無論多么有經驗的程序員，開發的任何軟件都不可能完全沒有 bug。因此，排查及修復 bug 成為軟件開發周期中最重要的任務之一。有許多辦法可以排查 bug（測試、代碼自審等等），但是還有一些專用軟件（稱為調試器）可以幫助準確定位問題的所在，以便進行修復。

如果你是 C/C++ 程序員，或者使用 Fortran 和 Modula-2 編程語言開發軟件，那么你將會很樂意知道有這么一款優秀的調試器 – GDB – 可以幫你更輕松地調試代碼 bug 以及其它問題。在這篇文章中，我們將討論一下 GDB 調試器的基礎知識，包括它提供的一些有用的功能/選項。

在我們開始之前，值得一提的是，文章中的所有說明和示例都已經在 Ubuntu 14.04 LTS 中測試過。教程中的示例代碼都是 C 語言寫的；使用的 shell 為 bash（4.3.11）；GDB 版本為 7.7.1。

GDB 調試器基礎

通俗的講，GDB 可以讓你看到程序在執行過程時的內部流程，并幫你明確問題的所在。我們將在下一節通過一個有效的示例來討論 GDB 調試器的用法，但在此之前，我們先來探討一些之后對你有幫助的基本要點。

首先，為了能夠順利使用類似 GDB 這樣的調試器，你必須以指定的方式編譯程序，讓編譯器產生調試器所需的調試信息。例如，在使用 gcc 編譯器（我們將在本教程之后的章節用它來編譯 C 程序示例）編譯代碼的時候，你需要使用?-g?命令行選項。

想要了解 gcc 編譯器手冊頁中關于?-g?命令行選項相關的內容，請看這里。

下一步，確保在你的系統中已經安裝 GDB 調試器。如果沒有安裝，而且你使用的是基于 Debian 的系統（如 Ubuntu），那么你就可以使用以下命令輕松安裝該工具：

sudo apt-get install gdb

在其他發行版上的安裝方法，請看這里。

現在，當你按照上述的方式編譯完程序（gcc?-g?命令行選項），同時也已經安裝好 GDB 調試器，那么你就可以使用以下命令讓程序在調試模式中運行：

gdb [可執行程序的名稱]

這樣做會初始化 GDB 調試器，但你的可執行程序此時還不會被啟動。在這個時候你就可以定義調試相關的設置。例如，你可以在特定行或函數中設置一個斷點讓 GDB 在該行暫停程序的執行。

接著，為了啟動你的程序，你必須輸入執行以下 gdb 命令：

run

在這里，值得一提的是，如果你的程序需要一些命令行參數，那么你可以在這里指定這些參數。例如：

run [參數]

GDB 提供了很多有用的命令，在調試的時候總是能派的上用場。我們將在下一節討論其中一部分命令。

GDB 調試器用例

現在我們對 GDB 及其用法有了基本的概念。因此，讓我們舉例來應用所學的知識。這是一段示例代碼：

#include int main(){ int out = 0, tot = 0, cnt = 0; int val[] = {5, 54, 76, 91, 35, 27, 45, 15, 99, 0}; while(cnt < 10) { out = val[cnt]; tot = tot + 0xffffffff/out; cnt++; } printf("/n Total = [%d]/n", tot); return 0;}

簡單說明一下這段代碼要做什么事。獲取?val?數組中每一個值，將其賦值給?out?變量，然后將?tot?之前的值與?0xffffffff/out?的結果值累加，賦值給?tot?變量。

這里遇到的問題是，當執行這段代碼編譯后的可執行程序時，產生以下錯誤：

$ ./gdb-testFloating point exception (core dumped)

因此，要調試這段代碼，第一步是使用?-g?選項編譯程序。命令如下：

gcc -g -Wall gdb-test.c -o gdb-test

接著，讓我們運行 GDB 調試器并指定要調試的可執行程序。命令如下：

gdb ./gdb-test

現在，我剛才得到的錯誤是?Floating point exception，大部分人可能已經知道，這是因為?n % x，當 x 為 0 時導致的錯誤。所以，考慮到這一點，我在 11 行代碼除法運算的位置處添加了一個斷點。如下：

(gdb)&;break 11

注意?(gdb)?是調試器的提示信息，我只輸入了?break 11?命令。

現在，讓 GDB 開始運行程序：

run

當斷點第一次被命中時，GDB 顯示如下輸出：

Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:1111 tot = tot + 0xffffffff/out;(gdb)

正如你所看到的那樣，調試器會顯示斷點所在的行代碼。現在，讓我們打印出此時?out?的值。如下：

(gdb) print out$1 = 5(gdb)

如上所示，值?5?被打印出來了。這個時候一切都還是正常的。讓調試器繼續執行程序直到命中下一個斷點，可以通過使用?c?命令來完成：

c

重復上述操作，直到?out?值變為?0?時。

.........Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:1111 tot = tot + 0xffffffff/out;(gdb) print out$2 = 99(gdb) cContinuing.Breakpoint 1, main () at gdb-test.c:1111 tot = tot + 0xffffffff/out;(gdb) print out$3 = 0(gdb)

現在，為了進一步確認問題，我使用 GDB 的?s（或?step）命令代替?c?命令。因為，我只想讓當前程序在第 11 行之后暫停，再一步步執行，看看這個時候是否會發生崩潰。

以下是執行之后輸出信息：

(gdb) sProgram received signal SIGFPE, Arithmetic exception.0x080484aa in main () at gdb-test.c:1111 tot = tot + 0xffffffff/out;

是的，如上輸出的第一行內容所示，這就是拋出異常的地方。當我再次嘗試運行?s?命令時，問題最終也得到了確認：

(gdb) sProgram terminated with signal SIGFPE, Arithmetic exception.The program no longer exists.

通過這種方式，你就可以使用 GDB 調試你的程序。

總結

GDB 提供了很多功能供用戶研究和使用，在這里，我們僅僅只介紹了很少一部分內容。通過 GDB 的手冊頁可以進一步了解這個工具，當你在調試代碼的時候，嘗試使用一下它。GDB 調試器有一定的學習難度，但是它很值得你下功夫學習。

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