GDB的全稱是GNU project debugger，是類Unix系統上一個十分強大的調試器。這裡通過一個簡單的例子（插入算法）來介紹如何使用gdb進行調試，特別是如何通過中斷來高效地找出死循環；我們還可以看到，在修正了程序錯誤並重新編譯後，我們仍然可以通過原先的GDB session進行調試（而不需要重開一個GDB），這避免了一些重復的設置工作；同時，在某些受限環境中（比如某些實時或嵌入式系統），往往只有一個Linux字符界面可供調試。這種情況下，可以使用job在代碼編輯器、編譯器（編譯環境）、調試器之間做到無縫切換。這也是高效調試的一個方法。
先來看看這段插入排序算法（a.cpp），裡面有一些錯誤。
// a.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int x[10];
int y[10];
int num_inputs;
int num_y = 0;
void get_args(int ac, char **av)
{
num_inputs = ac - 1;
for (int i = 0; i < num_inputs; i++)
x[i] = atoi(av[i+1]);
}
void scoot_over(int jj)
{
for (int k = num_y-1; k > jj; k++)
y[k] = y[k-1];
}
void insert(int new_y)
{
if (num_y = 0)
{
y[0] = new_y;
return;
}
for (int j = 0; j < num_y; j++)
{
if (new_y < y[j])
{
scoot_over(j);
y[j] = new_y;
return;
}
}
}
void process_data()
{
for (num_y = 0; num_y < num_inputs; num_y++)
insert(x[num_y]);
}
void print_results()
{
for (int i = 0; i < num_inputs; i++)
printf("%d\n",y[i]);
}
int main(int argc, char ** argv)
{
get_args(argc,argv);
process_data();
print_results();
return 0;
}
代碼就不分析了，稍微花點時間應該就能明白。你能發現幾個錯誤？
使用gcc編譯：
gcc -g -Wall -o insert_sort a.cpp
"-g"告訴gcc在二進制文件中加入調試信息，如符號表信息，這樣gdb在調試時就可以把地址和函數、變量名對應起來。在調試的時候你就可以根據變量名查看它的值、在源代碼的某一行加一個斷點等，這是調試的先決條件。“-Wall”是把所有的警告開關打開，這樣編譯時如果遇到warning就會打印出來。一般情況下建議打開所有的警告開關。
運行編譯後的程序（./insert_sort），才發現程序根本停不下來。上調試器！（有些bug可能一眼就能看出來，這裡使用GDB只是為了介紹相關的基本功能）
TUI模式
現在版本的GDB都支持所謂的終端用戶接口模式（Terminal User Interface），就是在顯示GDB命令行的同時可以顯示源代碼。好處是你可以隨時看到當前執行到哪條語句。之所以叫TUI，應該是從GUI抄過來的。注意，可以通過ctrl + x + a來打開或關閉TUI模式。
gdb -tui ./insert_sort
死循環
進入GDB後運行run命令，傳入命令行參數，也就是要排序的數組。當然，程序也是停不下來：
為了讓程序停下來，我們可以發送一個中斷信號（ctrl + c），GDB捕捉到該信號後會掛起被調試進程。注意，什麼時候發送這個中斷有點技巧，完全取決於我們的經驗和程序的特點。像這個簡單的程序，正常情況下幾乎立刻就會執行完畢。如果感覺到延遲就說明已經發生了死循環（或其他什麼），這時候發出中斷肯定落在死循環的循環體中。這樣我們才能通過檢查上下文來找到有用信息。大型程序如果正常情況下就需要跑個幾秒鐘甚至幾分鐘，那麼你至少需要等到它超時後再去中斷。
此時，程序暫停在第44行（第44行還未執行），TUI模式下第44行會被高亮顯示。我們知道，這一行是某個死循環體中的一部分。
因為暫停的代碼有一定的隨機性，可以多運行幾次，看看每次停留的語句有什麼不同。後面執行run命令的時候可以不用再輸入命令行參數（“12 5”），GDB會記住。還有，再執行run的時候GDB會問是否重頭開始執行程序，當然我們要從頭開始執行。
基本確定位置後（如上面的44行），因為這個程序很小，可以單步（step）一條條語句查看。不難發現問題出在第24行，具體的步驟就省略了。
無縫切換
在編碼、調試的時候，除非你有集成開發環境，一般你會需要打開三個窗口：代碼編輯器（比如很多人用的VIM）、編譯器（新開的窗口運行gcc或者make命令、執行程序等）、調試器。集成開發環境當然好，但某些倒閉的場合下你無法使用任何GUI工具，比如一些僅提供字符界面的嵌入式設備——你只有一個Linux命令行可以使用。顯然，如果在VIM中修改好代碼後需要先關閉VIM才能敲入gcc的編譯命令，或者調試過程中發現問題需要先關閉調試器才能重新打開VIM修改代碼、編譯、再重新打開調試器，那麼不言而喻，這個過程太痛苦了！
好在可以通過Linux的作業管理機制，通過ctrl + z把當前任務掛起，返回終端做其他事情。通過jobs命令可以查看當前shell有哪些任務。比如，當我暫停GDB時，jobs顯示我的VIM編輯器進程與GDB目前都處於掛起狀態。
以下是些相關的命令，比較常用
fg %1 // 打開VIM，1是VIM對應的作業號
fg %2 // 打開GDB
bg %1 // 讓VIM到後台運行
kill %1 && fg // 徹底殺死VIM進程
GDB的“在線刷新”
好了，剛才介紹了無縫切換，那我們可以在不關閉GDB的情況下（注意，ctrl + z不是關閉GDB這個進程，只是掛起）切換到VIM中去修改代碼來消除死循環（把第24行的“if (num_y = 0)" 改成"if (num_y == 0)"）。動作序列可以是：
ctrl + z // 掛起GDB
jobs // 查看VIM對應的作業號，假設為1
fg %1 // 進入VIM，修改代碼..
ctrl + z // 修改完後掛起VIM
gcc -g -Wall -o insert_sort a.cpp // 重新編譯程序
fg %2 // 進入GDB，假設GDB的作業號為2
現在，我們又返回GDB調試界面了！但在調試前還有一步，如何讓GDB識別新的程序（因為程序已經重新編譯）？只要再次運行run就可以了。因為GDB沒有關閉，所以之前設置的斷點、運行run時傳入的命令行參數等還保留著，不需要重新輸入。很好用吧！
GDB自動檢測到程序發生改變，重新加載符號。
其他bug
關於本例中的其他bug，這裡就不多說了。有興趣的同學，可以和我討論。
GDB調試程序用法 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/86044.htm
GDB+GDBserver無源碼調試Android 動態鏈接庫的技巧 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/85936.htm
使用hello-gl2建立ndk-GDB環境(有源碼和無源碼調試環境) http://www.linuxidc.com/Linux/2013-06/85935.htm
在Ubuntu上用GDB調試printf源碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-03/80346.htm
Linux下用GDB調試可加載模塊 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-01/77969.htm
強大的C/C++ 程序調試工具GDB http://www.linuxidc.com/Linux/2016-09/135171.htm
使用GDB命令行調試器調試C/C++程序 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-11/109845.htm
GDB調試命令總結 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-08/133988.htm
GDB調試工具入門 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-09/135168.htm
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