gdb的使用与调试方法

CGDB 使用方法详解

CGDB可以理解成：

GDB 的终端图形界面版。

它不是另一套调试器，底层仍然是 GDB，只是在终端中增加了源码窗口、断点标记、当前执行行高亮和快捷键。上面通常显示源码，下面是标准 GDB 命令行；因此所有 GDB 命令在 CGDB 里仍然可以使用。CGDB

┌──────────────────────────────────────┐ │ 源码窗口：显示代码、当前执行行、断点 │ ├──────────────────────────────────────┤ │ GDB窗口：(gdb) 输入调试命令和看输出 │ └──────────────────────────────────────┘

一、安装 CGDB

Ubuntu 中执行：

sudo apt update sudo apt install cgdb gdb

检查：

cgdb --version gdb --version

CGDB 在 Ubuntu 软件仓库中属于基于 curses 的 GDB 界面。Ubuntu软件包

二、程序必须带调试信息

例如你的项目有：

client.c server.c com.c com.h

编译客户端：

gcc -Wall -Wextra -std=c11 -g -O0 \ client.c com.c -o client

编译服务端：

gcc -Wall -Wextra -std=c11 -g -O0 \ server.c com.c -o server

关键参数：

-g 在可执行文件中加入源码、变量、行号等调试信息 -O0 关闭优化，让代码执行顺序更接近源码

没有-g，CGDB 可能只能看到汇编，或者无法查看局部变量。优化开启后，还可能出现变量被优化掉、代码跳行等现象。GDB 官方建议编译时生成调试信息；关闭优化通常更容易逐行调试。Sourceware

Makefile ：

CFLAGS = -Wall -Wextra -std=c11 -g -O0

三、启动 CGDB

调试服务端：

cgdb ./server

调试客户端：

cgdb ./client

进入后，通常会自动显示包含main()的源文件。

若没有显示想看的文件，在源码窗口按：

o

打开源码文件列表，然后选择client.c、server.c或com.c。源码窗口支持文件选择、搜索、跳转和可视化断点。CGDB

四、最重要：CGDB 有不同模式

CGDB 初学最容易混乱的地方就是“我现在在哪个窗口”。

1. 源码模式

启动后一般处于源码模式。

这里可以：

j / ↓ 向下移动 k / ↑ 向上移动 gg 跳到文件开头 G 跳到文件结尾 25G 跳到第25行 /内容 向下搜索 ?内容 向上搜索 n 下一个搜索结果 N 上一个搜索结果 空格 在当前行设置断点 t 设置临时断点 o 打开源码文件列表

2. GDB 命令模式

在源码模式按：

i

光标会进入下面的 GDB 窗口，现在可以输入：

break main run print i next continue

3. 返回源码模式

在 GDB 命令窗口按：

Esc

回到上方源码窗口。

因此最核心的切换是：

源码窗口 --按 i--> GDB命令窗口 GDB窗口 --按 Esc--> 源码窗口

4. GDB 输出滚动模式

GDB 输出很多时，在 GDB 窗口按PageUp会进入历史输出滚动模式。

滚动时：

PageUp / Ctrl-u 向上 PageDown / Ctrl-d 向下 gg 最前面 G 最后面 q / Enter / i 退出滚动模式

这些模式和按键均来自 CGDB 的官方模式设计。CGDB

五、第一次完整调试流程

假设调试：

cgdb ./client

第一步：在main()设置断点

在源码窗口移动到：

int main()

或者函数内第一条有效语句，然后按：

空格

断点行旁边会出现断点标记。

也可以按i进入 GDB 窗口，输入：

break main

简写：

b main

第二步：启动程序

源码模式按：

F5

等价于：

run

简写：

r

程序运行到断点前停止，源码窗口会高亮当前即将执行的行。

第三步：查看变量

按i，输入：

print i

简写：

p i

查看指针：

p addr

十六进制显示：

p/x addr

查看指针指向的字符：

p *addr

查看第二个字节：

p addr[1]

查看第二个字节地址：

p &addr[1]

第四步：单步执行

按Esc回源码窗口，然后使用快捷键：

F8 next：执行下一行，不进入函数 F10 step：执行下一行，遇到函数则进入函数 F7 finish：执行完当前函数，返回调用者 F6 continue：继续运行到下一个断点

官方默认快捷键对应：

F5 run F6 continue F7 finish F8 next F10 step

六、next 和 step的区别

假设当前行：

int shmid = create_shm(SHM_SIZE);

执行：

next

会把整个create_shm()当成一行执行完，不进入函数内部。

执行：

step

会进入：

int create_shm(size_t size) { ... }

常用简写：

n next s step fin finish c continue

注意：在源码模式直接按字母s，它不是 GDB 的step命令，而是切换到 GDB 输出滚动模式。因此初学阶段建议使用F10，或者先按i再输入s。

七、程序执行控制命令

例如：

start

会直接启动并停在main()附近，比先设置break main再run更方便。

程序带命令行参数时：

set args hello 123 show args run

相当于正常运行：

./client hello 123

八、断点详解

1. 按函数名设置

break main break create_shm break attach_shm

2. 按行号设置

当前文件第 25 行：

break 25或者 b 25

指定文件：

break client.c:25 break com.c:15

3. 条件断点

例如只在i == 80时停止：

break client.c:30 if i == 80

也可以先设置普通断点：

break client.c:30

假设编号为 2，再添加条件：

condition 2 i == 80

4. 查看所有断点

info breakpoints

简写：

info b

GDB 会给每个断点编号，并显示是否启用、地址、源码位置和条件。Sourceware

5. 禁用和启用

disable 2 enable 2

禁用不会删除断点，只是暂时不生效。

6. 删除断点

删除编号 2：

delete 2

删除全部：

delete

按源码位置删除：

clear client.c:30

7. 临时断点

tbreak main

临时断点命中一次后自动删除。

九、查看变量和表达式

print

p i p shmid p addr p addr[0] p addr[1] p strlen(addr) p sizeof(addr)

格式化显示：

p/x i 十六进制 p/d i 十进制 p/c i 字符 p/t i 二进制

例如：

p/c 65

结果类似：

65 'A'

查看变量类型

ptype addr ptype shmid

例如：

ptype addr

可能显示：

type = char *

查看当前函数局部变量

info locals

查看当前函数参数

info args

自动显示变量

display i display addr

以后每次程序停止，GDB 都会自动显示它。

查看自动显示列表：

info display

取消：

undisplay 1

临时修改变量

set variable i = 90

简写通常也可以：

set var i = 90

这只修改当前调试进程运行时的变量，不会修改源代码文件。

十、查看内存：x命令

x表示 examine，专门查看内存。

格式：

x/数量格式单位 地址

可以理解为：

x / n f u address n：查看多少个单位 f：以什么格式显示 u：每个单位多大

常见格式：

x 十六进制 d 有符号十进制 u 无符号十进制 c 字符 s 字符串 i 汇编指令

常见单位：

b 1字节 h 2字节 w 4字节 g 8字节

GDB 官方将x定义为独立于程序数据类型的内存查看命令。Sourceware

查看共享内存中的字符串

x/s addr

查看 32 个字节的十六进制值

x/32bx addr

含义：

32：查看32个 b ：每个1字节 x ：十六进制

查看 64 个字符

x/64cb addr

查看 10 个整数

假设p是int *：

x/10dw p

查看指令

x/10i $pc

从当前程序计数器开始查看 10 条机器指令。

十一、特别适合你当前共享内存代码的调试方法

你之前有：

char *addr = attach_shm(shmid); while (i <= 90) { snprintf(addr, SHM_SIZE, "%c", i); addr += 2; }

可以在循环内部设置断点，然后查看：

p/x addr p i x/16cb addr

如果保存了原始地址：

char *base = addr;

可以查看移动了多少字节：

p addr - base

例如输出：

$1 = 20

说明addr已经向后移动了 20 字节。

查看整个共享内存开头：

x/64cb base

查看字符串：

x/s base

循环结束前检查：

p/x base p/x addr p addr - base

这样可以直接证明：

base 仍是 shmat() 返回的起始地址 addr 已经因为 addr += 2 向后移动

最后必须：

detach_shm(base);

而不是：

detach_shm(addr);

十二、查看函数调用栈

程序崩溃或卡住时，最重要的命令是：

backtrace

简写：

bt

输出可能类似：

#0 commshm() at com.c:15 #1 create_shm() at com.c:6 #2 main() at server.c:8

意思是：

main() └── create_shm() └── commshm() 当前停在这里

显示局部变量：

bt full

切换栈帧：

frame 0 frame 1 frame 2

向调用者移动：

up

向被调用函数移动：

down

调用栈由一系列栈帧组成，GDB 可以查看每层函数的参数、局部变量和源码位置。Sourceware

十三、调试段错误

程序出现：

Segmentation fault

在 CGDB 中重新运行：

run

发生段错误后通常会自动停住，然后按顺序执行：

bt frame 0 info locals info args list p 相关指针 x/16bx 相关指针

例如：

p addr p/x addr x/16bx addr

如果地址是：

0x0

通常说明空指针。

还可以检查：

p shmid p addr == (void *)-1

调试shmat()时尤其有用。

十四、监视变量什么时候被修改

例如想知道addr什么时候变化：

watch addr

程序继续运行：

continue

当addr += 2修改addr时，GDB 会停止，并显示旧值和新值。

监视共享内存第一个字节：

watch base[0]

监视i：

watch i

查看监视点：

info breakpoints

删除方式与普通断点相同：

delete 3

Watchpoint 是一种在表达式值发生变化时停止程序的特殊断点；某些平台使用硬件监视点，软件监视点则可能明显降低执行速度。Sourceware

对于你的共享内存实验，最好在实际执行写操作的客户端进程中设置监视点；服务端和客户端是两个独立进程，通常应分别调试。

十五、调试客户端和服务端

client和server是两个独立可执行程序，最简单可靠的方法是使用两个 CGDB。

终端一

cgdb ./server

设置断点：

break main break server.c:读取数据的行号 run

终端二

cgdb ./client

设置断点：

break main break client.c:写共享内存的行号 run

终端三

继续监视进程：

watch -n 1 \ 'ps -o pid,ppid,pgid,sid,stat,wchan:25,cmd -C client -C server'

这样可以同时观察：

服务端停在哪里 客户端停在哪里 共享内存内容如何变化 进程当前是否睡眠或运行

十六、附加到已经运行的进程

假设服务端已经运行：

./server

另一个终端查询 PID：

pgrep -x server

假设结果：

1281513

打开 CGDB：

cgdb ./server

按i，输入：

attach 1281513

附加后，GDB 会先暂停该进程。接下来可以：

bt info locals p addr continue

完成后：

detach

detach会解除调试控制，并让进程继续独立运行。GDB 官方支持通过 PID 附加到已运行进程；附加时会先停止该进程，随后可以设置断点、单步和查看变量。Sourceware

这个方法特别适合判断：

服务端到底阻塞在read()、sleep()、open()，还是别的位置。

附加后执行：

bt

就能看到当前调用链。

十七、调试fork()父子进程

如果程序内部调用fork()，想让调试器跟踪子进程：

set follow-fork-mode child

想继续跟踪父进程：

set follow-fork-mode parent

希望父子进程都保留在 GDB 控制下：

set detach-on-fork off

查看所有被调试进程：

info inferiors

切换到第二个进程：

inferior 2

恢复默认的“分离另一个进程”模式：

set detach-on-fork on

GDB 在 Linux 上支持通过follow-fork-mode选择父进程或子进程，并通过detach-on-fork off同时保留多个 fork 产生的进程。Sourceware

十八、调试系统调用

你正在学习管道、共享内存，可以让 GDB 在系统调用发生时停止。

捕获read()：

catch syscall read

捕获write()：

catch syscall write

同时捕获：

catch syscall read write

捕获 System V 共享内存相关调用：

catch syscall shmget shmat shmdt shmctl

查看捕获点：

info breakpoints

继续：

continue

注意，这可能会非常频繁地停止，因为标准库和动态链接器也可能执行很多系统调用。GDB 的catch syscall可以根据系统调用名称或编号创建捕获点，具体可用名称取决于目标系统和 GDB 的系统调用数据库。Sourceware

十九、调试命名管道中的SIGPIPE

如果写端向已经没有读端的管道写入，程序可能收到SIGPIPE。

让 GDB 收到SIGPIPE时停住：

handle SIGPIPE stop print pass

含义：

stop 收到信号时停止 print 显示提示 pass 继续时仍把信号交给程序

查看信号配置：

info signals SIGPIPE

GDB 可以配置不同信号是停止、打印、传递还是忽略；SIGPIPE在 Unix 系统中是标准信号之一。Sourceware

二十、程序输入输出和 CGDB 命令冲突

假如被调试程序需要：

scanf(...) read(STDIN_FILENO, ...)

程序输入和 GDB 命令可能都在同一个终端，看起来比较乱。

对于你的 SSH 环境，建议给被调试程序指定另一个终端。

在另一个终端执行：

tty

假设输出：

/dev/pts/5

在 CGDB 的 GDB 窗口执行：

set inferior-tty /dev/pts/5

然后：

run

此时：

CGDB窗口：输入调试命令 /dev/pts/5：显示程序输出、接收程序输入

查看当前设置：

show inferior-tty

GDB 官方支持通过set inferior-tty将被调试程序的输入输出定向到指定终端。Sourceware

CGDB 源码模式还提供Ctrl-T打开新的被调试程序终端，不过在纯 SSH 环境中，手动指定/dev/pts/N往往更稳定。CGDB

二十一、窗口快捷键

在源码模式中：

这些是 CGDB 自身快捷键，不是 GDB 命令。CGDB

二十二、配置 CGDB

配置文件默认是：

~/.cgdb/cgdbrc

创建：

mkdir -p ~/.cgdb nano ~/.cgdb/cgdbrc

推荐配置：

set autosourcereload set color set hlsearch set ignorecase set tabstop=4 set winsplitorientation=horizontal set winsplit=src_big

含义：

autosourcereload 源文件修改后自动重新加载 color 开启颜色 hlsearch 高亮搜索结果 ignorecase 搜索时忽略大小写 tabstop=4 Tab显示为4个空格 winsplitorientation 源码和GDB上下排列 winsplit=src_big 源码窗口稍大

也可以改成左右布局：

set winsplitorientation=vertical

CGDB 默认把用户配置、历史和日志放在~/.cgdb/，启动时会读取其中的cgdbrc；窗口布局、搜索、颜色、Tab 宽度等均可配置。CGDB

临时设置时，在源码模式输入：

:set winsplitorientation=vertical

配置文件中则直接写：

set winsplitorientation=vertical

二十三、常见问题

1. 看不到源码

重新编译：

gcc -g -O0 main.c -o main cgdb ./main

确认启动的是可执行文件，不是源码：

cgdb ./main

不是：

cgdb main.c

2. 变量显示<optimized out>

关闭优化：

gcc -g -O0 main.c -o main

3. 显示No symbol "addr" in current context

可能原因：

当前还没执行到 addr 的作用域 当前栈帧不是定义 addr 的函数 程序没有使用 -g 编译 编译器把变量优化掉了

先执行：

bt frame 0 info locals

4. 程序正在运行，不能输入命令

按：

Ctrl-C

这会中断被调试程序，让控制权回到 GDB。

注意这里终止的是程序当前运行，不一定退出 CGDB。

5. 终端突然“冻住”

可能误按了：

Ctrl-S

按：

Ctrl-Q

恢复。

然后输入等价 GDB 命令：

run next step continue finish

二十四、命令快查

i 进入GDB命令窗口 Esc 回到源码窗口 空格 设置源码断点 start 启动并停在main run / r 从头运行 continue / c 继续运行 next / n 下一行，不进函数 step / s 下一行，进入函数 finish 跳出当前函数 break / b 设置断点 info breakpoints 查看断点 delete 删除断点 print / p 查看变量 info locals 查看局部变量 display 每次停止自动显示变量 watch 变量变化时停止 x/32bx addr 查看32字节十六进制内存 x/s addr 按字符串查看内存 bt 查看调用栈 frame N 切换栈帧 up / down 上下切换栈帧 quit / q 退出