gdb

GDB

用途

引导 Agent 完成从首次启动到高级工作流的 GDB 调试：崩溃诊断、反向调试、远程调试和多线程检查。

触发场景

• “我的程序段错误／崩溃了——该如何调试？”
• “如何在满足条件 X 时设置断点？”
• “如何在 GDB 中检查内存／变量？”
• “如何调试远程嵌入式目标？”
• “GDB 显示 ?? 栈帧／没有源代码”
• “如何确定性地重放错误？”（record/replay）

工作流

1. 前置条件：编译时包含调试信息

始终使用 -g 编译（GCC/Clang）。对于大多数需要调试的代码，使用 -Og 或 -O0。

gcc -g -Og -o prog main.c

对于发布版本：使用 -g -O2，并保留带符号的二进制文件（使用 objcopy 单独剥离符号）。

2. 启动 GDB

gdb ./prog                          # load binary
gdb ./prog core                     # load with core dump
gdb -p 12345                        # attach to running process
gdb --args ./prog arg1 arg2         # pass arguments
gdb -batch -ex 'run' -ex 'bt' ./prog  # non-interactive (CI)

3. 基本命令

命令	快捷方式	效果
run [args]	r	启动程序
continue	c	从断点处继续运行
next	n	单步执行，但不进入函数（源代码行）
step	s	单步进入函数
nexti	ni	单步执行，但不进入函数（指令）
stepi	si	单步进入函数（指令）
finish		运行到当前函数结束
until N		运行到第 N 行
return [val]		强制从函数返回
quit	q	退出 GDB

4. 断点和观察点

break main                          # break at function
break file.c:42                     # break at line
break *0x400abc                     # break at address
break foo if x > 10                 # conditional break
tbreak foo                          # temporary breakpoint (fires once)
rbreak ^mylib_.*                    # regex breakpoint on all matching functions

watch x                             # watchpoint: break when x changes
watch *(int*)0x601060               # watch memory address
rwatch x                            # break when x is read
awatch x                            # break on read or write

info breakpoints                    # list all breakpoints
delete 3                            # delete breakpoint 3
disable 3                           # disable without deleting
enable 3

5. 检查状态

print x                             # print variable
print/x x                           # print in hex
print *ptr                          # dereference pointer
print arr[0]@10                     # print 10 elements of array
display x                           # auto-print x on every stop
undisplay 1

info locals                         # all local variables
info args                           # function arguments
info registers                      # all CPU registers
info registers rip rsp rbp          # specific registers
x/10wx 0x7fff0000                   # examine 10 words at address
x/s 0x400abc                        # examine as string
x/i $rip                            # examine current instruction

backtrace                           # call stack (bt)
bt full                             # bt + local vars
frame 2                             # switch to frame 2
up / down                           # move up/down the stack

6. 多线程调试

info threads                        # list threads
thread 3                            # switch to thread 3
thread apply all bt                 # backtrace all threads
thread apply all bt full            # full bt all threads
set scheduler-locking on            # pause other threads while stepping

7. 反向调试（record/replay）

录制需要 target record-full 或 target record-btrace（Intel PT）：

# Software record (slow but universal)
record                              # start recording
run
# ... trigger the bug ...
reverse-continue                    # go back to last break
reverse-next                        # step backwards
reverse-step
reverse-finish

# Intel Processor Trace (fast, hardware)
target record-btrace pt
run
# view instruction history
record instruction-history

8. 使用 gdbserver 进行远程调试

在目标设备上：

gdbserver :1234 ./prog
# Or attach:
gdbserver :1234 --attach 5678

在主机上：

gdb ./prog
(gdb) target remote 192.168.1.10:1234
(gdb) break main
(gdb) continue

交叉编译时：在主机上使用 aarch64-linux-gnu-gdb。

9. 常见问题

症状	原因	解决方法
No symbol table	编译二进制时未使用 -g	使用 -g 重新编译
回溯中出现 ?? 栈帧	缺少调试信息或栈损坏	安装 debuginfo 软件包；检查是否发生栈破坏
Cannot access memory at address	空指针解引用／访问已释放的内存	解引用前检查指针；使用 ASan
回溯中出现 SIGABRT	调用了 abort() 或断言失败	向上查看栈帧，找到触发的断言
GDB 在 run 时挂起	二进制正在等待输入	重定向标准输入：run < /dev/null
断点位置不正确	优化器移动了代码	使用 -Og 编译；或使用 nexti

10. GDB 初始化文件（~/.gdbinit）

set history save on
set history size 1000
set print pretty on
set print array on
set print array-indexes on
set pagination off
set confirm off

命令速查表见 references/cheatsheet.md。 有关 pretty-printer 和 Python 脚本编写，请参阅 references/scripting.md。

相关技能

• 加载 core 文件时使用 skills/debuggers/core-dumps
• 使用基于 LLDB 的工作流时使用 skills/debuggers/lldb
• 在需要调试器之前捕获错误时使用 skills/runtimes/sanitizers
• 了解 -g 标志详情时使用 skills/compilers/gcc