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在軟件開發(fā)中，調(diào)試代碼是一個必要而且不可避免的過程。對于Linux系統(tǒng)上的軟件開發(fā)者來說，GDB是一種強大的調(diào)試工具。GDB是GNU調(diào)試器的縮寫，是一個由GNU開發(fā)的開源調(diào)試工具。它支持多種編程語言，包括C、C++、Java和Python等。使用GDB可以深入理解我們的代碼運行機制、發(fā)現(xiàn)潛在的問題，調(diào)試常常是開發(fā)過程中一個重要的部分。
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一、GDB是什么
GDB是一種能夠通過調(diào)試程序來理解程序執(zhí)行運行機制的工具，它可以讓我們暫停程序執(zhí)行、檢查程序狀態(tài)、檢查變量的值、執(zhí)行代碼等等。GDB可以讓我們更深入了解程序的運行情況，同時也能夠幫助我們找出代碼中的錯誤。
二、GDB的基礎(chǔ)知識
1. 啟動GDB
啟動GDB需要在Linux命令行中輸入gdb命令，我們可以將要運行的程序作為參數(shù)傳遞給gdb。例如，要調(diào)試名為myprogram的程序，我們可以這樣啟動GDB：
gdb myprogram
2. GDB命令行
GDB的交互式命令行非常強大和靈活。在使用GDB時，我們可以通過命令行來操作調(diào)試過程，包括：
– 運行程序
– 暫停程序
– 設(shè)置斷點
– 恢復(fù)程序執(zhí)行
– 檢查變量的值
– 單步執(zhí)行代碼
3. 斷點
GDB的斷點功能是最強大的功能之一。我們可以在我們的代碼中設(shè)置斷點，當(dāng)程序執(zhí)行到這里時，它就會立即暫停，我們可以通過GDB來檢查程序狀態(tài)、變量值等。GDB支持多種類型的斷點，包括代碼行、函數(shù)、內(nèi)存地址等。
設(shè)置斷點的命令非常簡單，只需要在GDB命令行中輸入，如：
b 20 或 break mn
這條命令將在第20行代碼處設(shè)置一個斷點，也可以設(shè)置在mn函數(shù)處設(shè)置斷點。
4. 單步執(zhí)行代碼
當(dāng)我們運行程序時，我們可以讓程序一直運行，直到程序運行結(jié)束或者程序遇到斷點。但是，有時候我們需要逐步執(zhí)行我們的代碼，就可以使用單步執(zhí)行命令。使用單步執(zhí)行命令，我們可以逐行執(zhí)行代碼，檢查變量、函數(shù)的返回值等。
命令：
– step (s) ：單步執(zhí)行代碼，進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部
– next (n) ：單步執(zhí)行代碼，跳過函數(shù)內(nèi)部的執(zhí)行
– finish ：執(zhí)行完當(dāng)前函數(shù)然后停止
– continue (c) ：繼續(xù)執(zhí)行被暫停的程序。
三、GDB的高級用法
1. 更改變量值
GDB不僅可以檢查變量的值，還可以修改變量的值。在調(diào)試過程中，我們可能需要修改某個變量的值以觀察代碼的行為如何改變。當(dāng)我們想要更改一個變量的值時，我們可以使用“set”命令：
set variable_name = new_value
2. 觀察變量或表達(dá)式的值
我們可以使用GDB觀察變量或表達(dá)式的值。例如，如果我們想要查看my_variable變量的值，我們可以在GDB命令行中輸入：
print my_variable
或者我們可以使用縮寫命令：
p my_variable
3. 調(diào)試崩潰程序
在調(diào)試崩潰程序時，我們可以使用GDB來檢查堆棧跟蹤并定位程序崩潰的原因。堆棧跟蹤可以告訴我們程序在崩潰前發(fā)生了什么，是一種非常強大的調(diào)試工具。
4. 遠(yuǎn)程調(diào)試程序
GDB還支持遠(yuǎn)程調(diào)試功能。如果您的程序運行在遠(yuǎn)程機器上，您可以使用GDB通過網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程機器來進(jìn)行調(diào)試。使用遠(yuǎn)程調(diào)試，我們可以在本地機器上使用GDB命令行來訪問遠(yuǎn)程機器上運行的程序。
四、
通過了解和學(xué)習(xí)程序調(diào)試工具GDB，我們可以更深入地了解代碼的執(zhí)行過程和潛在問題。使用GDB可以幫助我們找出弱點、難點，同時也可以讓我們更好地優(yōu)化代碼。GDB功能強大，支持多種調(diào)試操作，使用方便，所以在開發(fā)過程中，我們要善用GDB，提高代碼調(diào)試效率。
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有道啟升豎新嵌入式研究院——遠(yuǎn)程調(diào)試環(huán)境由宿主機GDB和目標(biāo)機調(diào)試stub共同構(gòu)成，兩者通過串口或TCP連接。使用GDB標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程串行協(xié)議協(xié)同工作，實現(xiàn)對目標(biāo)機上的系統(tǒng)內(nèi)核和上層應(yīng)用的監(jiān)控和調(diào)試功能。調(diào)試stub是嵌入式系統(tǒng)中的一段代碼，作為宿主機GDB和目標(biāo)機調(diào)試程序間的一個媒介而存在。
就目前而言，嵌入式Linux系統(tǒng)中，主要有三種遠(yuǎn)程調(diào)試方法，分別適用于不同場合的調(diào)試工作：用ROM Monitor調(diào)試目標(biāo)機程序、用KGDB調(diào)試系統(tǒng)內(nèi)核和用gdbserver調(diào)試用戶空間程序。這三種調(diào)試方法的區(qū)別主要在于，目標(biāo)機遠(yuǎn)程調(diào)試stub的存在形式的不同，而其設(shè)計思路和實現(xiàn)方法則是大致相同的。
而我們最常用的是調(diào)試應(yīng)用程序。就是采用gdb+gdbserver的方式進(jìn)行調(diào)試。在很多情況下，用戶需要對一個應(yīng)用程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，特別是復(fù)雜的程序。采用GDB方法調(diào)試，由于嵌入式系統(tǒng)資源有限性，一般不能直接在目標(biāo)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試，通常采用gdb+gdbserver的方式進(jìn)行調(diào)試。Gdbserver在目標(biāo)系統(tǒng)中運行，gdb則在宿主機上運行。
要進(jìn)行GDB調(diào)試，目標(biāo)系統(tǒng)必須包括gdbserver程序，宿主機也必須安裝gdb程指轎序。一般linux發(fā)行版中都有一個可以運行的gdb，但開發(fā)人員不吵逗大能直接使用該發(fā)行版中的gdb來做遠(yuǎn)程調(diào)試，而要獲取gdb的源代碼包，針對arm平臺作一個簡單配置，重新編譯得到相應(yīng)gdb.gdb的源代碼包可以從
下載，最新版本為gdb-6.4.下載到某個目錄，筆者下載到自己的用戶目錄：/home/vicky.下載完后，進(jìn)入/home/vicky目錄，配置編譯步驟如下：
#tar jxvf gdb-6.4-tar-bz2
#cd gdb-6.4
#./configure –target=arm-linux –prefix=/usr/local/arm-gdb -v
#make
(這一步的時候可能會有問題，提示一個函數(shù)中（具體函數(shù)名不記得了）parse error，就是unsigned前邊多了一個”}”,你用vi進(jìn)入那一行把它刪掉就行了。)
#make install
#export PATH=$PATH:/usr/local/arm-gdb
進(jìn)入gdbserver目錄：
#./configure –target=arm-linux –host=arm-linux
#make CC=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc
(這一步要指定arm-linux-gcc的位置，可能跟你的不一樣)
沒有錯誤的話就在gdbserver目錄下生成gdbserver可執(zhí)行文件，把它燒寫到flash的根文件系統(tǒng)分區(qū)，或通過nfs mount的方式都可以。只要保證gdbserver能在開發(fā)板上運行就行。
下面就可以用gdb+gdbserver調(diào)試我們開發(fā)板上的程序了。在目標(biāo)板上運行g(shù)dbserver，其實就是在宿主機的minicom下，我的red hat linux裝在vmware下的。我是在minicom下#mount 192.168.2.100：/ /tmp后做的（這里參數(shù)-o nolock可以不加，不加這一步執(zhí)行得反而更快些），hello和gdbserver都是位于linux根目錄下，把主機根目錄掛在到開發(fā)板的/tmp目錄下。
要進(jìn)行g(shù)db調(diào)試，首先要在目標(biāo)系統(tǒng)上啟動gdbserver服務(wù)。在gdbserver所在目錄下輸入命令：
(minicom下)
#cd /tmp
#./gdbserver 192.168.2.100:2345 hello
192.168.2.100為宿主機IP，在目標(biāo)系統(tǒng)的2345端口開啟了一個調(diào)試進(jìn)程，hello為要調(diào)試的程序。
出現(xiàn)提示：
Process /tmp/hello created: pid=80
Listening on port 2345
(另一個終端下)
#cd /
#export PATH=$PATH:/usr/local/arm-gdb/bin
#arm-linux-gdb hello
(gdb) target remote 192.168.2.223:2345
（192.168.2.223為開發(fā)板IP）
出現(xiàn)提示：
Remote debugging using 192.168.2.223:2345
0x40002a90 in ??()
同時在minicom下提示：
Remote debugging from host 192.168.2.100
(gdb)
連接成功，這時候就可以輸入各種gdb命令如list、run、next、step、break等進(jìn)行程序調(diào)試了。
以上針對通過nfs mount和tftp的方式，只能在主機上調(diào)試好后下載到開發(fā)板上運行，如果有錯誤要反復(fù)這個過程，繁瑣不說，有些程序只能在開發(fā)板上調(diào)試。所以筆者采用了gdbserver的遠(yuǎn)程調(diào)試方式。希望對大家調(diào)試程序有用！
遠(yuǎn)程調(diào)試環(huán)境由宿主機GDB和目標(biāo)機調(diào)試
stub共同構(gòu)成，兩者通過串口或TCP連接。使用GDB標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程串行協(xié)議協(xié)同工作，實現(xiàn)對目標(biāo)機上的系統(tǒng)內(nèi)核和上層應(yīng)用的監(jiān)控和調(diào)試功能。調(diào)試stub
是嵌入式系統(tǒng)中的一段代碼，作為宿主機GDB和目標(biāo)機調(diào)試程序間的一個媒介而存在。就目前而言，嵌入式Linux系統(tǒng)中，主要有三種遠(yuǎn)程調(diào)試方法，分別適用于不同場合的調(diào)試工作：
用ROM Monitor調(diào)試目標(biāo)機程序
用KGDB調(diào)試系統(tǒng)內(nèi)核
用gdbserver調(diào)試用戶空間程序。
這三種調(diào)試方法的區(qū)別主要在于：目標(biāo)機遠(yuǎn)程調(diào)試stub的存在形式的不同，而其設(shè)計思路和實現(xiàn)方法則是大致相同的，而我們最常用的是調(diào)試應(yīng)用程序，就是采用gdb+gdbserver的方式進(jìn)行調(diào)試。在很多情況下，用戶需要對一物肢漏個應(yīng)用程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，特別是復(fù)雜的程序，采用GDB方法調(diào)試，由于嵌入式系統(tǒng)資源有限性，一饑判般不能直接在目標(biāo)系統(tǒng)上進(jìn)行調(diào)試，通常采gdb+gdbserver的方式進(jìn)行調(diào)試。Gdbserver在目標(biāo)系統(tǒng)中運行，gdb則在宿主機上運行。
下載需要用的的軟件包。
一.編譯安裝arm-linux-gdb
#tar jxvf gdb-7.3.tar.bz2
#cd gdb-7.3
#./configure–target=arm-linux –enable-sim –prefix=/usr/local/bin
#make
#make install
二.編譯安裝gdbserver
#cd gdb-7.3/gdb/gdbserver
#./configure –target=arm-linux–host=arm-linux
#make
這樣在gdb-7.3/gdb/gdbserver目錄下就生成了一個gdbserver可執(zhí)行文件,拷貝到目標(biāo)開發(fā)板上.
三.測試arm-linux-gdb + gdbserver
在超級終端輸入：
#./gdbserver 192.168.100.1:2345 hello
這樣在開發(fā)板上可以看到如下提示信息：
Process wpa_cli created; pid = 730
Listening on port 2345
表示gdbserver 成功運行等待客戶端的連接信息
在pc機上輸入：
#arm-linux-gdb hello
然后在GDB界面輸入：
#target remote 192.168.100.2:2345
這樣在開發(fā)板上可以看到如下提罩爛示信息：
Remote debugging from host 192.168.100.1
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