (gdb) break main 或者，在某一行上設置斷點： (gdb) breakmy_program.c:10 設置斷點后，使用`run`命令啟動程序： (gdb) run 程序會在遇到第一個斷點處暫停
4. 查看和修改變量 在程序暫停時，可以使用`print`命令查看變量的值： (gdb) printvariable_name 也可以修改變量的值： (gdb) set variable variable_name = new_value 5. 單步執行和繼續執行 - `next`（或`n`）：執行下一行代碼，但不進入函數調用
- `step`（或`s`）：執行下一行代碼，如果下一行是函數調用，則進入該函數
- `continue`（或`c`）：繼續執行程序，直到遇到下一個斷點或程序結束
6. 退出GDB 使用`quit`命令退出GDB： (gdb) quit 三、GDB高級技巧 1. 條件斷點 條件斷點允許程序僅在滿足特定條件時暫停
例如，只在`x`等于5時停在`if`語句上： (gdb) break if x == 5 2. 觀察點和捕獲點 - 觀察點：監視變量或表達式的值變化，一旦變化即暫停程序
gdb (gdb) watch variable_name 捕獲點：當程序拋出或捕獲特定類型的異常時暫停
gdb (gdb) catch throw (gdb) catch catch 3. 調用棧管理 - `backtrace`（或`bt`）：顯示當前調用棧
- `up`和`down`：在調用棧中向上或向下移動
- `frame`：選擇特定的棧幀
4. 內存檢查和調試信息 - `x`命令用于檢查內存地址處的數據
gdb (gdb) x/10xw 0xaddress 以16進制顯示從地址開始的10個word（4字節） - `info registers`：顯示當前CPU寄存器的狀態
- `info breakpoints`：列出所有斷點
- `info locals`和`infoargs`：分別顯示當前棧幀的局部變量和參數
四、實戰案例
假設我們有一個簡單的C程序`example.c`，其中包含一個數組越界的錯誤：
include 接下來，我們可以單步執行到`print_array`函數調用處，并在函數內部設置條件斷點：
(gdb) step
(gdb) breakprint_array if i == 5 注意：此時i還未定義，但GDB會記住這個條件
(gdb) continue
當程序嘗試訪問`arr【5】`時，由于我們設置了條件斷點，GDB會在此時暫停 此時，我們可以檢查`i`和`arr【i】`的值：
(gdb) print i
$1 = 5
(gdb) printarr【i】 這里訪問的是未定義行為，但GDB通常會嘗試顯示
通過檢查調用棧，我們可以更清楚地理解錯誤發生的上下文：
(gdb) backtrace
最終，我們可以修改源代碼中的錯誤，確保循環條件是`i
