【项目管理】GDB调试
gdb（GNU Debugger） 是 Linux 和嵌入式开发中最常用的调试工具之一，可以用来调试 C/C++ 程序、排查崩溃、分析程序流程等。在嵌入式开发中，gdb 还可以通过远程调试（gdbserver）调试目标设备上的程序。
这篇文章是 gdb 调试的入门指南，包括常见命令、使用场景和一些高级技巧。
安装 gdb：
sudo apt-get update
sudo apt-get install gdb
基本使用流程
编译时开启调试信息
在使用 gdb 调试程序之前，必须在编译时启用调试信息。确保编译时加上 -g 参数：
gcc -g -o my_program my_program.c
启动 gdb
启动 gdb 并加载可执行文件：
gdb ./my_program
gdb a.out
gdb app#调试完毕后退出
q: qiut
执行调试
进入 gdb 后，可以通过命令控制程序执行和调试流程：
- 设置断点。
- 单步调试。
- 查看变量值、堆栈信息等。
常用命令
程序控制
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| run 或 r | 启动程序并在 main() 函数处暂停。 |
| start | $12 |
| continue 或 c | 继续运行程序直到下一个断点或程序结束。 |
| quit 或 q | 退出 gdb 调试器。 |
| kill | 终止当前调试的程序。 |
断点管理
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| break [行号/函数名] | 在指定行号或函数入口处设置断点。 |
| info breakpoints | 查看所有断点。 |
| delete [断点编号] | 删除指定断点（不加编号则删除所有断点）。 |
| disable [编号] | 禁用某个断点（不删除）。 |
| enable [编号] | 启用某个断点。 |
| condition [编号] 条件 | 为断点设置条件（满足条件时才会触发）。 |
单步调试
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| step 或 s | 单步执行代码（进入函数内部）。 |
| next 或 n | 单步执行代码（跳过函数调用）。 |
| finish 或 fi | 执行完当前函数，返回调用函数处。 |
| until [行号] | 执行到指定行号处。 |
| jump [行号] | 使程序从当前要执行的代码处，直接跳转到指定位置处继续执行后续的代码。 |
变量和内存查看
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| print [变量名] 或 p [变量名] | 打印变量值（支持表达式）。 |
| set variable [变量名]=值 | 修改变量值。 |
| info locals | 查看当前函数中的所有局部变量。 |
| info variables | 查看程序中定义的变量。 |
| x/[格式][单位] 地址 | 查看内存内容（如 x/4xw 查看 4 个字）。 |
格式说明：
- 格式：x（十六进制）、d（十进制）、c（字符）、s（字符串）。
- 单位：
- b：字节（1 byte）。
- h：半字（2 bytes）。
- w：字（4 bytes）。
- g：双字（8 bytes）。
查看代码和堆栈
| 命令 | 功能 |
|---|---|
| list 或 l | 查看当前代码（默认显示 10 行）。 |
| list [行号/函数名] | 查看指定行号或函数的代码。 |
| backtrace 或 bt | 显示函数调用堆栈。 |
| frame [编号] | 切换到指定堆栈帧。 |
| info frame | 查看当前堆栈帧的信息。 |
以下是示例代码的调试界面（仅截部分作为参考）：
高级功能
条件断点
为断点设置触发条件，只有条件满足时程序才会暂停：
break 42 if x > 10# 示例：在第 42 行设置断点，当变量 x > 10 时触发。
观察点（Watchpoint）
观察某个变量的值是否发生变化：
watch x
- 程序运行时，如果 x 的值发生改变，程序会暂停。
打印调用栈
当程序崩溃时（如发生 Segmentation Fault），可以使用以下命令打印调用栈，定位问题代码：
bt
调试核心转储文件
如果程序崩溃并生成了核心转储文件（core dump），可以使用 gdb 查看崩溃时的状态：
- 启用
core dump：
ulimit -c unlimited
- 调试
core文件：
gdb ./my_program core
- 使用
bt命令查看崩溃时的调用栈。
远程调试（gdbserver）
远程调试用于嵌入式开发，调试运行在目标设备上的程序。
步骤：
- 目标设备 上安装并启动
gdbserver：
gdbserver :1234 ./my_program
- 目标设备上的程序将在
1234 端口等待调试器连接。
- 主机 上启动
gdb并连接到目标设备：
gdb ./my_program
target remote <目标设备IP>:1234
- 调试流程与普通
gdb调试相同。
常见调试场景
1. 程序崩溃的调试
触发崩溃后，使用 bt 查看调用栈，定位崩溃的代码位置。
检查变量值是否异常：
p x
2. 内存越界问题
使用 watch 命令观察数组边界或指针的值：
watch array[index]
3. 性能问题
设置断点查看某个函数是否被频繁调用：
break function_name
- 使用
info locals和x命令检查不必要的内存分配或操作。
gdb 调试技巧
1. 使用 .gdbinit 文件
在项目目录下创建 .gdbinit 文件，可以预先配置常用命令。例如：
set pagination off
set print pretty on
2. 命令别名
为常用命令创建别名。例如：
define bmainbreak main
end
- 输入
bmain时会自动设置断点到main()。
3. 保存调试会话
将调试命令保存到脚本文件中，以便快速重现调试流程：
gdb -x commands.gdb
其中 commands.gdb 文件内容示例：
break main
run
bt
嵌入式开发中的 gdb 应用
在嵌入式开发中，gdb 通常用于调试运行在目标硬件上的程序，以下是常见场景：
- 调试裸机程序：
- 使用硬件调试器（如 JTAG）连接目标设备，通过
gdb检查寄存器和内存状态。
- 使用硬件调试器（如 JTAG）连接目标设备，通过
- 调试 RTOS 应用：
- 设置断点到任务切换点，观察任务调度是否正常。
- 调试内核模块：
- 使用
kgdb调试 Linux 内核模块。
- 使用
综上。gdb 是非常强大的调试工具，通过熟练掌握其命令和技巧，可以快速定位和解决程序中的问题。无论是调试普通 C/C++ 程序还是嵌入式设备中的驱动程序，gdb 都是不可或缺的工具。建议从常用命令入手，逐步学习高级功能，并结合实际项目练习，提升调试效率。
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