在 Debian 上调试 Fortran 程序的实用流程
一 环境准备
- 安装编译器与调试器：
- 安装 gfortran（生成含调试符号的可执行文件）与 gdb（命令行调试器）。
- 命令：sudo apt update && sudo apt install -y gfortran gdb
- 说明：gfortran 支持 Fortran 77/90/95/2003 等标准；gdb 可直接调试 Fortran 程序（断点、单步、变量打印、调用栈等）。
二 编译与基本调试步骤
- 编译时务必加入 -g 生成调试信息，避免优化干扰（如 -O0）：
- 示例：gfortran -g -O0 -o my_program my_program.f90
- 启动与常用命令（在 gdb 中）：
- 启动：gdb ./my_program
- 断点：break main 或 break my_subroutine 或 break file.f90:42
- 运行：run（需要参数时：run arg1 arg2）
- 单步：step（进入函数）/ next（不进入函数）
- 继续：continue
- 打印：print var 或 print array(1:5)
- 调用栈：backtrace（简写 bt）
- 退出：quit
- 小技巧：使用 info breakpoints 管理断点；display var 在每次停顿时自动打印变量。
三 进阶调试技巧
- 条件与观察点：
- 条件断点：break 20 if i > 100
- 观察点：watch x（变量被修改时暂停）
- 源码与显示：
- list 查看上下文；display/undisplay 管理自动打印
- 多线程（如 OpenMP/MPI）：
- 查看线程：info threads；切换线程：thread N
- 汇编/寄存器（定位低层问题时）：
- x/10i $pc 查看当前指令；info registers 查看寄存器
- 提示：Fortran 数组在 GDB 中支持按索引/切片打印（如 print a(1:10)）。
四 崩溃分析与内存问题
- Core Dump 定位崩溃现场：
- 开启 core：ulimit -c unlimited
- 运行程序直至崩溃，生成 core 文件（如 core 或 core.pid）
- 调试：gdb ./my_program core（或 gdb ./my_program core.pid），使用 bt 查看崩溃点，print 检查变量
- 内存错误与泄漏检测（Valgrind，适合定位越界/未初始化/泄漏等）：
- 安装：sudo apt install -y valgrind
- 使用：valgrind --leak-check=full ./my_program
- 说明：Valgrind 对 Fortran 有效，能报告非法访问与内存泄漏细节。
五 可选 图形化调试与常见排错
- VSCode + GDB（适合新手可视化调试）：
- 安装 VS Code 与扩展（如 Modern Fortran）
- 配置 .vscode/launch.json（type: cppdbg, MIMode: gdb, program 指向可执行文件）
- 配置 .vscode/tasks.json（编译任务使用 gfortran -g -O0）
- F5 启动调试，支持断点、变量、调用栈可视化
- 常见排错清单：
- 断点无法命中：确认编译时使用了 -g，且未用 strip 去除符号；路径/行号变更后请重新编译
- 变量“看不见”或类型不符：用 whatis/info locals 检查；Fortran 的哑元参数与模块变量需正确编译进符号表
- 优化干扰：调试阶段使用 -O0；发布时再恢复优化级别。
