Linux嵌入式 gdb VSCode图形化调试教程

介绍

在学习单片机的时候我们可以通过集成式IDE 来进行调试，比如MDK、IAR 等。在嵌入式linux 领域是否也可以进行调试呢？答案肯定是可以的，在嵌入式linux 领域我们最常用的就是GDB 调试工具，通过GDB 来调试嵌入式C 程序。本章我们首先学习如何搭建嵌入式Linux的GDB 调试环境，然后讲解如何使用GDB 工具调试C 程序。

GDB简介

gdb 工具是GNU 项目调试器，基于命令行。和其他的调试器一样，我们可以使用gdb 来一行行的运行程序、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。关于gdb 更多详细的信息请到gdb 官网查阅，gdb 官网地址为：www.gnu.org。

一般的桌面Linux 系统，比如ubuntu、centos 等，我们可以直接运行gdb 来调试程序。但是嵌入式中芯片性能一般比较弱，所以直接在嵌入式系统中运行gdb 不太现实(性能强大的嵌入式芯片可以这么做)。嵌入式系统中一般在PC 端运行gdb 工具，源码也是在PC 端，源码对应的可执行文件放到开发板中运行。为此我们需要在开发板中运行gdbserver，通过网络与PC 端的gdb 进行通信。

因此要想在PC 上通过gdb 调试嵌入式程序，那么需要两个东西：gdb 和gdbserver，其中gdb 是运行在PC 上的，gdbserver 需要我们移植到开发板上。

我是用的是飞凌的Linux开发板,板载系统和交叉编译器已经都准备好了以上的两个gdb 和gdbserver环境,只需要正确的使用就可以了

交叉编译器的gdb

对于gdb,其实ubuntu本身有,但是我们因为要编译程序在Linux的arm板上运行,所以要使用对应的编译器才可以,这时候可以查看我们Ubuntu

输入

gdb -v

就可以看到ubuntu自己的gdb编译器

我们需要的则是交叉编译器中的gdb编译器

arm-poky-linux-gnueabi-gdb --v

可以看到版本号是7.10.1

(如果报错,先配置一下运行环境. /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/environment-setup-cortexa9hf-neon-poky-linux-gnueabi)

那么交叉编译器的gdb在哪里呢?

打开下面的文件夹

/opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/arm-poky-linux-gnueabi

可以看到 arm-poky-linux-gnueabi-gdb 这就是我们要用到的gdb

开发板的gdbserver

在我们的开发板上检查gdbserver的环境,输入命令

gdbserver --version

可以看到版本号也是7.10.1

到这里准备工作完成,这里交叉编译器做的比较好,把自己的交叉编译器的名字修改了,不会引起和默认的gdb编译器名字的冲突,如果涉及编译器名字冲突,还要求改名字

使用GDB 进行嵌入式程序调试

编写一个测试应用

/*gdbtest.c */
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
     
	unsigned int times = 0;
	while(1){
     
		printf("runing times:%d\r\n", times);
		times++;
		sleep(1);

	}
}

这一节的内容可以直接跳过,然后看后面 VSCode+gdbserver 图形化调试 的内容

交叉编译

使用 arm-poky-linux-gnueabi-gcc(因为我使用的这一套交叉编译器配置过编译环境,所以直接使用 $CC代替gcc )交叉编译gdbtest.c 文件，要想调试程序，那么编译的时候必须加上“-g”选项，这样编译出来的可执行文件才带有调试信息，这一点一定要切记！编译命令如下所示：

$CC gdbtest.c -o gdbtest -g 						//编译测试程序，注意-g 选项

编译完成以后将得到的gdbtest 可执行文件发送到开发板中。

scp gdbtest root@192.168.0.232:/tmp

GDB 调试程序

一切准备就绪以后就可以使用GDB 进行调试了，确保ubuntu 和开发板可以进行网络通信。

开发板

在开发板中输入如下命令：

gdbserver 192.168.0.2:9000 gdbtest //启动开发板上的gdbserver

上述命令中192.168.0.2 为调试机PC的IP 地址，也就是ubuntu 的IP 地址，9000是端口号，可以任意给一个端口号，gdbtest 是要调试的可执行文件。输入以后 开发板 输出信息如图所示：

Ubuntu

接着在ubuntu 中输入如下命令启动gdb 调试工具：

 arm-poky-linux-gnueabi-gdb gdbtest

进入到(gdb)的调试命令中,然后输入

target remote 192.168.0.232:9000

结果报错

试过了检查编译时候 -g,还是删除 -s 都没有成功,不知道怎么回事儿

但是Ubuntu却可以直接结束开发板的调试程序

开发板的Linux也可以识别到主机的ip,很奇怪

VSCode+gdbserver 图形化调试

上面的虽然失败了,但是还有其他的方法,更加的好用也更加的方便

由于主机上的gdb 工具是基于命令行的，因此调试起来不方便，虽然可以加一些插件，但是依旧和IDE 的调试体验差很多。下面我们就来学习一下，如何使用VSCode+gdbserver 来实现图形化界面的嵌入式linux 程序调试。

VSCode 设置

给VScode 安装远程调试插件“Remote Development”，点击“调试”->“添加配置”，然后选择“C++(GDB/LLDB)”选项，如图

会在当前文件夹新建一个名为“launch.json”的文件，此文件会存放在.vscode 目录下，如图

launch.json 文件默认的内容如下所示：

{
     
 // 使用 IntelliSense 了解相关属性。
 // 悬停以查看现有属性的描述。
 // 欲了解更多信息，请访问:
https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
 "version": "0.2.0",
 "configurations": [
 {
     
 "name": "(gdb) 启动",
 "type": "cppdbg",
 "request": "launch",
 "program": "输入程序名称，例如 ${workspaceFolder}/a.out",
 "args": [],
 "stopAtEntry": false,
 "cwd": "${workspaceFolder}",
 "environment": [],
 "externalConsole": false,
 "MIMode": "gdb",
 "setupCommands": [
{
     
 "description": "为 gdb 启用整齐打印",
 "text": "-enable-pretty-printing",
 "ignoreFailures": true
  }
 ]
 }
 ]
 }

launch.json 文件中有几个项目是需要我们根据实际情况配置的：

①、name：调试的项目名

②、program：需要调试的应用程序可执行文件路径。

③、cwd：需要调试的应用程序源码路径。

④、miDebuggerPath：此项需要手动添加，用于指定所使用的交叉编译器gdb 路径。

⑤、miDebuggerServerAddress：此项需要手动添加，远程gdbserver 服务器地址。

修改完成以后的launch.json 文件内容如下所示：

{
     
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。 
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
     
            "name": "gdbtest",// 修改过
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/gdbtest",// 修改过
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${workspaceFolder}",

            "miDebuggerPath":"/opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/sysroots/x86_64-pokysdk-linux/usr/bin/arm-poky-linux-gnueabi/arm-poky-linux-gnueabi-gdb", // 修改过
            "miDebuggerServerAddress": "192.168.0.232:9000",// 修改过

            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            // "miDebuggerPath": "/path/to/gdb",
            "setupCommands": [
                {
     
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ]
        }
    ]
}

VSCode 调试方法

这时候我们打开开发板的gdbserver然后直接F5调试我们的程序显然是不行的

这里会出现调试错误的信息,因为我们现在的VS Code还是windows的环境,自然没有办法调试Linux的东西,还是arm的

远程wsl

所以这里就用到vscode无比好用的,直接远程到wsl,步骤如下

然后开发板打开gdbserver

VSCode调试

左下角远程到本机的wsl之后,F5调试

就可以看到开发板的调试信息正在输出,然后点击vscode的暂停,就会看到开发板的程序暂停了操作。

现在我们就可以打断点操作，也可以步进调试了

由于是通过网络进行调试的，因此启动调试以后会有一个建立连接的过程，可能需要几秒钟

VSCode调试方法

控制程序运行

首先肯定是如何控制程序运行，在VSCode 上方居中的位置有如图所示控制面板：

可以看出，一共有6 个控制按钮，这6 个按钮从左往右功能及快捷键依次如下：
①、继续按钮，快捷键为F5，用于控制程序的运行和暂停，程序运行到断点暂停以后可以
按下此按钮继续运行。
②、单步跳过按钮，快捷键为F10。
③、单步调试按钮，快捷键为F11。
④、单步跳出按钮，快捷键为Shift+F11。
⑤、重启按钮，快捷键为Ctrl+Shift+F5。
⑥、停止按钮，快捷键为Shift+F5。

断点添加

添加断点的方式也很简单，在需要添加断点的行前面，直接点击即可添加或取消断点，断点添加成功以后会在所在行前面显示一个小红点

监视变量

有时候我们需要监视一个变量的变化，这个也很简单，鼠标双击选中需要监视的变量名上，然后点击鼠标右键，选择“调试：添加到监视器”

添加成功以后我们就可以在左侧的“监视”窗口看到刚刚添加的变量

结束

vscode 牛逼666