嵌入式知识分享——GDB程序调试方法说明

前  言

本指导文档适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：Ubuntu 18.04.4 64bit

虚拟机：VMware15.1.0

U-Boot：U-Boot-2020.04

Kernel：Linux-5.4.70

Linux SDK：5.4.70_2.3.0

GDB工具是GNU项目调试器，基于命令行使用。和其他的调试器一样，可使用GDB工具单步运行程序、单步执行、跳入/跳出函数、设置断点、查看变量等等，它是UNIX/LINUX操作系统下强大的程序调试工具。GDB支持多种语言，包括Ada、汇编、C/C++、D、Fortran、GO、Objective-C、OpenCL、Modula-2、Pascal和Rust。

GDB具有一种“远程”模式，此种模式多半是在为嵌入式系统进行调试时使用，远程操作指的是：GDB在一部机器内运行，而要进行调试的程序是在另一部机器上运行，支持TCP/IP协议传输的各种网络，在TCP/IP网络及协议上再加搭传输GDB专有的调试操作通信协议，如此便能进行远程调试。

本案例采用的评估版为创龙科技TLIMX6U-EVM，它是一款基于NXP i.MX 6ULL的ARM Cortex-A7高性能低功耗处理器设计的评估板，由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。

评估板接口资源丰富，引出双路网口、双路RS485、双路CAN、三路USB、多路DI/DO、LCD等接口，板载WIFI、Bluetooth模块，支持LoRa、NB-IoT、Zigbee、4G模块，可选配外壳直接应用于工业现场，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

正面外观：

 

1 演示程序创建与编译

在Ubuntu工作目录下执行如下命令，新建一个GDB调试演示程序。

Host#    mkdir test

Host#    cd test/

Host#    vi test.c

 

 

图 1

#include <stdio.h>

void show() {

printf("show\n");

}

int main(int argc, char *argv[])

{

int arr[4] = {1, 2, 3, 4};

int i = 0;

for (i = 0; i < 4; i++) {

printf("arr[%d]: %d\n", i, arr[i]);

}

show();

return 0;

}

执行如下命令，使能Linux SDK环境变量，进行程序编译，编译完成将会生成test可执行程序。

备注：编译时需添加-g参数，生成的可执行文件才带有调试信息。

Host#    source /home/tronlong/SDK/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-poky-linux-gnueabi

Host#    $CC -O0 -g test.c -o test

 

图 2

评估板与PC机连接至同一个路由器后进行上电，将编译后的可执行文件test拷贝至评估板文件系统任意目录下。

Target#        ls

 

图 3

2 调试程序运行

执行如下命令，查看虚拟机的IP地址。

Host#    ifconfig

 

图 4

 

在评估板文件系统test文件所在路径下，执行如下命令运行gdbserver程序，开启监听。

备注：192.168.0.143为虚拟机的IP地址；1234为连接的端口号（自行设置）；test为将要进行调试的程序。

Target#        gdbserver 192.168.0.143:1234 test

 

图 5

在虚拟机test文件所在路径下，执行如下命令使能Linux SDK环境变量并运行GDB调试程序。

Host#    source /home/tronlong/SDK/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-poky-linux-gnueabi

Host#    arm-poky-linux-gnueabi-gdbtest

 

图 6

执行如下命令，连接评估板。192.168.1.251为评估板的IP地址，请以实际情况为准。

(gdb)     target remote 192.168.1.251:1234

 

图 7

同时，串口调试终端显示连接成功的相关信息。

 

图 8

3 程序调试

本章节主要演示GDB调试的几个常用命令的使用方法。

3.1    list命令

用于列出源码，简写：l。

 

图 9

3.2    break命令

用于设置断点，简写：b。

分别在main函数和第10行设置断点。

 

图 10

3.3    info breakpoints命令

用于显示断点的状态，简写：info b。

 

图 11

3.4    continue命令

用于恢复程序执行，简写：c。此命令使GDB恢复程序的执行，直至断点触发或程序结束。

 

图 12

以上调试过程在第二个断点中，每输入一次c命令，将会依次打印arr[]数组的元素值，然后程序执行结束。同时，串口调试终端打印相关信息。

 

图 13

3.5    print命令

用于打印变量或者变量地址，简写：p。

设置断点后，可依次打印当前变量i的值。

 

 

图 14

 

 

图 15

以上调试过程在每处断点中，使用print命令打印变量i的值。同时，串口调试终端打印相关信息。

 

图 16

3.6    quit命令

退出GDB模式，简写：q。当程序调试完成后，使用quit命令退出GDB调试。

 

图 17

 

同时，串口调试终端打印相关信息。

 

图 18

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