gdb 命令 #

gdb（GNU 调试器）是一个功能强大的调试工具，用于调试 C、C++和其他编程语言编写的程序。它允许开发者检查程序在运行时的内部状态，设置断点，查看变量值，以及逐步执行代码。

语法 #

gdb [选项] [程序 [核心文件/进程ID]]

常用选项 #

基本 GDB 命令 #

1. 启动和退出 #

2. 运行和停止 #

3. 断点和观察点 #

4. 检查程序状态 #

5. 修改程序状态 #

6. 其他命令 #

位置指定方式 #

在 GDB 中，可以通过多种方式指定位置：

1. 函数名：break main
2. 行号：break 42
3. 文件:行号：break file.c:42
4. 文件:函数：break file.c:main
5. +偏移：break +1（当前行之后的第一行）
6. -偏移：break -1（当前行之前的第一行）
7. 地址：break *0x12345678
8. 偏移量：break *main+20

高级用法 #

1. 条件断点 #

break 位置 if 条件

例如：

break 42 if i == 100

2. 命令列表 #

可以为断点指定一系列命令，当断点触发时自动执行：

break 位置
commands
命令1
命令2
...
end

例如：

break 42
commands
print i
print j
continue
end

3. 捕获异常 #

catch throw        # 捕获所有C++异常
catch catch        # 捕获C++异常处理
catch assert       # 捕获失败的断言
catch syscall      # 捕获系统调用

4. 打印设置 #

set print array on           # 漂亮地打印数组
set print pretty on          # 漂亮地打印结构
set print object on          # 显示对象的派生类型
set print static-members off # 不显示静态成员
set print elements 100       # 限制显示的数组元素数量

5. 自定义 GDB 命令 #

define 命令名
  命令1
  命令2
  ...
end

例如：

define plist
  set $n = $arg0->next
  while $n != 0
    print *$n
    set $n = $n->next
  end
end

6. 调试多线程程序 #

info threads                # 显示所有线程
thread 编号                  # 切换到指定线程
set scheduler-locking on    # 只运行当前线程
set scheduler-locking off   # 允许所有线程运行
set scheduler-locking step  # 在单步执行时只运行当前线程
thread apply all 命令        # 对所有线程应用命令

7. 调试共享库 #

info sharedlibrary          # 显示已加载的共享库
set auto-solib-add on       # 自动加载共享库符号
sharedlibrary 正则表达式      # 加载匹配的共享库符号

8. 调试核心转储 #

gdb 程序 core               # 使用核心转储文件启动GDB
generate-core-file         # 为当前程序生成核心转储

9. 远程调试 #

target remote 主机:端口      # 连接到远程GDB服务器

10. 反向调试 #

record                     # 开始记录执行历史
record stop                # 停止记录
reverse-continue           # 反向继续执行
reverse-step               # 反向单步执行
reverse-next               # 反向单步执行（不进入函数）
reverse-finish             # 反向执行到函数调用点

实用示例 #

1. 基本调试会话 #

$ gdb ./myprogram
(gdb) break main
(gdb) run
(gdb) next
(gdb) print variable
(gdb) continue
(gdb) quit

2. 调试段错误 #

$ gdb ./myprogram
(gdb) run
Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
(gdb) backtrace
(gdb) frame 2
(gdb) list
(gdb) print *ptr

3. 条件断点 #

(gdb) break 42 if i == 100
(gdb) run

4. 观察变量 #

(gdb) watch global_var
(gdb) run
Hardware watchpoint 1: global_var
Old value = 0
New value = 42

5. 检查数据结构 #

(gdb) print *node
(gdb) print node->next->data
(gdb) ptype struct Node

6. 调试多线程程序 #

(gdb) info threads
(gdb) thread 2
(gdb) bt
(gdb) thread apply all bt

7. 使用断点命令 #

(gdb) break 42
(gdb) commands
> silent
> print i
> print j
> continue
> end
(gdb) run

8. 调试内存问题 #

(gdb) set environment MALLOC_CHECK_=2
(gdb) run

9. 保存和恢复断点 #

(gdb) save breakpoints breakpoints.txt
(gdb) source breakpoints.txt

10. 使用 GDB 脚本 #

创建script.gdb文件：

set pagination off
break main
run
next 5
print variable
continue
quit

然后运行：

$ gdb -x script.gdb ./myprogram

调试 C++特性 #

1. 设置断点在重载函数 #

(gdb) break 'MyClass::method(int)'
(gdb) break 'MyClass::method(std::string)'

2. 查看 STL 容器 #

(gdb) print myvector
(gdb) print myvector._M_impl._M_start[0]
(gdb) print mymap['key']

3. 调试模板 #

(gdb) break 'MyTemplate<int>::method'

4. 查看虚函数表 #

(gdb) p *((void ***)obj)[0]@10

调试内存问题 #

1. 检查内存泄漏 #

GDB 本身不是内存泄漏检测工具，但可以与 Valgrind 等工具结合使用：

$ valgrind --leak-check=full --vgdb=yes --vgdb-error=0 ./myprogram
$ gdb ./myprogram
(gdb) target remote | /usr/lib/valgrind/../../bin/vgdb

2. 检查野指针 #

(gdb) watch *pointer
(gdb) run

3. 检查缓冲区溢出 #

(gdb) break function
(gdb) run
(gdb) print buffer
(gdb) x/20x buffer

常见问题排查 #

1. 没有调试信息 #

错误：

No debugging symbols found in ./myprogram

解决方案：

# 使用-g编译程序
gcc -g -o myprogram myprogram.c

2. 源代码找不到 #

错误：

No such file or directory.

解决方案：

(gdb) directory /path/to/source

3. 优化代码调试困难 #

问题：变量值不正确或行号混乱

解决方案：

# 编译时禁用优化
gcc -g -O0 -o myprogram myprogram.c

4. 无法设置断点 #

错误：

Function "function" not defined.

解决方案：

# 确保函数名正确，对于C++可能需要使用完整的名称
(gdb) break Namespace::Class::function

5. 调试共享库 #

问题：无法看到共享库中的符号

解决方案：

(gdb) set auto-solib-add on
(gdb) sharedlibrary

GDB 图形界面 #

1. GDB TUI 模式 #

GDB 内置的文本用户界面：

(gdb) tui enable

或启动时使用：

gdb -tui ./myprogram

TUI 常用命令：

(gdb) layout src      # 显示源代码窗口
(gdb) layout asm      # 显示汇编窗口
(gdb) layout split    # 同时显示源代码和汇编
(gdb) layout regs     # 显示寄存器窗口
(gdb) focus cmd       # 焦点切换到命令窗口
(gdb) focus src       # 焦点切换到源代码窗口
(gdb) refresh         # 刷新显示

2. 外部前端 #

• DDD：数据显示调试器，提供数据结构可视化
• Eclipse：通过 CDT 插件提供 GDB 集成
• Visual Studio Code：通过扩展提供 GDB 支持
• Emacs：通过 GUD 模式集成 GDB
• gdbgui：基于浏览器的 GDB 前端

GDB 配置文件 #

GDB 启动时会读取以下配置文件：

1. /etc/gdb/gdbinit：系统范围的初始化文件
2. ~/.gdbinit：用户主目录中的初始化文件
3. ./.gdbinit：当前目录中的初始化文件

常用的.gdbinit配置：

# 启用漂亮打印
set print pretty on
set print array on
set print array-indexes on

# 禁用分页
set pagination off

# 保存历史命令
set history save on
set history filename ~/.gdb_history
set history size 10000

# 自动反汇编
define hook-stop
  disassemble $pc-8, $pc+16
end

# 自定义命令
define phead
  print *(void **)($arg0)
end

与其他调试工具的比较 #

提示和技巧 #

1. 使用简写命令 #

大多数 GDB 命令都有简写形式：

• b 代替 break
• c 代替 continue
• n 代替 next
• s 代替 step
• p 代替 print
• bt 代替 backtrace

2. 使用命令历史 #

• 上下箭头键浏览历史命令
• Ctrl+R 搜索历史命令

3. 使用 Python 扩展 #

GDB 支持 Python 脚本，可以扩展功能：

# 在.gdbinit中
python
def print_list(val):
    result = []
    node = val
    while node != 0:
        result.append(node['data'])
        node = node['next']
    return result

class LinkedListPrinter:
    def __init__(self, val):
        self.val = val

    def to_string(self):
        return "LinkedList with elements: " + str(print_list(self.val))

def lookup_type(val):
    if str(val.type) == 'LinkedList *':
        return LinkedListPrinter(val)
    return None

gdb.pretty_printers.append(lookup_type)
end

4. 使用断点条件和命令 #

(gdb) break file.c:123 if i > 100
(gdb) commands
> silent
> print i
> print j
> continue
> end

5. 使用宏 #

(gdb) macro expand MACRO(arg)

6. 使用反向调试 #

(gdb) record
(gdb) continue
# 程序崩溃
(gdb) reverse-stepi
(gdb) reverse-next

7. 保存调试会话 #

(gdb) save breakpoints bp.txt
(gdb) save history history.txt

8. 使用 GDB 仪表板 #

安装 GDB 仪表板（一个增强的 GDB 界面）：

wget -P ~ https://git.io/.gdbinit

9. 调试优化代码 #

(gdb) set debug-file-directory /path/to/debug/files
(gdb) set substitute-path /build/path /local/path

10. 使用 GDB 脚本自动化调试 #

gdb -batch -ex "run" -ex "bt" -ex "quit" ./myprogram

扩展阅读 #

• GDB 官方文档
• GDB 快速参考
• GDB Python API
• 使用 GDB 调试的艺术