gdb+gdbserver 方式进行ARM 程序调试

 Gdb 的简单使用
gdb+gdbserver 方式进行ARM 程序调试
1: gdb 的简单使用
GDB 是GNU 开源组织发布的一个强大的UNIX 下的程序调试工具。或许， 各位比较喜欢那
种图形界面方式的， 像VC、BCB 等IDE 的调试， 但如果你是在UNIX 平台下做软件， 你
会发现GDB 这个调试工具有比VC、BCB 的图形化调试器更强大的功能。所谓“ 寸有所
长， 尺有所短” 就是这个道理。一般来说， GDB 主要帮忙你完成下面四个方面的功
能：
1、启动你的程序， 可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。(断点可以是条件表达式)
3、当程序被停住时， 可以检查此时你的程序中所发生的事。
4、动态的改变你程序的执行环境。从上面看来， GDB 和一般的调试工具没有什么两
样， 基本上也是完成这些功能， 不过在细节上， 你会发现GDB 这个调试工具的强大， 大
家可能比较习惯了图形化的调试工具， 但有时候， 命令行的调试工具却有着图形化工具所
不能完成的功能。让我们一一看来。
一个调试示例
—————— 源程序： tst.c

#include 

int func(int n)
{
    int sum=0,i;
    for(i=0; i

 

编译生成执行文件： (Linux 下)
hchen/test> cc -g tst.c -o tst
使用GDB 调试：
hchen/test> gdb tst <--启动GDB
GNU gdb 5.1.1
Copyright 2002 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License,
and you are welcome to change it and/or distribute copies of it
under certain conditions. Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB. Type "show warranty" for details.
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This GDB was configured as "i386-suse-linux"...
(gdb) l <-- l 命令相当于list， 从第一行开始例出原码。
1 #include
2
3 int func(int n)
4 {
5 int sum=0,i;
6 for(i=0; i 7 {
8 sum+=i;
9 }
10 return sum;
(gdb) <--直接回车表示， 重复上一次命令
11 }
12
13
14 main()
15 {
16 int i;
17 long result = 0;
18 for(i=1; i<=100; i++)
19 {
20 result += i;
(gdb) break 16 <-- 设置断点， 在源程序第16 行处。
Breakpoint 1 at 0x8048496: file tst.c, line 16.
(gdb) break func <-- 设置断点， 在函数func()入口处。
Breakpoint 2 at 0x8048456: file tst.c, line 5.
(gdb) info break <-- 查看断点信息。
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x08048496 in main at
2 breakpoint keep y t0sx0t.8c0:4186456 in func at
(gdb) r <-- 运行程t序st.，c:5run 命令简写
Starting program: /home/hchen/test/tst Breakpoint 1, main () at tst.c:17 <-- 在断点处
停住。
17 long result = 0;
(gdb) n <-- 单条语句执行， next 命令简写。
18 for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20 result += i;
(gdb) n
18 for(i=1; i<=100; i++)
(gdb) n
20 result += i;
(gdb) c <-- 继续运行程序， continue 命令简写。
Continuing.
result[1-100] = 5050 <--程序输出。
Breakpoint 2, func (n=250) at tst.c:5
5 int sum=0,i;
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p i <-- 打印变量i 的值， print 命令简写。
$1 = 134513808
(gdb) n
8 sum+=i;
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$2 = 1
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(gdb) n
8 sum+=i;
(gdb) p i
$3 = 2
(gdb) n
6 for(i=1; i<=n; i++)
(gdb) p sum
$4 = 3
(gdb) bt <-- 查看函数堆栈。
#0 func (n=250) at tst.c:5
#1 0x080484e4 in main () at tst.c:24
#2 0x400409ed in __libc_start_main () from /lib/libc.so.6
(gdb) finish <-- 退出函数。
Run till exit from #0 func (n=250) at tst.c:5
0x080484e4 in main () at tst.c:24
24 printf("result[1-250] = %d \n",
func(250) ); Value returned is $6 = 31375
(gdb) c <-- 继续运行。
Continuing.
result[1-250] = 31375 <--程序输出。
Program exited with code 027. <-------程序退出， 调试结束。
(gdb) q <-- 退出gdb。
hchen/test>
2: gdb+gdbserver 方式进行ARM 程序调试
【摘要】：本文首先介绍了gdb+gdbserver 相关的概念，然后介绍了其下载、编译、安装等过
程； 接着介绍了利用gdb+gdbserver 调试应用程序的流程及实例等； 最后分析了下
gdb+gdbserver 安装过程中的常见问题。
【关键词】：gdb，gdbserver，远程调试
目录
一、gdb+gdbserver 总体介绍... 1
二、源代码下载... 1 三、配置编译及
安装下载... 1 四、gdb+gdbserver
nfs 调试流程... 2 五、如何利用串口
调试... 3 六、实战调试... 3
七、linux 下安装gdbserver 问题... 5
一、gdb+gdbserver 总体介绍
远程调试环境由宿主机GDB 和目标机调试stub 共同构成，两者通过串口或TCP 连接。使用GDB 标
准程串行协议协同工作，实现对目标机上的系统内核和上层应用的监控和调试功能。调试stub 是嵌
入式系统中的一段代码，作为宿主机GDB 和目标机调试程序间的一个媒介而存在。就目前而言，嵌
入式Linux 系统中，主要有三种远程调试方法，分别适用于不同场合的调试工作：
用ROM Monitor 调试目标机程序、用KGDB 调试系统内核和用gdbserver 调试用户空间程序。
这三种调试方法的区别主要在于，目标机远程调试stub 的存在形式的不同，而其设计思路和
实现方法则是大致相同的。
而我们最常用的是调试应用程序。就是采用gdb+gdbserver 的方式进行调试。在很多情况下，用
户需要对一个应用程序进行反复调试，特别是复杂的程序。采用GDB 方法调试，由于嵌入式系统
资源有限性，一般不能直接在目标系统上进行调试，通常采用gdb+gdbserver 的方式进行调试。
二、源代码下载
嵌入式Linux 的GDB 调试环境由Host 和Target 两部分组成，Host 端使用arm－linuxgdb，
Target Board 端使用gdbserver。这样，应用程序在嵌入式目标系统上运行，而gdb 调试在
Host 端，所以要采用远程调试(remote)的方法。进行GDB 调试，目标系统必须包括gdbserver 程序
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(在主机上正对硬件平台编译成功后下载到目标机上)，宿主机也必须安装GDB 程序。一般Linux 发
行版中都有一个可以运行的GDB，但开发人员不能直接使用该发行版中的GDB 来做远程调试，而要获
取GDB 的源代码包，针对arm 平台作一个简单配置，重新编译得到相应GDB。GDB 的源代码包可
以从
http://www.gnu.org/software/gdb/download/
http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/ 211.95.105.202：3128 可以上去的，所有的版本都有啊
http: //ftp.cs.pu.edu.tw/linux/sourceware/gdb/releases/下载
ftp://ftp.gnu.org/gnu/gdb
外网的ftp 我经常上不去，国内常见的开源社区的下载频道通常都有下载的
http://download.chinaunix.net/download/0004000/3482.shtml，最新版本为gdb-6.5.tar.bz2
。下载到某个目录，笔者下载到/opt/。但要注意，gdb 的版本需要和croostool 相匹配。
三、配置编译及安装下载
下载完后， 进入/opt/目录， 配置编译步骤如下：
#tar jxvf gdb-6.5-tar-bz2
#cd gdb-6.5
#./configure --target=arm-linux --prefix=/usr/local/arm-gdb – v
(--target 配置gdb 的目标平台， --prefix 配置安装路径， 当然其他路径也可以， .跟下面配置一致
即可，
须在环境变量中声明， 启动arm-linux-gdb 需要， 可更改/etc/profile 或~/.bash_profile 或~/.bashrc， 添
加
export PATH=$PATH:/usr/local/arm-gdb/bin， 这样可以找到路径)
#make
#make install
(生成arm-linux-gdb,并存入/usr/local/arm-gdb /bin/， 查询确认下)也可以启动arm-linux-gdb， 若成
功，
则证明安装无误并进入gdb/gdbserver 目录)
[root@dding gdbserver]# pwd
/opt/gdb-6.5/gdb/gdbserver
[root@dding gdbserver]##./configure --target=arm-linux – host=arm-linux
(必须在gdbserver 目录下运行配置命令， 此时才能用相对路径
--target=arm-linux 表示目标平台， --host 表示主机端运行的是arm-linux-gdb， 不需要配置— prefix，
因为
gdbserver 不在主机端安装运行)
#make CC=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-gcc
(这一步要指定你自己的arm-linux-gcc 的绝对位置， 我试过相对的不行， 提示make: arm-linux-gcc:
Command not found， 可好多人都用的相对路径， 即直接赋值arm-linux-gcc， 可采取make 时传递参
数， 也可以直接修改gdbserver 目录下的Makefile 文件中的环境变量CC)
没有错误的话就在gdbserver 目录下生成gdbserver 可执行文件，注意此时要更改其属性，否则可
能会出现无法访问的情况，chmod 777 gdbserver 将其更改为任何人都可以读写执行；使用armlinux-
strip 命令处理一下gdbserver，将多余的符号信息删除，可让elf 文件更精简，通常在
应用程序的最后发布时使用；然后把它烧写到flash 的根文件系统分区的/usr/bin(在此目录
下，系统可以自动找到应用程序，否则必须到gdbserver 所在目录下运行之)，或通过nfs
mount 的方式都可以。只要保证gdbserver 能在开发板上运行就行。
四、gdb+gdbserver nfs 调试流程
下面就可以用gdb+gdbserver 调试我们开发板上的程序了。在目标板上运行gdbserver，其实就是
在宿主机的minicom 下。我是在minicom 下#mount 192.168.2.100:/ /tmp 后做的(这里参数-o
nolock 可以不加，不加这一步执行得反而更快些)，hello 和gdbserver 都是位于Linux 根目录下，
把主机根目录挂在到开发板的/tmp 目录下。
要进行gdb 调试， 首先要在目标系统上启动gdbserver 服务。在gdbserver 所在目录下输
入命令： (minicom 下)
#cd /tmp
#./gdbserver 192.168.2.100:2345 hello
(192.168.2.100 为宿主机IP，在目标系统的2345 端口(你也可以设其他可用的值，当然必须跟主机的gdb 一致)开
启了一个调试进程，hello 为要调试的程序(必须－g 加入调试信息))。
出现提示：
Process /tmp/hello created: pid=80
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Listening on port 2345
(另一个终端下)
#cd /
#export PATH=$PATH:/usr/local/arm-gdb/bin
#arm-linux-gdb hello
最后一行显示：This GDB was configured as “ －－host＝i686－pc－linux－gnu，－－target＝armlinux”
...，如果不一致说明arm-linux-gdb 有问题, 说明此gdb 在X86 的Host 上运行，但是调试目标是ARM
代码。
(gdb) target remote 192.168.2.223:2345
(192.168.2.223 为开发板IP)
Remote debugging using 192.168.2.223:2345
[New thread 80]
[Switching to thread 80]
0x40002a90 in ??()
同时在minicom 下提示：
Remote debugging from host 192.168.2.100
(gdb)
注意：你的端口号必须与gdbserver 开启的端口号一致，这样才能进行通信。建立链接后，就可以
进行调试了。调试在Host 端，跟gdb 调试方法相同。注意的是要用“ c” 来执行命令，不能用
“ r” 。因为程序已经在Target Board 上面由gdbserver 启动了。结果输出是在Target
Board 端， 用超级终端查看。连接成功，这时候就可以输入各种GDB 命令如list、run、next、
step、break 等进行程序调试了。
以上针对通过nfs mount 和tftp 的方式，只能在主机上调试好后下载到开发板上运行，如果有
错误要反复这个过程，繁琐不说，有些程序只能在开发板上调试。所以笔者采用了gdbserver 的
远程调试方式。希望对大家调试程序有用！
五、如何利用串口调试
如果你用串口1 调试hello 的话，你就要现在板子上运行命令：
gdbserver hello /dev/ttyS0
(详情可以参考gdbserver 目录下的readme 文件),这时gdbserver 就在等待gdb 的应答信号了。)
然后在pc 机上运行命令：
xxx-linux-gdb hello
在xxx-linux-gdb 里敲入入下命令：
(gdb) set remotedevice /dev/ttyS0
(这里设置串口1)
(gdb) set remote baud 9600
(这里设置串口波特率)
(gdb) set debug remote
(可选)
(gdb) target remote /dev/ttyS0
操作到这儿，gdb 就应该和gdbserver 联系上了。
六、实战调试
1．编辑文件
# vi gdbtest.c
1 #include
2
3 int
4 func(int n){
5 int sum=0, i;
6 for (i=0; i 7 sum += i;
8 }
9 return sum;
10 }
11
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12 int
13 main(void)
14 {
15 int i;
16 long result = 0;
17 for (i=0; i<=100; i++){
18 result += i;
19 }
20
21 printf("result[1-100] = %d \n", result);
22 printf("resutl[1-225] = %d \n", func(255));
23
24 return 0;
25 }
# arm-linux-gcc -g gdbtest.c -o gdbtest // 交叉编译
2.下载文件到目标板: gdbtest 和gdbserver
假设host pc ip: 192.168.1.45
board ip: 192.168.1.180
A: 将文件拷贝到目标板上：
(先将gdbtest 和gdbserver 两个文件拷贝到主机的/tftpboot 目录下，此时系统主机和目标机都必须能够支持nfs)
在目标板的Linux 中运行：
#mount 192.168.1.108:/tftpboot /mnt/nfs
#cd /mnt/nfs
#ls
看是否有gdbtest 和gdbserver 两个文件。
3.运行调试
client board：
#./gdbserver 192.168.1.45:1234 gdbtest
(目标板上运行gdbtest 监听端口1234)
[root@AT91RM9200DK arm]$./gdbserver 192.168.0.12:2345 mainparacarm
./gdbserver: error in loading shared libraries: libthread_db.so.1: cannot open
[root@AT91RM9200DK arm]$
host pc：
#cd /usr/local/arm-gdb/bin/
(以便能够运行arm-linux-gdb，但是无此必要，可在环境变量中设置此路径即可。)
#copy gdbtest /usr/local/arm-gdb/bin/
(将前面编译的文件gdbtest 拷贝到此目录)
#./arm-linux-gdb gdbtest
(gdb)target remote 192.168.1.180:1234
(连接到开发板成功后就可以)
进行调试
(gdb)list or l
(gdb)break func
(gdb)break 22
(gdb)info br
(gdb)continue or c
(这里不能用run)
(gdb)next or n
(gdb)print or p result
(gdb) finish
(跳出func 函数)
(gdb) next
(gdb) quit
建立连接后进行gdb 远程调试和gdb 本地调试方法相同
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七、linux 下安装gdbserver 问题
toolchain version: gdb 的版本可能和交叉编译器有很大的关系
gccglibcbinutils-
2.15 此为croostool
安装步骤: 下载
解压gdb-6.6
#cd gdb-6.6
#./configure --target=arm-linux --prefix=/usr/local/arm-gdb – v
#make ＆ make install
OK，然后:
#export PATH=$PATH:/usr/local/arm-gdb
进入gdbserver 目录：
#./configure --target=arm-linux --host=arm-linux
#make CC=/usr/local/armv5l//bin/armv5l -linux-gcc
出错:
/usr/local/armv5l//bin/armv5l-linux-gcc -c -Wall -g -O2 -I. - -I./../regformats -
I./../../include
-I../../bfd -I./../../bfd linux-arm-low.c
linux-arm-low.c:35:21: sys/reg.h: 没有那个文件或目录
make: *** [linux-arm-low.o] 错误1
然后把/usr/include/sys/reg.h copy 到
/usr/local/armv5l-2.6.x//armv5l-linux/include/sys/reg.h，
即将该文件拷贝到交叉编译器的include 目录下，再make,显示错误:
/usr/local/armv5l//bin/armv5l-linux-gcc -c -Wall -g -O2 -I. - -I./../regformats -
I./../../include
-I../../bfd -I./../../bfd thread-db.c
thread-db.c: In function `thread_db_err_str':
thread-db.c:95: error: `TD_VERSION' undeclared (first use in this
function) thread-db.c:95: error: (Each undeclared identifier is reported
only once thread-db.c:95: error: for each function it appears in.)
thread-db.c: In function `thread_db_get_tls_address':
thread-db.c:336: warning: implicit declaration of function `td_thr_tls_get_addr'
thread-db.c:336: warning: cast to pointer from integer of
different size thread-db.c:340: warning: cast from pointer to
integer of different size make: *** [thread-db.o] 错误1
本想继续fix error，但是感觉不太对，请问各位，是什么原因呢？
是不是CC 的target 写错了？应该是arm-linux 还是armv5l-linux?
1.make: *** [linux-arm-low.o] Error 1
[root@dding gdbserver]#
[root@dding gdbserver]# gedit config.h
/* Define to 1 if you have the header file. */
/*define HAVE_SYS_REG_H 1 */
/*have no header file. so undefine 20070402 dding */
2.
thread-db.c: In function `thread_db_err_str': gdb6.5
thread-db.c:95: `TD_VERSION' undeclared (first use in this function)
[root@dding gdbserver]# gedit config.h
94 #ifdef HAVE_TD_VERSION
95 case TD_VERSION:
96 return "version mismatch between libthread_db and libpthread";
97 #endif
/* Define if TD_VERSION is available. */
/*#define HAVE_TD_VERSION 1 */
/*have no TD_VERSION. so undefine 20070402 dding */
gdb6.1 没有此问题
3.
[root@AT91RM9200DK arm]$./gdbserver 192.168.0.12:2345 mainparacarm gdb6.5
./gdbserver: error in loading shared libraries: libthread_db.so.1: cannot open
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[root@AT91RM9200DK arm]$./gdbserver 192.168.0.14:2345 mainparacarm gdb6.1
./gdbserver: error in loading shared libraries: libthread_db.so.1: cannot open shared object
file:
No such file or directory
我已经加了libthread_db.so.1 共享库为什么还打不开呢？？？？共享库和cpu 类型有关吗？
gdbserver: error while loading shared libraries: libthread_db.so.1: cannot open
shared object file: No such file or director
****编译GDB 的时候搞成静态的就好了.我想编译选项里应该有. 要不你就在Makefile 里加上CFLAGS
+=
-static
LDFLAGS += -static
这两个的其中一个应该就可以了,不过还是两个都加上吧.
***/lib there is no libthread_db.so.1 Can i
use nfs to copy libthread_db.so.1 to
/lib? But now i cannot find this file, and is there any for cross ?
libpthread-0.8.so
libpthread.so libpthread.so.0libresolv-.so
libresolv.so.2 libstdc++. libtermcap.so.2
[root@AT91RM9200DK arm]$cp libthread_db-1.0.so libthread_db.so.1
[root@AT91RM9200DK arm]$cp libthread_db.so.1 /lib/
[root@AT91RM9200DK arm]$./gdbserver 192.168.0.12:2345 mainparacarm
./gdbserver: /lib/libc.so.6: version `GLIBC_2.2' not found (required by
/lib/li) 难道目前的gdb 6.5 版本太高，需要内核版本和交叉编译器与之匹配？实在不行，就试试
低版本的gdb 参考文档
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