1. GDB调试利器

1.1. GDB简介

在单片机开发中,KEIL、IAR、ADS1.2等集成开发环境下的调试工具对程序开发有很大的帮助, 尤其是出现各种疑难杂症的bug时,往往只能通过单步调试、堆栈查询、CPU寄存器查询、 甚至是反汇编来定位问题。同样的,在嵌入式Linux的开发环境下,也有能够实现类似功能的调试器,那就是GDB(GNU debugger)。 它是一个由GNU开源组织发布的,UNIX/LINUX操作系统下的、基于命令行的、功能强大的调试工具, 是嵌入式linux开发人员必不可少的工具。

1.2. GDB的使用

1.2.1. 安装gdb工具

在开发板中执行gdb安装命令:

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sudo apt install gdb -y

如下图:

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1.2.2. 添加程序调试信息

本章节示例代码在:embed_linux_tutorial/base_code/linux_debug/gdb_use/hello.c

把代码源文件通过NFS网络文件系统拷贝到开发板后,使用gcc进行编译,-g参数表示添加调试信息。

1
gcc -g hello.c -o hello

如下图:

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1.2.3. gdb启动应用程序

开发板输入运行gdb开始调试命令:

1
gdb hello

如下图:

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加-q参数,启动时不会打印gdb的默认信息,界面清爽干净些。

如下图:

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1.2.4. 查看源码

输入list(简写l)命令可以查看程序源代码,默认显示10行,通过回车键不断查看剩余代码。

如下图:

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1.2.5. 运行程序

执行run(简写r)命令用于运行代码,在程序结束或者遇到断点处停下。

如下图:

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1.2.6. 设置断点

运行break(简写b)命令可以在指定行设置一个断点,断点调试是程序调试里面使用频率最高的技巧,务必熟练掌握。

设置方法为”b”命令后加上相应的行号,在这里以在第6、7行设置断点为例:

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1.2.7. 查看断点信息

设置好断点后,执行以下命令查看断点信息:

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info b

如下图:

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含义解释:

  • NUM:断点编号
  • Disp:断点执行一次之后是否还有效(keep:有效 dis:无效)
  • Enb:当前断点是否有效(y:有效 n:无效)
  • Address:内存地址

1.2.8. 单步调试

  • continue(简写c):继续执行,到下一个断点处(或运行结束)。
  • next(简写n):单步执行,跳过子函数。
  • strp(简写s):单步执行,进入子函数。

示例:在第6行设置来断点后,先输入r指令让程序运行到断点处,然后执行n指令进行单步调试, 可以看到第6行的打印信息在单步执行后,输出”hello,world”打印信息。 如下图:

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示例:在第6行设置来断点后,先输入r指令让程序运行到断点处,然后执行s指令进行单步调试, 可以看到程序已经进入到printf函数的内部中。继续执行c指令,可以让程序继续运行。

如下图:

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1.2.9. 查看变量

使用print(简写p)指令可以查看变量的值,用法为print+变量名。

示例:在程序的第8行处设置断点,看i的值在for循环两次执行过程中的变化。

如下图:

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1.2.10. 清除断点

使用clear指令可以删除某一行对应的断点,用法为clear+行号。

1.2.11. 运行至函数结束

使用finish指令可以让程序运行到函数结束位置。

1.2.12. 显示源代码窗口

程序运行以后,使用”layout src”命令可以显示源代码窗口,当前执行代码会高亮标志,单步调试非常方便。

如下图:

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1.2.13. 退出gdb

执行quit(简写q)会退出gdb调试,返回到控制台终端。

1.3. CGDB的使用

cgbd是gdb的终端界面增强版,相比windows下的visual studio而言, 它的功能显得十分轻量级而没有太多繁杂,它有上下两栏窗口,上栏的窗口支持vi编辑器的语法, 可以方便的使用它来进行字符串定位等功能。在gdb下使用”layout src”时,界面往往容易花屏, 而cgbd更加的稳定可靠。

1.3.1. 安装cgdb工具

在开发板中执行cgdb安装命令:

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sudo apt install cgdb -y

如下图:

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1.3.2. cgdb启动应用程序

开发板输入运行gdb开始调试命令:

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gdb hello
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可以看到,cgbd默认启动显示源文件界面,而且颜色区分关键字和变量类型,十分美观。 它下面一栏是gdb窗口,可以直接使用上面介绍的gdb各种指令进行调试。