arm嵌入式gdb移植和搭建远程gdb调试运行环境

其他 2020-01-21 10:40:33 阅读次数: 0

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概述

  • 在Linux下调试C/C++执行程序，不可避免需要用到调试工具，有些时候总是依赖打印debug很难快速定位问题，这时候就体现了gdb的重要性了。
  • 一般桌面系统如Ubuntu、Centos等可以直接运行gdb + 目标可执行程序， 而嵌入式系统则分情况， 如果性能强劲且调试的源码文件比较少， 也可以编译嵌入式版的gdb执行文件， 即嵌入式gdb + 目标可执行程序（只需要将gdb移植到板子上即可）。如果性能弱或者调试对象的源码文件多可通过网络通信采用分离法， 即PC端运行gdb， 同时源码也在PC端， 而目标可执行程序放到开发板， 开发板端运行gdbserver， 与PC端的gdb进行网络通信（远程gdb调试方式，只需要将交叉编译好的gdbserver移植到板子上备有即可）。PC端也称客户端， 开发板端为服务端， gdbserver 接收 gdb 所传送的命令（list， step等）， 然后调度执行文件， 并把相关信息反馈给PC端， PC端解析后查询源码文件并显示到控制台（这种方式对于一些性能较弱运行不起来gdb的板子来说只能如此进行远程调试）。
  • 注意，远程gdb调试除了可执行文件外还需要源码！ 而我的源码文件比较多， 所以采用后者即 gdb + gdbserver。 在介绍安装前， 请确保宿主机和目标机可以相互ping通且可以telnet访问端口， 因为两者是靠网络通信的！

本篇文章将就这两种嵌入式gdb使用环境进行准备

  • gdb移植嵌入式板子上单独运行。
  • gdb远程调试运行环境部署。

gdb移植Linux嵌入式板子上单独运行

移植准备

编译移植ncurse库：

  • 下载tar包后，解压；
tar -xvf ncurses-5.6.tar.gz
  • 进入文件目录；
./configure --host=arm-cortex_a9-linux-gnueabi --prefix=`pwd`/_install --without-ada --enable-termcap --with-shared
  • 配置、生成Makefile，注意–prefix指定的是目标目录，即编译完成后生成的文件的位置；
    在这里插入图片描述
make
make install

在这里插入图片描述

  • 将编译好的_install中的文件移植到arm板子上的Linux系统下的对应路径下即可。

编译移植gdb6.8：

  • 下载tar包后，解压；
tar -xvf gdb-6.8a.tar.gz
  • 进入文件目录；
./configure --host=arm-cortex_a9-linux-gnueabi CC=/opt/toolchis/bin//arm-cortex_a9-linux-gnueabi-gcc --enable-shared --prefix=$PWD/_output --disable-werror --without-x --disable-gdbtk --disable-tui --without-included-regex --without-included-gettext LDFLAGS="-L/home/ww/ARM/gdb/ncurses-5.6/_install/lib" CPPFLAGS="-I/home/ww/ARM/gdb/ncurses-5.6/_install/include"
(具体解释请看下面tips)
make CFLAGS=-static
make install

在这里插入图片描述

  • 报错：error: field ‘siginfo’ has incomplete type
    在这里插入图片描述

    • 通过查找发现是这个结构体定义不正确，网上建议修改gdb源码，这里直接下载了gdb-7.6.1.tar.gz版本重新编译，网上有人说这个版本能够很好解决这个问题。更换版本重复之前操作。
    • 正常编译完成了。
      make 编译完成在这里插入图片描述

  • tips:

    • 先看上面第3步中的参数："CC=XXX"指定交叉编译器（这里使用了绝对路径，之前移植其他库的时候没有使用绝对路径导致无法查找到使用的编译器）；
    • "–enable-shared…“这里指定的一系列开关项，可以在参考链接中查看具体含义，这里不再赘述；值得注意的是一项：”–disable-werror"这一项可以屏蔽werror报警，这一项也是本人遇到的错误的根源所在；
    • "LDFLAGS=XXX"指定的是前面交叉编译完成的ncurse的lib目录的路径；"CPPFLAGS=XXX"指定的是前面交叉编译完成的ncurse的include目录的路径；

测试：

  • 中间报错找不到动态库，改为静态连接重新编译后没问题，将_output目录下的bin、lib、include目录下的文件都复制到板子系统下即可使用。
    在这里插入图片描述

gdb远程调试运行环境部署

下载gdb

  • 搭建arm嵌入式板子上的gdb运行环境需要在Linux PC机上准备以下步骤：
    • 下载gdb源码包：ftp://ftp.gnu.org/gnu/gdb，这里我选择的是 gdb-6.8a.tar.gz
    • 提前在Linux PC机上准备好交叉编译工具链：arm-linux-gcc等工具可用.

编译gdb

tar jxvf gdb-6.8a.tar.bz2

编译PC端

//编译PC端 gdb
cd gdb-6.8/
mkdir _install
./configure --target=arm-cortex_a9-linux-gnueabi --disable-werror --prefix=/home/ww/ARM/gdb/gdb-7.6.1/_install //没有设置host 默认= x86_64
make
make install

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

编译开发板端

  • 进入gdb/gdbserver目录下执行：
//编译开发板端 gdbserver
cd gdb-6.8/gdb/gdbserver
./configure --host=arm-cortex_a9-linux-gnueabi
make //当前路径就有gdbserver

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

测试实现

  • 编写一段C的测试demo：
#include <stdio.h>

void debug(char *str)
{
    printf("debug info :%s\n",str );
}

main(int argc,char *argv[])
{
    int i,j;
    j=0;
    for(i=0;i<10;i++){
        j+=5;
        printf("now a=%d\n", j);
    }
}
  • arm-cortex_a9-linux-gnueabi-gcc gdb_test.c -o gdb_test 生成gdb_test 可执行文件， 连同 gdb-6.8/gdb/gdbserver/gdbserver 一并拷贝到开发板， 然后运行
./gdbserver :8899 /home/gdb_test

  • 报错：应该是gdbserver编译时使用了动态库，重新添加CFLAGS=-static选项重新编译gdbserver
    在这里插入图片描述* 重新编译后执行：
    在这里插入图片描述

  • 当然也可以指定允许哪个IP地址访问， 比如我的PC 192.168.0.104 访问开发板，运行

./gdbserver 192.168.0.104:8899 /home/a.out
  • PC端把可执行文件和源码拷贝到gdb-6.8/_install/bin下，运行：
fuzk@ubuntu:~/tools/gdb/gdb-6.8/_install/bin$ ./arm-none-linux-gnueabi-gdb
GNU gdb 6.8
Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=x86_64-unknown-linux-gnu --target=arm-none-linux-gnueabi".
(gdb) target remote 172.16.30.20:777  重中之重！
Remote debugging using 172.16.30.20:777
[New Thread 319]
0xb6efced0 in ?? ()
(gdb) b main
No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
(gdb) file a.out 
A program is being debugged already.
Are you sure you want to change the file? (y or n) y
Reading symbols from /home/fuzk/tools/gdb/gdb-6.8/_install/bin/a.out...done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x846c: file test.c, line 11.
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbe8d4e54) at test.c:11
         j=0;
(gdb) n
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) n　　　　　　　　　　　　　　　　　　这里发生异常， 直接执行完， 同时开发板也打印全部， 猜测是版本问题

Program exited with code 012.
(gdb) 


开发板log：

/data/app/MAINAPP/data # ./gdbserver 172.16.2.212:777 /data/a.out
[ 7431.399932] c0 init: untracked pid 318 exited
Process /data/a.out created; pid = 319
Listening on port 777
Remote debugging from host 172.16.2.212
now a=5
now a=10
now a=15
now a=20
now a=25
now a=30
now a=35
now a=40
now a=45
now a=50

Child exited with retcode = a 

Child exited with status 10
GDBserver exiting
  • gdb-6.8的PC端gdb貌似有问题， 无法全部单步调试， 我的交叉编译器是arm-none-linux-gnueabi-gcc， 同时也提供了arm-none-linux-gnueabi-gdb， 发现调试正常， 跟我自己编译的区别在于版本是7.2， 所以应该是版本问题， 后续用系统自带的，其log如下：
fuzk@ubuntu:~/test/gdb/simple$ arm-none-linux-gnueabi-gdb
GNU gdb (Sourcery CodeBench Lite 2012.03-57) 7.2.50.20100908-cvs
Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.  Type "show copying"
and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "--host=i686-pc-linux-gnu --target=arm-none-linux-gnueabi".
For bug reporting instructions, please see:
<https://support.codesourcery.com/GNUToolchain/>.
(gdb) target remote 172.16.30.20:777
Remote debugging using 172.16.30.20:777
0xb6ed7ed0 in ?? ()
(gdb) b main
No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Breakpoint 1 (main) pending.
(gdb) b main
No symbol table is loaded.  Use the "file" command.
Make breakpoint pending on future shared library load? (y or [n]) y
Breakpoint 2 (main) pending.
(gdb) file a.out 
A program is being debugged already.
Are you sure you want to change the file? (y or n) y
Reading symbols from /home/fuzk/test/gdb/simple/a.out...done.
Cannot access memory at address 0x0
(gdb) b main
Cannot access memory at address 0x0
Note: breakpoints 1 and 2 also set at pc 0x846c.
Breakpoint 3 at 0x846c: file test.c, line 11.
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbe9bbe54) at test.c:11
         j=0;
(gdb) s
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) s
             j+=5;
(gdb) s
             printf("now a=%d\n", j);
(gdb) n
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) s
             j+=5;
(gdb) s
             printf("now a=%d\n", j);
(gdb) n
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) n
             j+=5;
(gdb) n
             printf("now a=%d\n", j);
(gdb) n
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) n
             j+=5;
(gdb) n
             printf("now a=%d\n", j);
(gdb)
(gdb) s
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) s
             j+=5;
(gdb) s  printf由于没有-g编译 调用step会导致异常， 所以建议使用next， 但如果用系统自带的会有上面红色提示 所以用step也不怕！
             printf("now a=%d\n", j);
(gdb) s
         for(i=0;i<10;i++){
(gdb) s
             j+=5;
(gdb) s
             printf("now a=%d\n", j);
=====================
对应开发板：
/data/app/MAINAPP/data # ./gdbserver 172.16.2.212:777 /data/a.out
[ 8046.924774] c0 init: untracked pid 326 exited
Process /data/a.out created; pid = 327
Listening on port 777
Remote debugging from host 172.16.2.212
now a=5
now a=10

now a=15


now a=20

now a=25

遇到的问题

igure: error: no termcap library found
　　Makefile:10927: recipe for target 'configure-gdb' failed
　　make[1]: *** [configure-gdb] Error 1
　　make[1]: Leaving directory '/home/fuzk/tools/gdb/gdb-7.2'
　缺少 termcap库， 先安装该库： https://ftp.gnu.org/gnu/termcap/
　　　　　　tar zxvf termcap-1.3.1.tar.gz
　　　　　　cd termcap-1.3.1/
　　　　　　./configure --prefix=/home/fuzk/tools/gdb/gdb-7.2/_install --target=arm-none-linux-gnueabi
　　　　　　vi Makefile :　　　　　
　　　　　　　　CC = /opt/toolchain/arm-2012.03/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc 
　　　　　　　　AR = /opt/toolchain/arm-2012.03/bin/arm-none-linux-gnueabi-ar
　　　　　　make install
 
　　重初始化： 
　　CFLAGS=-I/home/fuzk/tools/gdb/gdb-7.2/_install/include LDFLAGS=-L/home/fuzk/tools/gdb/gdb-7.2/_install/lib ./configure --prefix=/home/fuzk/tools/gdb/gdb-7.2/_install --target=arm-none-linux-gnueabi --host=arm-none-linux-gnueabi
　　make　　
　　make install
跑不了的你
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