ROS 使用GDB调试详解
介绍如何使用GDB来进行ROS C++ node的调试。包括catkin_make编译时如何开启debug选项，launch 文件中如何添加GDB调试参数，linux系统中core文件的设置以及列出了GDB常用的调试命令。
1编译开启debug选项
使用Debug调试，首先需要在程序编译时 加上debug选项，让cmake以debug模式编译，否则不会有gdb调试信息，无法查看源代码和设置断点等。
如果用命令行catkin_make，在输入catkin_make时加上一个参数：
catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug或者直接修改CMakelist.txt，添加以下代码：
SET(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug")
SET(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -Wall -g -ggdb")
SET(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3 -Wall")
2 launch文件中添加GDB调试指令
修改ROS launch文件，在node标签中添加参数
launch-prefix="xterm -e gdb -ex run --args "
完整的例子如下：
<node pkg="waypoint_follower" type="pure_persuit" name="pure_pursuit" output="screen" launch-prefix="xterm -e gdb -ex run --args">
<param name="is_linear_interpolation" value="$(arg is_linear_interpolation)"/>
node>
这样在执行原来例子的时候，就会先打开一个新的Shell界面，被调试的程序就在这个Shell中被执行了。
如果使用的是Python来写ROS，则需要修改调试器为pdb,如下：
launch-prefix="xterm -e python -m pdb "
例子中只是一种launch-prefix的用法，其他launch-prefix 格式例子:
The launch-prefix attribute of the tag that, among other things, makes it easy to debug a ROS node process. Here are some example launch-prefixes you might find useful:
launch-prefix="xterm -e gdb --args" : run your node in a gdb in a separate xterm window, manually type run to start it
launch-prefix="gdb -ex run --args" : run your node in gdb in the same xterm as your launch without having to type run to start it
launch-prefix="stterm -g 200x60 -e gdb -ex run --args" : run your node in gdb in a new stterm window without having to type run to start it
launch-prefix="valgrind" : run your node in valgrind
launch-prefix="xterm -e" : run your node in a separate xterm window
launch-prefix="nice" : nice your process to lower its CPU usage
launch-prefix="screen -d -m gdb --args" : useful if the node is being run on another machine; you can then ssh to that machine and do screen -D -R to see the gdb session
launch-prefix="xterm -e python -m pdb" : run your python node a separate xterm window in pdb for debugging; manually type run to start it
launch-prefix="yappi -b -f pstat -o ": run your rospy node in a multi-thread profiler such as yappi.
launch-prefix="/path/to/run_tmux": run your node in a new tmux window; you'll need to create /path/to/run_tmux with the contents:
#!/bin/sh
tmux new-window "gdb --args $*" 3 Linux系统设置产生core文件
Linux下产生core文件需要设置相关的ulimit参数
1） 首先，运行ulimit -a 查看core文件的大小限制。
如下所示，则core文件的大小限制为0，不能产生core文件。
$ ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority (-e) 0
file size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 31659
max locked memory (kbytes, -l) 16384
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-time priority (-r) 0
stack size (kbytes, -s) 8192
cpu time (seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) 31659
virtual memory (kbytes, -v) unlimited
file locks (-x) unlimited2）运行 $ ulimit -c unlimited 设置core文件为无限制
3）设置core文件的名字使用PID
echo 1 > /proc/sys/kernel/core_uses_pid
这样，产生的core dumps 名字将显示为 $ROS_HOME/core.PID
4 GDB常用命令
4.1基本
| 命令 |
描述 |
| gdb |
打开调试器 |
| file FILE |
装载指定可执行文件 |
| r |
代表run,从头开始运行程序直到断点。在一次debug中你可以通过用 r 来多次重新运行程序，而不必重新rosrun 或 roslaunch. |
| q |
退出debug。 |
| bt |
列出调用堆栈。 |
4.2显示被调试文件信息
| 命令 |
描述 |
| info files |
显示被调试文件的详细信息 |
| info func |
显示所有函数名称 |
| info local |
显示当前函数中的局部变量信息 |
| info prog |
显示被调试程序的执行状态 |
| info var |
显示所有的全局和静态变量名称 |
4.3查看/修改内存
| 命令 |
描述 |
| p x |
相当于“print x”。显示当前变量 x 的值。 |
| display x |
和print的区别是，x不是只显示一次就消失，而是一直显示，每次继续运行程序都会刷新。相当于VS的“watch”功能。 |
| undisplay x |
停止对变量x的display |
| x address |
查看指针所指位置的值。 |
| set x = 12 set x = y |
修改变量x的值。 |
| call function() |
调用某函数。这个函数可以是你程序里定义的函数，甚至是标准库函数，我的理解是只要在当前位置可访问到的函数都可以调用。这是一个极其有用的功能，生生把c++用成Matlab 。 |
4.4断点
| 命令 |
描述 |
| b |
b即break。在当前行设置断点。 |
| b 45 |
在某行设置断点。 |
| b functionName |
在某函数开始处设置断点。常用：b main 在程序开始设置断点。 |
| watch x == 3 |
设置条件断点。这个比VS的条件断点更方便，因为它不需要设置在哪一行！时刻监控！ |
| info break |
查看当前存在的所有断点。每个断点都有自己的编号。 |
| delete N |
删除编号为N的那个断点。 |
4.5调试运行
| 命令 |
描述 |
| n |
“next”。运行一行代码。 相当于VS的step over。 |
| s |
“step”。运行一个指令。相当于VS的step in。n和s都可以一次运行多行，比如n 5 |
| c |
“continue”。继续运行直到下一个断点。 |
| f |
“finish”，运行完当前程序。相当于VS的 step out。 |
Reference：
https://wiki.ros.org/roslaunch/Tutorials/Roslaunch%20Nodes%20in%20Valgrind%20or%20GDB
https://blog.csdn.net/weixin_35695879/article/details/85254399