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[Linux] GDB 和 CGDB的使用及理解

article 2025/1/15 18:02:10

调试是软件开发过程中必不可少的一部分。调试的主要目的是发现程序中的错误（Bug）以及理解程序的运行逻辑，从而确保程序正常运行。GDB 和 CGDB 是 Linux 系统中最流行的调试工具之一，它们强大且高效，适合各种调试场景。本文将深入探讨这两款工具的使用方法、调试技巧，以及应对不同问题的具体操作。

什么是 Debug？

在软件开发中，Debug 是指通过各种手段和工具，定位和修复程序中的问题。Debug 的核心目标是：

发现错误：找出程序运行中产生的问题，例如变量值不对、程序崩溃等。
了解程序行为：通过分析程序运行时的状态，理解程序的实际行为是否符合预期。
提高程序健壮性：通过发现和修复问题，确保程序能在各种情况下正常工作。

Linux 系统中的调试工具以 GDB（GNU Debugger）为代表，它提供了对程序运行的全面控制，可以帮助开发者快速定位问题。CGDB 则是 GDB 的增强版，带有代码高亮和更直观的界面，进一步提升了调试效率。

GDB 简介与安装

GDB 是什么？

GDB 是一个强大的命令行调试工具，支持多种编程语言（如 C、C++ 等）。通过 GDB，开发者可以：

设置断点、监控变量的值。
单步执行代码。
查看函数调用栈。
修改运行时的变量值。

安装 GDB

在 Linux 系统中，GDB 通常已经预装。如果没有安装，可以使用以下命令安装：

# 在 Ubuntu 上
sudo apt-get install -y gdb

# 在 CentOS 上
sudo yum install -y gdb

安装完成后，通过以下命令验证安装：

gdb --version

CGDB 简介与安装

CGDB 是 GDB 的图形化增强工具，其核心功能与 GDB 一致，但提供了更加直观的界面，带有代码高亮功能，非常适合调试大型程序。

安装 CGDB

在 Linux 系统中，可以通过包管理工具安装 CGDB：

# 在 Ubuntu 上
sudo apt-get install -y cgdb

# 在 CentOS 上
sudo yum install -y cgdb

安装完成后，运行 cgdb 命令即可启动。

如何使用 GDB 进行调试

调试过程分为以下几个关键步骤：

编译时添加调试信息

在使用 GDB 调试程序前，必须确保程序在编译时包含调试信息。这需要在编译时加上 -g 选项：

gcc mycmd.c -o mycmd -g

不加 -g 编译的程序无法进行调试。

启动 GDB

通过以下命令启动 GDB，并加载目标程序：

gdb ./mycmd

启动后会进入 GDB 的命令行交互界面。

常用调试命令

以下是 GDB 中的一些常用命令：

命令	功能	示例
`list` 或 `l`	显示源码	`list main`，`list 10`
`run` 或 `r`	开始运行程序	`run`
`break` 或 `b`	设置断点	`break main`，`b 20`
`next` 或 `n`	单步执行，不进入函数	`next`
`step` 或 `s`	单步执行，进入函数内部	`step`
`continue` 或 `c`	从当前位置继续运行	`continue`
`print` 或 `p`	打印变量值	`print x`，`p start+end`
`set var`	修改变量值	`set var x=10`
`info break`	查看断点信息	`info break`
`delete` 或 `d`	删除断点	`delete 1`，`delete`
`watch`	设置变量监视点	`watch result`
`backtrace` 或 `bt`	查看当前调用栈	`backtrace`

GDB 实战案例

案例 1：简单调试

代码示例（mycmd.c）：

#include <stdio.h>
int Sum(int s, int e) {
    int result = 0;
    for (int i = s; i <= e; i++) {
        result += i;
    }
    return result;
}
int main() {
    int start = 1;
    int end = 100;
    printf("I will begin\n");
    int n = Sum(start, end);
    printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
    return 0;
}