嵌入式GDB调试搭建与使用
文件夹下，比如笔者的就是/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin。gcc-linaro-4.9.4- 2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin，如图。目标机交叉编译器前缀，也就是你所使用的交叉编译器前缀，比如在本教程中就设置为 arm-linux-gnueabih
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。
GDB 移植
一般交叉编译已经自带了 gdb 和 gdbserver，因此可以不用移植，直接使用交叉编译器自带的即可。比如本教程所使用的 arm-linux-gnueabihf-gcc 就自带了主机使用的 arm-linux-gnueabihf-gdb 和开发板所使用的 gdbserver。进入 ubuntu 中交叉编译器安装目录中的 bin 文件夹下，比如笔者的就是/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin，此目录中就包含了 arm-linux-gnueabihf-gdb 和 gdbserver，如图 B3.2.1 所示：
如果交叉编译器自带了 gdb 和 gdbserver 的话只需要将 gdbserver 拷贝到开发板根文件系统的/bin 目录下。
如果交叉编译器没有自带 gdb 和 gdbserver 那就需要自己手动编译了。
获取 gdb 和 gdbserver 源码
首先到 gdb 官网上获取源码，地址为 http://www.gnu.org/software/gdb/download/，在笔者写本教程的时候，最新的 gdb 源码版本为 9.1。已经放到了开发板光盘中，路径为：1、例程源码 ->7、第三方库源码-> gdb-9.1.tar.gz。将 gdb 源码发送到 ubuntu 中中并解压，命令如下：
tar -vxzf gdb-9.1.tar.gz解压完成以后就会得到一个名为 gdb-9.1 的文件夹，此文件夹就是 gdb 和 gdbserver 源码，其中 gdb-9.1/gdb/gdbserver 目录就是 gdbserver 源码。
编译 gdb
1、编译 gdb
首先编译 gdb，gdb 是运行在 PC 端的程序，gdb 编译的时候需要进行配置，配置项如下：
--target：目标机交叉编译器前缀，也就是你所使用的交叉编译器前缀，比如在本教程中就设置为 arm-linux-gnueabihf。
--host：指定编译后的程序在哪里运行，编译 gdb 的时候就需用设置，因为我们是需要在 PC上运行的，编译 gdbserver 的时候就要设置为 arm-linux。
--prefix：指定安装目录。
创建一个名为“gdb”的文件夹，用来保存编译后的 gdb 和 gdbserver，路径自行选择。gdb编译比较奇葩！使用如下命令配置并编译 gdb：
cd gdb-9.1/ //进入 gdb 源码目录
mkdir build //在 gdb 源码下新建 build 目录，gdb 编译比较奇葩！不能直接在 gdb 源
//码目录下进行配置和编译，必须新建一个文件夹，然后在此文件夹下配
//置和编译，切记！
cd build //进入到刚刚创建的 build 目录下
../configure --target=arm-linux-gnueabihf --prefix=/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/gdb
//配置 gdb。配置完成以后会在 build 目录下生成 Makefile 文件。
make //编译
make install //安装编译完成以后PC端运行的gdb工具就会安装到gdb/bin目录下，名字为arm-linux-gnueabihf-gdb，如图 B3.2.2.1 所示：
图 B3.2.2.1 中的 arm-linux-gnueabihf-gdb 就会我们编译得到的 gdb 工具，输入如下命令运行此 gdb：
cd gdb/bin //进入到 bin 目录下
./arm-linux-gnueabihf-gdb //运行此 gdb结果如图 B2.2.2.2 所示：
从图 B3.2.2.2 可以看出，arm-linux-gnueabihf-gdb 版本号为 9.1，说明编译安装成功，输入“q”可以退出 gdb 工具。
2、关闭交叉编译器自带的 gdb
我们安装的 arm-linux-gnueabihf 交叉编译器已经默认自带了一个名为“arm-linux-gnueabihf-gdb”的 gdb 工具！大家可以到自己的交叉编译器安装目录看一下，相对路径为：gcc-linaro-4.9.4- 2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin，如图 B3.2.2.3 所示：
从图 B3.2.2.3 可以看出，编译器自带的 gdb 工具和我们编译出来的 gdb 名字一样，这两个都可以使用，也就是说我们可以不用自行编译 gdb，直接使用交叉编译器里面的也是可以的！
只是这两个 gdb 的版本号可能不一样，可以查看一下交叉编译器自带的 gdb 工具版本号，我这里如图 B3.2.2.4 所示：
从图 B3.2.2.4 可以看出，交叉编译器自带的 gdb 工具版本号为 7.10。现在有个问题，一山不能容二虎， 9.1 版本和 7.10 版本只能留一个，我测试过，这两个任意哪一个都可以。这里我们使用自己编译的 9.1 版本的 gdb 工具，因此需要对交叉编译器自带的 7.10 版本的 gdb 工具重命名，这里笔者将其重命名为“arm-linux-gdb”。
最后打开 ubuntu 的/etc/profile 文件，修改 PATH 环境变量值，将我们编译出来的 9.1 版本的“arm-linux-gnueabihf-gdb”所在的路径添加进去，这样我们就可以直接使用此 gdb 了，根据自己的实际情况修改 PATH 值，比如我的 PATH 内容如下：
export PATH=/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin:/home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/tool/gdb/bin:$PATH其中红色加粗部分就是我所编译出来的 9.1 版本 gdb 工具所存放的路径，修改完以后重启
ubuntu，这个时候我们就可以使用命令“arm-linux-gnueabihf-gdb”来打开 gdb 调试器了。
移植 gdbserver
接下来移植 gdbserver，gdbserver 是在开发板上运行的，因此要交叉编译。gdbserver 源码保存在 gdb-9.1/gdb/gdbserver 目录下，进入此目录，然后输入如下命令配置并编译：
cd gdb-9.1/gdb/gdbserver //进入到 gdbserver 目录
./configure --target=arm-linux-gnueabihf --host=arm-linux-gnueabihf //配置
make CC=arm-linux-gnueabihf-gcc //交叉编译 gdbserver编译完成以后就会在目录下生成一个名为“gdbserver”的文件，这个就是我们需要放到开发板上去的 gdbserver，如图 B3.2.3.1 所示：
将图 B3.2.3.1 中交叉编译出来的 gdbserver 软件发送到开发板中的/usr/bin 目录下，完成以后在开发板中输入如下命令查看 gdbserver 版本号：
gdbserver –version //查看版本号
如果 gdbserver 移植成功的话就会打印出其版本号，如图 B3.2.3.2 所示：
从图 B3.2.3.2 可以看出，当前 gdbserver 版本号为 9.1，说明我们的移植是成功的。PC 上的gdb 和开发板上的 gdbserver 都已经准备好了，接下来就是使用这两个工具来完成调试。
使用 GDB 进行嵌入式程序调试
编写一个测试应用
首先编写一个简单的测试软件，我们一会就用 gdb 来调试这个软件，新建名为 gdbtest.c 的文件，在里面输入如下所示内容：
使用 arm-linux-gnueabihf-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：
arm-linux-gnueabihf-gcc 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。
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。
在开发板中输入如下命令：
gdbserver 192.168.1.253:2001 gdbtest //启动开发板上的 gdbserver
上述命令中 192.168.1.253 为调试机的 IP 地址，也就是 ubuntu 的 IP 地址，2001 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 B3.3.2.1所示：
接着在 ubuntu 中输入如下命令启动 gdb 调试工具：
arm-linux-gdb gdbtest
结果如图 B3.3.2.2 所示：
图 B3.3.2.2 中最下面的(gdb)行用于输入命令，输入如下命令连接到开发板上：
target remote 192.168.1.251:2001 //连接到开发板上
上述命令表示连接到开发板上，其中 192.168.1.251 就是开发板 IP 地址，2001 就是开发板gdbserver 设置的端口号。连接成功以后开发板中的 gdbserver 就会提示连接信息，如图 B2.3.2.3 所示：
从图 B3.3.2.3 可以看出，远端调试机的 IP 地址为 192.168.1.253，也就是我们的 ubuntu 址连接成功以后就可以在 ubuntu 上进行代码调试了。gdb 工具是一个基于命令行的调试工具，我们就来学习一下常用的几个命令。
1、l 命令
l 命令(list)用于列出所有程序源码，输入“l”，结果如图 B3.3.2.4 所示：
从图 B3.3.2.4 可以看出，输入“l”命令以后就打印出了调试程序的所有源码，如果源码没有打印完的话就重复按下“l”命令，或者按下回车键，gdb 调试工具中回车键表示重复上一个命令！
2、b 命令
b 命令(break)用于设置断点，也可以用缩写“b”，后面可以跟具体的函数或者行号，比如“break main”表示在 main 函数处设置断点，“break 11”在第 11 行设置断点。输入如下命令，在 main 函数处设置断点：
b main 或 break main
设置以后提示如图 B3.3.2.5 所示：
从图 B3.3.2.5 可以看出，断点 1 设置到了 gdbtest.c 的第 6 行，大家可以看一下图 B3.3.2.4，第 6 行正好是 main 函数的起始处。
3、c 命令
c 命令用于运行到断点处，输入 c 命令程序就会运行，直到下一个断点处，如图 B3.3.2.6 所示：
从图 B3.3.2.6 可以看出，当前程序运行到第 6 行停止，因为我们前面在第 6 行放置了一个断点，因此程序运行停止。继续输入“c”命令，程序就会持续不断的运行，开发板中就会不断的打印出信息，如图 B3.3.2.7 所示：
4、s 命令
s 命令(step)是单步运行执行，此函数会进入到函数里面。
5、n 命令
n 命令(next)也是单步运行，但是 n 命令不会进入到函数里面。
6、p 命令
p 命令(print)用于打印某个变量值。
7、q 命令
q 命令(quit)用于退出调试，开发板上的 gdbserver 也会停止。
关于 gdb 调试更多详细的使用方法和命令大家自行上网查阅，这里就不一一介绍了。
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