GDB的秘密（九）

        在上節(jié)博客中，我們學習了鏈接器的知識。那么本節(jié)課我們繼續(xù)學習嵌入式開發(fā)中的一些常用的操作，今天我們學習的是在 GNU 開發(fā)中，必不可少的調試利器 GDB?？赡芨愕讓拥耐净蚨嗷蛏俚穆犨^ GDB，但是覺得它總是那么的神秘，很模糊。那么我們今天就來看看 GDB。

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        先從它的概念開始介紹，什么是 GDB 呢？它是 GNU項目中的調試器（gnu debuger），它的作用是能追蹤程序的執(zhí)行，也能恢復程序崩潰前的狀態(tài)。那么我們?yōu)槭裁葱枰?GDB 呢？在我們日常的軟件開發(fā)中，難免會寫出一些難以發(fā)現(xiàn)的 bug，那么這些 bug 又是曇花一現(xiàn)，馬上就結束了。我們來不及反應程序就崩潰了，因此我們找不到 bug 的來源。因此我們需要在軟件開發(fā)的過程中進行調試，這也便是 gdb 的由來。

        下來我們來看看 GDB 的一些常規(guī)性應用，一般包括以下幾方面：

                1、自定義程序的啟動方式（指定影響程序運行的參數(shù)）；

                2、設置條件斷點（在條件滿足時暫停程序的執(zhí)行）；

                3、回溯檢查導致程序異常結束的原因（Core Dump）；

                4、動態(tài)改變程序執(zhí)行流（定位問題的輔助方式）。

        那么 GDB 又是怎樣進行啟動的呢？它的啟動方式可以大致分為兩種：直接啟動和動態(tài)連接。直接啟動又分為三種：gdb;   gdb test.out;   gdb test.out core;  動態(tài)連接：gdb test.out pid

        下來我們來看看 GDB 應用的一個示例，如下

 

        介紹了它的啟動方式后，我們再來看看用它如何進行斷點調試。在介紹斷點調試之前，我們首先來看看在 GNU 中的斷點類型。它分為三種：軟件斷點、硬件斷點、數(shù)據(jù)斷點。軟件斷點是由非法指令異常實現(xiàn)的（也即是通過軟件實現(xiàn)），硬件斷點和數(shù)據(jù)斷點則是由硬件特性實現(xiàn)（共同的特點是數(shù)量有限）。

        接下來我們來看看軟件斷點的相關操作：

                1、通過函數(shù)名設置斷點：

                        如 a> break func_name [ if var = value ]

                            b> tbreak func_name [ if var = value ]

                2、通過文件名行號設置斷點：

                        如 a> break func_name:line_num [ if var = value ]

                            b> tbreak func_name:line_num [ if var = value ]

        上面的 break 和 tbreak 兩種方式的區(qū)別是，tbreak 設置的是臨時斷點，而 break 設置的則是永久斷點。下面我們繼續(xù)來看看斷點操作的一些常用命令

        介紹了軟件斷點的相關操作之后，我們來繼續(xù)介紹硬件斷點的操作及應用。那么我們是在什么樣的情況下才會去使用硬件斷點呢？1、當代碼位于只讀存儲器（Flash）時，只能通過硬件斷點調試；2、硬件斷點需要硬件支持，數(shù)量有限；3、GDB 中通過 hbreak 命令支持硬件斷點；4、hbreak 與 break 的使用方式是完全一致的。

        我們先來看看數(shù)據(jù)斷點：在 GDB 中支持數(shù)據(jù)斷點的設置，watch 命令用于監(jiān)視變量是否被改變（其本質也為硬件斷點）。watch 命令的用法：watch var_name，在 GDB 中可以檢查任意內存區(qū)域中的數(shù)據(jù)。命令語法：x /Nuf experssion ，其中 N 是需要打印的單元數(shù)，u 指的是每個單元的大小，f 指的是數(shù)據(jù)打印的格式。我們來看看 x 命令中參數(shù) u 對應的單位，如下所示

        接下來我們來看看 GDB 中的打印格式，如下圖所示

        在這塊我們可以利用這個特性用來判斷系統(tǒng)大小端，示例代碼如下

        如果是上面的那種情況，那么此系統(tǒng)就是小端；反之則是大端。接下來看看函數(shù)調用棧的查看（backtrace 和 frame）。

        backtrace 是用來查看函數(shù)調用的順序（函數(shù)調用棧的信息）；frame N 則是切換到棧編號為 N 的上下文中；info frame 是用來查看當前函數(shù)站調用的棧幀信息的。棧幀信息就是我們之前在 C 語言中講到的函數(shù)活動記錄，如下

        我們再來深入的看看 info 命令，如下

        那么在調試中還有一些小技巧，比如在斷點處自動打?。篸isplay /f expression，相應的去除打印就是：undisplay；查看程序中的符號：whatis，ptype；GDB 中的代碼查看：list，set listsize N；GDB 中的 shell 操作：shell?？纯磾帱c出自動打印的示例，如下

        符號查看的示例如下

        通過今天對 GDB 的學習，總結如下：1、GDB 支持數(shù)據(jù)斷點的設置（一種類型的硬件斷點）；2、watch 用于監(jiān)視變量是否被改變，x 用于查看內存中的數(shù)據(jù)；3、GDB 支持函數(shù)調用棧的查看（backtrace，info frames）；4、GDB  支持運行時對程序中的符號進行查看（whatis，ptype）。

當前文章：GDB的秘密（九）
URL標題：http://bm7419.com/article16/ijpggg.html

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