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作者：HywelStar
Hi, 在这国庆假期分享关于作为在Linux应用程序下必备掌握调试工具GDB，类似这种工具就Keil 在线调试，只不过GDB并没有图形界面，功能上都还差不多。对于调优和排错可能会使用上该工具。
1 认识GDB
1.1 什么是 GDB
GDB(GNU symbolic debugger) 是一款功能强大的命令行调试器，它可以帮助开发者跟踪程序的运行，排查代码中的问题。使用 GDB，开发者可以查看程序崩溃时的上下文信息，设定断点，逐步执行代码，检查变量的值，并通过回溯函数调用栈分析问题。
1.2 GDB的作用
对于嵌入式开发，尤其是在 Linux 环境下，GDB 是调试 C/C++ 程序的利器：
定位崩溃：当程序由于段错误 (Segmentation fault) 或内存非法访问而崩溃时，GDB 可以提供有用的堆栈信息，帮助开发者迅速定位问题。 调试嵌入式系统：在嵌入式环境中，程序可能会在资源受限的设备上运行，GDB 可以通过 远程调试（remote debugging） 在开发机器上调试目标设备的程序，极大提升开发效率。 灵活性高：GDB 允许你在程序的不同执行阶段进行精确控制，从而对代码进行逐步分析。
2. 基础操作
在 Linux 系统中，要使用 GDB 调试程序，首先需要编译程序时加上 -g 选项，以便生成调试符号。以 GCC 为例，编译命令如下：
gcc -g -o my_program my_program.c编译完成后，可以通过以下方式启动 GDB：
gdb ./my_program这里需要提示下关于-g和不带-g
加入-g表示在编译时候生成调试信息，使得调试器能够关联源代码和生成的二进制文件。它不会对程序的功能造成影响，但会增加二进制文件的大小。
其实-g有点像是在生成的二级制叫做Debug版本，没有加-g并且进行优化后生成的二进制版本程序relase版本，相信在使用过keil类似软件都会有涉及这个问题。关于大小也是Debug版本偏大。
3. GDB常用命令
GDB 调试过程常用命令：
3.1 启动程序
run 或r启动运行。
r(run) [args]使用 run 命令启动程序，括号内可以带上程序的参数。如果程序已经运行过，使用 r 可以重新启动。
3.2 断点相关控制
# 添加断点break mainbreak factorial# 多文件设置断点 < 设置my_program.c第10行设置断点 >break my_program.c:10# 查询断点info b# 删除某处断点 < 删除my_program.c第10行设置断点 >d my_program.c:10# 删除某个断点，根据编号 < n 序号(info b中的序号)>d n# 删除所有断点d breakpoints# 关闭所有断点，使它无效，n可以代表编号，不带n表示所有disable b [n]# 使所有断点有效, n可以代表编号，不带n表示所有enable b [n]
3.3 逐行执行
# 执行当前行代码，并跳过函数调用。n或者next(类似F10)n(next)# 当前行代码，并且如果当前行包含函数调用，step 会进入该函数内部，逐行调试该函数内部的代码s 或者step (类似F11)s(step)
3.4 文件相关查看
# 查看源文件的地方, xxx.c 文件，n为行号b xxx.c:nb my_program.c:10# 随机查看l# l 0 或者 l 1第一行开始的10行代码l <1 or 0>
3.5 变量查看
print 命令用于显示当前作用域下的变量值，info locals 可以查看当前作用域内的所有局部变量。
# 查看变量p(print) var# 查看当前作用域内的所有局部变量。info locals# 修改变量set var# 跟踪某个变量，每次停下都打印值display <var># 取消跟踪undisplay n # 取消编号为 n 的跟踪
跟踪sum变量；
3.6 堆栈查看
堆栈（stack） 是非常重要的工具，尤其是当你需要了解程序在某个时刻的调用顺序、函数参数传递和返回值时。堆栈保存了函数的调用历史，可以帮助你追踪程序的执行路径。
# 查看堆栈信息bt# 切换到指定的栈帧nframe n# 显示当前栈的局部变量以价值info locals# 查看当前函数传递的参数info args
4. 常用操作
了解GDB 相关命令，但是在工作中在什么情景会用上，其实当你用上GDB时候，大多数情况是在于应用程序发生了问题出现一些异常，需要调试去查找问题解决问题。比如当程序出现段错误时候，当程序的值成为了自己意向不到的值时候，通过GDB 解决是一种途径。可以依照以下的一些建议或者步骤：
设置断点
设置断点，缩小出错的范围。
查看变量值（print和display）
采用单步调试
(gdb) step # 进入当前行的函数内部(gdb) next # 跳过函数调用，执行下一行(gdb) continue # 继续执行程序，直到遇到下一个断点(gdb) until n # 跳转至行号
查看堆栈问题
可以通过调用栈了解是在哪个函数出现了问题。
(gdb) backtrace # 打印当前函数调用栈查看局部变量和传参
(gdb) info args # 查看当前函数的参数(gdb) info locals # 查看局部变量
其他命令
(gdb) finish # 跳转出某个函数本章节使用程序案例：
int global_sum = 0;unsigned long long factorial(int n) {if (n == 0) {return 1;} else {return n * factorial(n - 1);}}int add(int a, int b) {return a + b;}int add_multiple(int a, int b, int c, int d) {int temp_sum = a + b;int final_sum = temp_sum + c + d;return final_sum;}int main() {int num;int x = 5, y = 8, z = 12, w = 20;printf("Enter a number(0~19): ");scanf("%d", &num);if (num < 0) {printf("Factorial is not defined for negative numbers.\n");return 1;} else if (num > 20) {printf("Input too large to compute factorial!\n");return 1;}unsigned long long result = factorial(num);printf("Factorial of %d is: %llu\n", num, result);int sum = add(5, 8);printf("5 + 8 sum is : %d\n", sum);global_sum = add_multiple(x, y, z, w);printf("%d + %d + %d + %d sum is : %d\n", x, y, z, w, global_sum);return 0;}
5. 总结
本章节主要对GDB 相关的使用简单介绍，在实际开发过程中，大家应该都偏向于打印调试，或许在排错优化过程中才会接触到GDB这个工具，相信在实际开发过程中没有像Ddemo那么简单，这个需要开发人员细心调试，这个也是对于开发人员一个必备技能。对于已经接触过带图形界面的调试都比较熟悉，后续有机会对于Linux下一些调试相关进行分享。
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