Linux進程調試：GDB調試步驟詳解

一、調試前的準備工作

1. 安裝GDB

多數Linux發行版默認安裝GDB，若未安裝，可通過包管理器安裝（如Ubuntu使用sudo apt install gdb，CentOS使用sudo yum install gdb）。

2. 編譯可調試程序

調試前需為程序添加調試信息（包含變量名、源代碼行號等），編譯時需加入-g參數。例如：
gcc -g program.c -o program（C程序）或g++ -g program.cpp -o program（C++程序）。
注意：避免使用-O（優化）參數，否則會干擾調試（如變量被優化掉，無法查看）。

二、啟動GDB調試

在終端輸入以下命令啟動GDB并加載可執行文件：
gdb ./program
成功啟動后，會進入GDB交互界面（提示符為(gdb)）。

三、設置斷點（暫停程序執行的關鍵）

斷點是調試的核心工具，用于讓程序在指定位置暫停，方便檢查狀態。常見用法：

• 在函數入口設置斷點：break main（在main函數開頭暫停）；
• 在指定行設置斷點：break file.c:10（在file.c文件的第10行暫停）；
• 設置條件斷點（僅在滿足條件時暫停）：break file.c:10 if x == 5（當變量x等于5時，在第10行暫停）。

四、運行程序

設置斷點后，使用run（或簡寫r）命令啟動程序。若程序需要命令行參數，可緊跟參數：
run arg1 arg2（將arg1、arg2作為程序的輸入參數）。

五、單步執行程序（逐行跟蹤邏輯）

程序暫停后，可通過以下命令控制執行流程：

• next（或簡寫n）：執行下一行代碼，不進入函數內部（適合快速跳過函數調用）；
• step（或簡寫s）：執行下一行代碼，進入函數內部（適合跟蹤函數內部的邏輯）；
• finish：執行完當前函數，暫停在函數返回處（無需逐行執行函數內的代碼）。

六、查看程序狀態（定位問題的關鍵）

1. 查看變量值

• 查看指定變量：print x（打印變量x的當前值）；
• 以十六進制查看：print /x x（以十六進制格式顯示變量x的值）；
• 自動顯示變量：display x（每次程序暫停時，自動打印變量x的值）。

2. 查看調用棧（函數調用鏈）

使用backtrace（或簡寫bt）命令，顯示當前函數的調用順序（從main函數到當前函數），幫助定位崩潰發生的位置（如“段錯誤”通常源于非法內存訪問）。

3. 查看源代碼

• 查看當前位置附近代碼：list（或簡寫l）；
• 查看指定函數代碼：list main（查看main函數的代碼）；
• 查看指定行附近代碼：list 10（查看第10行附近的代碼）。

七、修改程序狀態（驗證假設）

調試時，可通過以下命令動態修改變量值，無需重新編譯程序，快速驗證假設：

• 修改變量值：set variable x = 10（將變量x的值修改為10）；
• 修改內存內容：x/8xb &x（以十六進制查看變量x的內存布局，8表示顯示8個字節，x表示十六進制格式）。

八、繼續執行程序

使用continue（或簡寫c）命令，讓程序從當前暫停位置繼續執行，直到遇到下一個斷點或程序結束。

九、退出GDB

調試完成后，使用quit（或簡寫q）命令退出GDB，返回終端。

十、進階技巧（應對復雜場景）

1. 查看內存內容

使用x命令查看指定內存地址的內容，格式為x/<數量><格式><大小> <地址>。例如：
x/4xb 0x7fffffffe000（查看從地址0x7fffffffe000開始的4個字節，以十六進制格式顯示）。

2. 調試Core文件（程序崩潰分析）

當程序崩潰時，系統會生成Core文件（記錄崩潰時的內存狀態），使用以下命令調試：

• 允許生成Core文件：ulimit -c unlimited（解除Core文件大小限制）；
• 用GDB分析Core文件：gdb ./program core（加載Core文件，查看崩潰時的調用棧）。

3. 多線程調試

對于多線程程序，可使用以下命令：

• 查看所有線程：info threads（顯示線程ID、狀態等信息）；
• 切換到指定線程：thread 2（切換到線程ID為2的線程）；
• 在線程中設置斷點：break file.c:10 thread 2（僅在線程2執行到第10行時暫停）。

通過以上步驟，可系統性地使用GDB調試Linux進程，快速定位邏輯錯誤、崩潰、死循環等問題。實踐中需結合具體場景靈活運用，如通過watch命令監控變量變化、通過disassemble命令查看匯編代碼等。