【Linux系统编程】（十）从入门到精通！Linux 调试器 gdb/cgdb 超全使用指南，程序员必备调试神器

_OP_CHEN

发布于 2026-01-14 11:26:23

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文章被收录于专栏：C++C++

前言

作为 Linux 下 C/C++ 开发的核心工具，gdb 调试器是排查代码 bug、理解程序运行流程的必备技能。很多新手面对黑屏命令行调试望而却步，甚至资深开发者也可能只掌握基础用法。而 cgdb 作为 gdb 的增强版，更是解决了纯命令行调试看不到代码的痛点。本文将结合实战案例，从基础配置到高级技巧，全面拆解 gdb/cgdb 的使用方法，让你彻底掌握 Linux 下的调试精髓！下面就让我们正式开始吧！

一、gdb 调试基础：从环境准备到核心概念

1.1 为什么需要 gdb 调试？

在开发过程中，我们难免会遇到代码逻辑错误、变量取值异常、程序崩溃等问题。printf 打印调试虽然简单，但存在诸多局限：需要手动添加打印语句、重新编译，无法实时观察变量变化，也难以定位崩溃点。而 gdb 调试器可以直接加载可执行程序，支持断点设置、单步执行、变量监视、堆栈查看等功能，让你像 "上帝视角" 一样看透程序运行的每一个细节。

1.2 gdb 调试的前提：编译调试版本

Linux 下 gcc/g++ 默认生成的是 release 版本程序，不包含调试信息，无法使用 gdb 调试。因此，必须在编译时添加-g选项，生成包含调试信息的 debug 版本。

示例代码（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;
}

编译命令对比：

# 默认release版本，不支持gdb调试
gcc mycmd.c -o mycmd
file mycmd  # 查看程序信息，输出"not stripped"但无debug_info

# debug版本，添加-g选项，支持gdb调试
gcc mycmd.c -o mycmd -g
file mycmd  # 输出"with debug_info, not stripped"，表明包含调试信息

1.3 gdb 的启动与退出

启动 gdb

在终端中输入以下命令启动 gdb 并加载可执行程序：

gdb 可执行程序名
# 示例：gdb mycmd

启动成功后，终端会显示 gdb 版本信息，并进入 gdb 命令行模式，提示符为(gdb)。

退出 gdb

有两种常用退出方式：

输入quit或q命令：(gdb) quit；
使用快捷键Ctrl + D。

二、gdb 核心命令：从基础到实战

2.1 查看源代码（list/l）

调试时需要对照源代码查看执行位置，list命令（简写l）可以显示程序源代码。

常用用法：

显示当前位置附近的代码（默认每次 10 行）：(gdb) l 或 (gdb) list
显示指定行号附近的代码：(gdb) l 行号（示例：l 10 显示第 10 行附近代码）
显示指定函数的代码：(gdb) l 函数名（示例：l main 显示 main 函数代码）
显示指定文件的指定行代码：(gdb) l 文件名:行号（示例：l mycmd.c:1 显示 mycmd.c 第 1 行）

实战示例：

(gdb) l main  # 查看main函数代码
14
15  int main()
16  {
17      int start = 1;
18      int end = 100;
19      printf("I will begin\n");
20      int n = Sum(start, end);
21      printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
22      return 0;
23  }
24

2.2 断点操作：调试的核心（break/b）

断点是调试的核心功能，用于指定程序暂停执行的位置，方便观察变量状态和程序流程。

2.2.1 设置断点

常用断点设置方式：

按行号设置断点：(gdb) b 行号（示例：b 20 在第 20 行设置断点）
按函数名设置断点：(gdb) b 函数名（示例：b Sum 在 Sum 函数开头设置断点）
按文件 + 行号设置断点（多文件项目）：(gdb) b 文件名:行号（示例：b mycmd.c:10）

2.2.2 查看断点信息

使用info break或info b命令查看所有断点的详细信息：

(gdb) b 20  # 设置断点
Breakpoint 1 at 0x11c3: file mycmd.c, line 20.
(gdb) info b  # 查看断点信息
Num     Type           Disp Enb Address            What
1       breakpoint     keep y   0x00005555555551c3 in main at mycmd.c:20

输出说明：

Num：断点编号（后续操作断点的标识）
Type：断点类型（默认 breakpoint）
Disp：断点触发后的行为（keep 表示保留）
Enb：是否启用（y 表示启用，n 表示禁用）
Address：断点对应的内存地址
What：断点位置信息

2.2.3 删除断点

常用删除方式：

删除所有断点：(gdb) delete breakpoints 或 (gdb) d
删除指定编号的断点：(gdb) delete breakpoints 断点编号（示例：d 1 删除 1 号断点）

2.2.4 禁用 / 启用断点

无需删除断点时，可临时禁用或启用：

禁用所有断点：(gdb) disable breakpoints
启用所有断点：(gdb) enable breakpoints
禁用指定断点：(gdb) disable breakpoints 断点编号
启用指定断点：(gdb) enable breakpoints 断点编号

2.3 程序执行控制：运行、单步与继续

设置断点后，需要通过执行命令控制程序运行，逐步排查问题。

2.3.1 运行程序（run/r）

在 gdb 中输入run或r命令启动程序，程序会执行到第一个断点处暂停：

(gdb) r
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin

Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);

2.3.2 单步执行：逐过程与逐语句

单步执行是调试的核心操作，分为两种模式：

逐过程（不进入函数）：next或n（类似 VSCode 的 F10）执行当前行代码，如果是函数调用，不进入函数内部，直接执行完函数并返回结果
逐语句（进入函数）：step或s（类似 VSCode 的 F11）执行当前行代码，如果是函数调用，进入函数内部，停在函数第一行

实战示例：

(gdb) r  # 启动程序到断点
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 逐语句执行，进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n  # 逐过程执行，执行下一行
6           int result = 0;
(gdb) n  # 继续逐过程执行
7           for(int i = s; i <= e; i++)

2.3.3 继续执行（continue/c）

程序暂停在断点或单步执行后，使用continue或c命令让程序继续执行到下一个断点或程序结束：

(gdb) c
Continuing.
running done, result is: [1-100]=5050
[Inferior 1 (process 12345) exited normally]

2.3.4 执行到函数返回（finish）

在函数内部调试时，使用finish命令执行到当前函数返回，并显示返回值：

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) finish  # 执行到Sum函数返回
Run till exit from #0  Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
0x00005555555551d2 in main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
Value returned is $1 = 5050  # 显示Sum函数返回值

2.3.5 执行到指定行（until）

使用until 行号命令让程序执行到指定行，无需设置断点，适合快速跳转到目标位置：

(gdb) until 16  # 执行到第16行
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:16
16      return result;

2.4 变量操作：查看、修改与监视

调试的核心目的是观察变量取值是否符合预期，gdb 提供了丰富的变量操作命令。

2.4.1 查看变量值（print/p）

使用print或p命令查看变量、表达式的值，支持直接计算表达式。

常用用法：

查看变量值：(gdb) p 变量名（示例：p result 查看 result 变量值）；
查看表达式值：(gdb) p 表达式（示例：p start+end 计算并显示 start+end 的值）；
连续查看变量（自动递增序号）：多次使用p命令，变量值会被编号（1, 2...），可通过编号快速查看历史值。

实战示例：

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) p result  # 查看result变量值
$1 = 0
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) p i  # 查看i变量值
$2 = 1
(gdb) p s+e  # 查看表达式值
$3 = 101

2.4.2 修改变量值（set var）

调试时如果发现变量取值异常，可以使用set var 变量名=值命令直接修改变量值，验证是否是该变量导致的问题。

实战示例：假设我们修改 Sum 函数，添加一个 flag 变量控制返回值，故意设置 flag=0 导致结果异常：

#include <stdio.h>

int flag = 0;  // 故意错误，导致返回值为0
int Sum(int s, int e)
{
    int result = 0;
    for(int i = s; i <= e; i++)
    {
        result += i;
    }
    return result*flag;  // 乘以flag，结果为0
}

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;
}

调试时修改 flag 值：

(gdb) r  # 启动程序
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:24
24      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:9
9       {
(gdb) n
10          int result = 0;
(gdb) n
11          for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) until 16  # 执行到return语句前
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:16
16          return result*flag;
(gdb) p result  # 查看result值，正确应为5050
$1 = 5050
(gdb) p flag  # 查看flag值，发现为0
$2 = 0
(gdb) set var flag=1  # 修改flag值为1
(gdb) p flag  # 验证修改结果
$3 = 1
(gdb) n  # 执行return语句
17      }
(gdb) n
main () at mycmd.c:25
25      printf("running done, result is: [%d-%d]=%d\n", start, end, n);
(gdb) n
running done, result is: [1-100]=5050  # 结果正常，验证问题根源

2.4.3 跟踪显示变量（display/undisplay）

使用print命令需要手动重复输入，而display命令可以设置变量跟踪，每次程序暂停时自动显示变量值，适合需要持续观察的变量。

常用用法：

跟踪变量：(gdb) display 变量名（示例：display i 跟踪循环变量 i）；
查看跟踪列表：(gdb) info display；
取消跟踪：(gdb) undisplay 跟踪编号（示例：undisplay 1 取消编号为 1 的跟踪）。

实战示例：

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) display i  # 跟踪i变量
1: i = 1
(gdb) n
9               result += i;
1: i = 1
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
1: i = 1
(gdb) n
9               result += i;
1: i = 2  # 自动显示i的最新值

2.5 堆栈查看：定位崩溃位置（backtrace/bt）

当程序崩溃时（如段错误），最关键的是定位崩溃发生的函数调用链。backtrace或bt命令可以显示当前的函数调用栈，包括每个函数的调用位置和参数。

实战场景：假设程序崩溃，使用 bt 命令定位：

(gdb) r  # 启动程序，程序崩溃
Starting program: /home/whb/test/crash_program 

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x0000555555555189 in func2 (p=0x0) at crash.c:8
8           *p = 10;  # 空指针解引用导致崩溃
(gdb) bt  # 查看函数调用栈
#0  0x0000555555555189 in func2 (p=0x0) at crash.c:8
#1  0x000055555555519e in func1 () at crash.c:13
#2  0x00005555555551b6 in main () at crash.c:19

输出说明：

#0：当前崩溃的函数（func2），位置在 crash.c 第 8 行，参数 p=0x0（空指针）；
#1：调用 func2 的函数（func1），位置在 crash.c 第 13 行；
#2：调用 func1 的函数（main），位置在 crash.c 第 19 行。

通过调用栈可以快速定位崩溃的根源：main 调用 func1，func1 调用 func2 并传入空指针，func2 解引用空指针导致崩溃。

2.6 查看局部变量（info locals）

使用info locals或i locals命令查看当前函数的所有局部变量及其值，无需逐个输入 print 命令，高效便捷：

(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) info locals  # 查看当前函数局部变量
result = 0
i = 1

三、gdb 高级技巧：条件断点、变量监视与更多

掌握基础命令后，高级技巧能让调试效率翻倍，尤其适合复杂场景下的问题排查。

3.1 条件断点：精准定位特定场景

普通断点会在每次执行到该位置时暂停，而条件断点只在满足指定条件时才暂停，适合循环、分支等需要特定触发条件的场景。

3.1.1 两种设置方式

新增断点时直接添加条件：(gdb) b 行号/函数名 if 条件 示例：b 9 if i == 30（在第 9 行设置断点，仅当 i=30 时暂停）。
给已有断点添加条件：(gdb) condition 断点编号条件 示例：condition 2 i == 30（给 2 号断点添加条件 i=30）。

3.1.2 实战示例：循环中定位特定值

假设 Sum 函数循环计算 1 到 100 的和，我们需要在 i=30 时观察 result 的值：

(gdb) r  # 启动程序
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) n
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) b 9 if i == 30  # 新增条件断点，i=30时暂停
Breakpoint 2 at 0x555555555186: file mycmd.c, line 9.
(gdb) c  # 继续执行
Continuing.

Breakpoint 2, Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:9
9               result += i;
(gdb) p i  # 验证i=30
$1 = 30
(gdb) p result  # 查看此时result的值（1+2+...+29=435）
$2 = 435

3.2 变量监视（watch）：捕捉变量变化

watch命令用于监视变量或表达式的值，当值发生变化时，程序会自动暂停并提示旧值和新值，适合排查变量被意外修改的问题。

3.2.1 三种监视模式

watch 变量名：监视变量值的读写变化（读写触发）；
rwatch 变量名：仅监视变量被读时触发；
awatch 变量名：仅监视变量被修改时触发。

3.2.2 实战示例：监视 result 变量变化

(gdb) r  # 启动程序
Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);
(gdb) s  # 进入Sum函数
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:5
5       {
(gdb) n
6           int result = 0;
(gdb) watch result  # 监视result变量
Hardware watchpoint 2: result
(gdb) c  # 继续执行
Continuing.

Hardware watchpoint 2: result
Old value = 0
New value = 1  # 第一次变化：result=0→1
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:7
7           for(int i = s; i <= e; i++)
(gdb) c
Continuing.

Hardware watchpoint 2: result
Old value = 1
New value = 3  # 第二次变化：result=1→3
Sum (s=1, e=100) at mycmd.c:7
7           for(int i = s; i <= e; i++)

通过 watch 命令，我们可以清晰看到 result 变量每次的变化情况，快速定位异常修改。

3.3 多线程调试：thread 命令

在多线程程序中，gdb 支持线程切换、设置线程专属断点等功能，核心命令如下：

查看所有线程：info threads；
切换到指定线程：thread 线程编号；
设置线程专属断点：b 行号 thread 线程编号；
仅当前线程执行：set scheduler-locking on（避免其他线程干扰）。

四、cgdb：gdb 的可视化增强版

gdb 虽然强大，但纯命令行模式看不到代码，需要频繁使用 list 命令查看，效率较低。cgdb 作为 gdb 的前端工具，支持分屏显示代码和 gdb 命令行，操作方式与 gdb 完全兼容，上手成本极低。

4.1 cgdb 安装

CentOS 系统：

sudo yum install -y cgdb

Ubuntu 系统：

sudo apt-get install -y cgdb

4.2 cgdb 核心操作

cgdb 的命令与 gdb 完全一致，额外增加了分屏控制快捷键：

启动 cgdb：cgdb 可执行程序名（示例：cgdb mycmd）；
切换代码屏 / 命令行屏：按Esc键进入代码屏，按i键回到命令行屏；
代码屏滚动：使用方向键或j/k键上下滚动；
退出 cgdb：与 gdb 一致，quit或Ctrl + D。

4.3 cgdb 优势展示

启动 cgdb 后，界面分为上下两部分：

上半部分：实时显示源代码，当前执行行高亮显示；
下半部分：gdb 命令行，支持所有 gdb 命令。

实战体验：

cgdb mycmd  # 启动cgdb
(cgdb) r  # 运行程序
Starting program: /home/whb/test/mycmd 
I will begin

Breakpoint 1, main () at mycmd.c:20
20      int n = Sum(start, end);

此时上半部分代码屏会高亮显示第 20 行，无需输入 list 命令即可看到当前执行位置，调试过程中代码会自动跟随执行行滚动，体验远超纯 gdb。

五、常见问题与避坑指南

5.1 无法启动 gdb 调试

问题：No debugging symbols found in 可执行程序；
原因：编译时未添加-g选项，程序无调试信息；
解决：重新编译，添加-g选项（gcc -g 源文件 -o 可执行程序）。

5.2 断点设置失败

问题：Breakpoint 1 at 0xXXXX: file 文件名.c, line 行号. (2 locations)；
原因：可能是代码被优化（如使用-O2优化选项），导致行号对应不上；
解决：编译时关闭优化（去掉-O相关选项），仅保留-g选项。

5.3 变量无法查看

问题：No symbol "变量名" in current context.
原因：变量超出作用域，或编译优化导致变量被消除。
解决：确保在变量作用域内查看，关闭编译优化。

5.4 多文件调试路径问题

问题：多文件项目中，设置其他文件断点时提示No such file or directory。
解决：使用file 文件名:行号格式设置断点，或编译时指定源文件路径。

总结

调试是编程的核心技能之一，熟练使用 gdb/cgdb 不仅能解决问题，更能帮助你深入理解程序运行机制。建议结合实际项目反复练习，将这些命令内化为肌肉记忆，成为高效的 Linux 开发者！

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原始发表：2025-12-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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