应用调试之使用gdb和gdbserver

一、调试原理
这里的gdb调试是在pc机上对在开发板上运行的程序进行调试。具体来说的话，在pc机上要运行gdb，在开发板上运行dbserver。gdb调试的时候，pc机上的gdb向开发板上的gdbserver发出命令，而开发板上的gdbserver就会向应用程序发出信号，使应用程序停下来或者完成其他一些工作！由此我们知道，pc机上要运行gdb，开发板上要运行gdbserver！

二、安装gdb与gdbserver：需要
gdb-7.4.tar.bz2 

gdb：
1、下载： http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/ 
2、解压：tar xvf gdb-7.4.tar.bz2
3、配置：cd gdb-7.4/
               
./configure --target=arm-linux
4、编译：make
5、安装：mkdir tmp 
                make install prefix=$PWD/tmp
                这里是安装到了我们当前目录的tmp里面
6、查看PC机上以前安装好的gdb版本：arm-linux-gdb -v
发现是7.4版本的，我们编译的正好也是7.4版本的哦！
7、拷贝：cp tmp/bin/arm-linux-gdb /bin/
以后我们如果想使用我们自己编译的gdb的话可以使用绝对路径：/bin/arm-linux-gdb

gdbserver
1、cd gdb/gdbserver/
2、配置： ./configure --target=arm-linux --host=arm-linux
3、编译： make CC=/usr/local/arm/3.4.5/bin/arm-linux-gcc
出现错误：

linux-arm-low.c: In function `arm_stopped_by_watchpoint':
linux-arm-low.c:642: error: `PTRACE_GETSIGINFO' undeclared (first use in this function)
linux-arm-low.c:642: error: (Each undeclared identifier is reported only once
linux-arm-low.c:642: error: for each function it appears in.)

解决方法：这里提示没有PTRACE_GETSIGINFO这个东西，这里搜索PTRACE_GETSIGINFO的路径为-I指定的头文件以及交叉 编译工具链，我们不妨到交叉编译工具链里面去查找一下：
cd /usr/local/arm/3.4.5/
grep "PTRACE_GETSIGINFO" * -nR
找到如下信息：

arm-linux/sys-include/linux/ptrace.h:27:#define PTRACE_GETSIGINFO       0x4202
arm-linux/include/linux/ptrace.h:27:#define PTRACE_GETSIGINFO   0x4202
distributed/arm-linux/sys-include/linux/ptrace.h:27:#define PTRACE_GETSIGINFO   0x4202
distributed/arm-linux/include/linux/ptrace.h:27:#define PTRACE_GETSIGINFO       0x4202

说明PTRACE_GETSIGINFO是在交叉编译工具链：linux/ptrace.h文件里定义的，那么可能是头文件没有包含好吧！
我们到gdbserver下的linux-arm-low.c里面一看，可不是嘛，只有：#include <sys/ptrace.h>而没有：#include <linux/ptrace.h>，于是加上：#include <linux/ptrace.h>，再次编译：make CC=/usr/local/arm/3.4.5/bin/arm-linux-gcc，成功！

4、拷贝：将gdbserver拷贝到开发板的bin目录下

三、调试
1、编译要调试的应用程序：必须要加-g选项
测试程序如下（名字是：test_debug.c）：

#include <stdio.h>

void C(int *p)

{

*p = 0x12;

}

void B(int *p)

{

C(p);

}

void A(int *p)

{

B(p);

}

void A2(int *p)

{

C(p);

}

int main(int argc, char **argv)

{

int a;

int *p = NULL;

A2(&a);  // A2 > C

printf("a = 0x%x\n", a);

A(p);    // A > B > C

return 0;

}

按如下编译它：arm-linux-gcc -g -o test_debug test_debug.c

2、运行时出现错误：

/mnt/code/28th_app_debug # ./test_debug
a = 0x12
Segmentation fault

下面就开始进行调试

3、在开发板上：gdbserver 192.168.183.127:2345 ./test_debug（或者 gdbserver localhost:2345 ./test_debug）

 
打印出如下信息：

Process ./test_debug created; pid = 751

Listening on port 2345
 
其中192.168.183.127：本开发板的ip
       123：端口号，自己随便写的
       ./test_debug：要调试的程序
 
4、在PC上：/bin/arm-linux-gdb ./test-debug （在bin目录下，其实可以直接敲：arm-linux-gdb ./test_debug）

                     target remote 192.168.183.127:2345
 
5、下面就可以正式调试了！我们先来说一下几个常用的命令
（1）l：列出所有源代码

（2）break/b main：在main处打断点

         break test_debug.c:11：在test_debug.c的11行打断点

（3）c：运行到断点处

（4）step：单步执行

（5）next：单步执行，但是step会进入函数里面，但是next不会

（6）print a：打印a这个变量的值(打印16进制： p/x a)

（6）quit：退出，输入此命令则开发板上的gdbserver也退出

（7）bt: 显示调用堆栈

更详细的命令，我们在下一节里面会进一步来讲讲的！
 
6、另一种调试方法，根据core dump文件调试

让程序在开发板上直接运行，当它发生错误时，令它产生core dump文件
然后使用gdb根据core dump文件找到发生错误的地方
 
在ARM开发板上：

1. ulimit -c unlimited

2. 执行应用程序 : 程序出错时会在当前目录下生成名为core的文件

 

在PC上：
3、首先将core文件拷贝到pc机上
     然后：/bin/arm-linux-gdb ./test_debug ./core

 
打印出如下信息：
 
GNU gdb (GDB) 7.4

Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.

…………

[New LWP 748]
warning: `/lib/libc.so.6': Shared library architecture unknown is not compatible with target architecture arm.
warning: `/lib/ld-linux.so.2': Shared library architecture unknown is not compatible with target architecture arm.

Core was generated by `./test_debug'.

Program terminated with signal 11, Segmentation fault.

#0  0x000084ac in C (p=0x0) at test_debug.c:6

6               *p = 0x12;
 
4、bt：可以显示调用关系
 
#0  0x000084ac in C (p=0x0) at test_debug.c:6

#1  0x000084d0 in B (p=0x0) at test_debug.c:12

#2  0x000084f0 in A (p=0x0) at test_debug.c:17

#3  0x00008554 in main (argc=1, argv=0xbeb32eb4) at test_debug.c:34