设备GDB调试_gdb打印指针内容

一、介绍

GDB调试的三种方式：

1. 目标板直接使用GDB进行调试。
2. 目标板使用gdbserver，主机使用xxx-linux-gdb作为客户端。
3. 目标板使用ulimit -c unlimited，生成core文件；然后主机使用xxx-linux-gdb ./test ./core。

参考资料

• GDB(The GNU Project Debugger)的基本使用方法
• Brendan Gregg关于gdb介绍《gdb Debugging Full Example (Tutorial): ncurses》
• GDB官网：GDB: The GNU Project Debugger (sourceware.org)，GDB官方文档(Debugging with GDB)

二、目标板直接使用GDB进行调试

• 交叉编译gdb和gdbserver
• 具体参考： GDB(The GNU Project Debugger)的基本使用方法

实践工程中，程序基本都是多进程，由于gdb命令来切换线程、打断点等操作较为麻烦，一般很少用这种方式直接调试。

三、目标板使用gdbserver，主机使用xxx-linux-gdb调试

目标板gdbserver+主机gdb远程调试的方式，比较适合目标板性能受限，只能提供gdbserver功能。

具体使用：参考章节二

3.1 Linux 环境 + VSCode 的方式在线调试

• 一文掌握vscode远程gdb调试

借助VSCode+gdbserver的方式可以直接在设备程序运行的情况下，通过VSCode工程代码来打断点调试。

核心思路：调试功能/接口，通过VSCode在对应的代码处打上断点即可。（省去加调试打印和重复编译）

3.1.1 步骤一：环境搭建

准备内容：（编译工具链、代码、带g程序）、（VSCode、WSL/SSH、GDB插件）、gdbserver。

• 下面示例：电脑是win10系统
• 方式一：win10的Linux子系统：win10下的VSCode的WSL+代码+可执行程序 （已验证）
• 方式二：win10安装vmware并安装Ubuntu，使用Ubuntu下的VSCode+代码+可执行程序
• 方式三：win10下的VSCode SSH远程到LInux服务器

3.1.2 步骤二：VSCode 调试配置导入

打开VSCode 配置Debug launch.json

{
    // 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": "arm-gdb_V2", //配置名称，显示在配置下拉菜单中
        "type": "cppdbg", //配置类型
        "request": "launch", //请求配置类型，可以是启动或者是附加
        "program": "${workspaceFolder}/main/Bin/O1/Mystical_gdb", //程序可执行文件的完整路径，${workspaceFolder}表示VSCode 当前打开源码的根目录
        "args": [], //传递给程序的命令行参数
        "stopAtEntry": false,//可选参数，如果为true,调试程序应该在入口（main）处停止
        "cwd": "${workspaceFolder}", //目标的工作目录
        "miDebuggerPath": "arm-fslc-linux-gnueabi-gdb",  // 交叉工具的gdb
        "miDebuggerServerAddress": "10.1.30.142:3456", // 调试设备的IP端口
        "environment": [], //表示要预设的环境变量
        "externalConsole": false,//如果为true，则为调试对象启动控制台
        "MIMode": "gdb",//要连接到的控制台启动程序
        "setupCommands": [ //为了安装基础调试程序而执行的一个或多个GDB/LLDB命令
        {
            "description": "为 gdb 启用整齐打印",
            "text": "-enable-pretty-printing",
            "ignoreFailures": true
        }]
    },
    {
        "name": "arm-gdb_V3", //配置名称，显示在配置下拉菜单中
        "type": "cppdbg", //配置类型
        "request": "launch", //请求配置类型，可以是启动或者是附加
        "program": "${workspaceFolder}/Bin/O1/OBU/CloudService_gdb", //程序可执行文件的完整路径，${workspaceFolder}表示VSCode 当前打开源码的根目录
        "args": [], //传递给程序的命令行参数
        "stopAtEntry": false,//可选参数，如果为true,调试程序应该在入口（main）处停止
        "cwd": "${workspaceFolder}", //目标的工作目录
        "miDebuggerPath": "arm-fslc-linux-gnueabi-gdb",// 交叉工具的gdb
        "miDebuggerServerAddress": "10.1.30.142:3456", // 调试设备的IP端口
        "environment": [], //表示要预设的环境变量
        "externalConsole": false,//如果为true，则为调试对象启动控制台
        "MIMode": "gdb",//要连接到的控制台启动程序
        "setupCommands": [ //为了安装基础调试程序而执行的一个或多个GDB/LLDB命令
        {
          "description": "为 gdb 启用整齐打印",
          "text": "-enable-pretty-printing",
          "ignoreFailures": true
        }]
    },
    {
        "name": "arm-gdb_O2_V2", //配置名称，显示在配置下拉菜单中
        "type": "cppdbg", //配置类型
        "request": "launch", //请求配置类型，可以是启动或者是附加
        "program": "${workspaceFolder}/main/Bin/O2/Mystical_gdb", //程序可执行文件的完整路径，${workspaceFolder}表示VSCode 当前打开源码的根目录
        "args": [], //传递给程序的命令行参数
        "stopAtEntry": false,//可选参数，如果为true,调试程序应该在入口（main）处停止
        "cwd": "${workspaceFolder}", //目标的工作目录
        "miDebuggerPath": "arm-linux-gnueabi-gdb",// 交叉工具的gdb
        "miDebuggerServerAddress": "10.1.36.46:3456", // 调试设备的IP端口  O2设备 miniOBU没有 网口 需要通过windows进行端口转发， 10.1.36.46为PC的IP
        "environment": [], //表示要预设的环境变量
        "externalConsole": false,//如果为true，则为调试对象启动控制台
        "MIMode": "gdb",//要连接到的控制台启动程序
        "setupCommands": [ //为了安装基础调试程序而执行的一个或多个GDB/LLDB命令
        {
          "description": "为 gdb 启用整齐打印",
          "text": "-enable-pretty-printing",
          "ignoreFailures": true
        }]
    }]
}
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配置完成后显示配置选项如下

3.1.3 步骤三：设备端启动调试程序

1. 将交叉编译好的gdbserver拷贝到设备中来
2. 将编译好的程序也拷贝过来，假设程序名为app（VSCode关联的带g的程序、与这里的程序要对应）
3. 运行gdbserver和app程序，命令：gdbserver : 3456 ./app

这里gdbserver监听端口3456和VSCode配置文件要对应起来。若程序为运行 状态可以 使用选项 --attach [pid] 采用附着的方式。

3.1.4 步骤四：VSCode 连接gdbserver 并启动调试

1. 单击运行和调试，下拉选择对应类型
2. 在代码上打断点，点击对应的调试配置项启动调试，既可开始调试
3. 结束：先停止VSCode调试、再关闭目标板程序。

在代码上打断点，点击对应的调试配置项启动调试，既可开始调试，示例：

四、通过core+gdb离线分析

直接参考示例：

ulimit -c unlimited 											#设置开启core文件生成
mount -t nfs -o nolock 192.168.3.65:/home/mayue/nfs /mnt;		#设备支持挂载时可用，可省略
echo "/mnt/core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern		#设置core文件生成路径和命名规则
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方式一：将上面内容加到启动脚本中，要放在启动程序之前
方式二：手动输入下面内容，然后重新启动程序

• Linux下gdb调试生成core文件并调试core文件

4.1 什么是core文件？

有问题的程序运行后，产生“段错误 (核心已转储)”时生成的具有堆栈信息和调试信息的文件。

编译时需要加 -g 选项使程序生成调试信息: gcc -g core_test.c -o core_test

注意：实践项目中，会同时编译出两个程序，一个带g，一个不带g。设备运行不带g程序，产生core文件后再用带g的程序来调试。

4.2 怎样配置生成 core 文件

(1) core文件开关
①使用 ulimit -c 查看core开关，如果为0表示关闭，不会生成core文件；
②使用 ulimit -c [filesize] 设置core文件大小，当最小设置为4之后才会生成core文件；
③使用 ulimit -c unlimited 设置core文件大小为不限制，这是常用的做法；
④如果需要开机就执行，则需要将这句命令写到 /etc/profile 等文件。

(2) core文件命名和保存路径
①core文件有默认的名称和路径，但为了方便，我们通常会自己命名和指定保存路径；
②可以通过 /proc/sys/kernel/core_pattern 设置 core 文件名和保存路径，方法如下：

echo "/corefile/core-%e-%p-%t" > /proc/sys/kernel/core_pattern
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命名的参数列表： 
%p - insert pid into filename 添加pid 
%u - insert current uid into filename 添加当前uid 
%g - insert current gid into filename 添加当前gid 
%s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加导致产生core的信号 
%t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成时的unix时间 
%h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主机名 
%e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名。
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4.3 调试core文件

（1）方法1: gdb [exec file] [core file] 然后执行bt看堆栈信息：

(2)方法②: gdb -c [core file],然后 file [exec file],最后再使用 bt 查看错误位置：

五、GDB调试命令参考

在进行gdb+core调试的过程中，经常遇到的问题或经常用到的命令：

• 调试找不到动态库（系统动态库、自定义动态库）
• gdb print变量显示不全 set print element 0
• 查看栈信息：bt、（bt bull 打印栈帧信息的同时，打印出局部变量的值）
• 查看某层堆栈信息 frame n
• 查看当前栈层的信息：参数、局部变量（见下面章节）
• 查看指针变量（结构体层级嵌套）
• 控制参数/变量输出格式（16进制/字符串）（思路：字符串类参数可导出16进制，再重新导入测试）

命令：

gdb ./myapp core-file		#启动调试

bt full		#打印所有堆栈信息

frame 0		#跳转到指定栈层

info frame # i frame 	#查看当前程序栈的信息
info args 				#查看当前程序栈的参数和参数内容
info locals 			#查看当前程序栈的局部变

p arg					#打印变量

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示例：

5.1 GDB调试 打印输出 (打印结构体指针指向的内容)

1. GDB调试 打印输出
2. GDB 调试：从入门实践到原理
3. GDB格式化打印结构体
4. GDB print命令高级用法

# 实践：打印出原始入参内容/局部变量，这里打印入参再套入程序中模拟是否可以复现问题
frame 1			#先指定frame
print *(struct lh_table *)t
print *(Lane_t *)cur_lane
print *(Lane_t *) 0x75a32268

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通常情况下，在调试的过程中，我们需要查看某个变量的值，以分析其是否符合预期，这个时候就需要打印输出变量值。

打印字符串

使用x/s命令打印ASCII字符串，如果是宽字符字符串，需要先看宽字符的长度 print sizeof(str)。

如果长度为2，则使用x/hs打印；如果长度为4，则使用x/ws打印。

打印数组

打印指针

打印指定内存地址的值

使用x命令来打印内存的值，格式为x/nfu addr，以f格式打印从addr开始的n个长度单元为u的内存值。

• n：输出单元的个数
• f：输出格式，如x表示以16进制输出，o表示以8进制输出，默认为x
• u：一个单元的长度，b表示1个byte，h表示2个byte（half word），w表示4个byte，g表示8个byte（giant word）

打印局部变量

打印结构体

5.2 切换当前栈、查看函数、具备变量等信息

参考：Linux中gdb 查看core堆栈信息1，其他内容：显示源代码、源代码内存

切换当前栈

frame n
或
f n
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n是一个从0开始的整数，是栈中的层编号。比如：frame 0，表示栈顶，frame 1，表示栈的第二层。

up 表示向栈的上面移动n层，可以不打n，表示向上移动一层。
down 表示向栈的下面移动n层，可以不打n，表示向下移动一层。

上面的命令，都会打印出移动到的栈层的信息。如果你不想让其打出信息。你可以使用这三个命令： select-frame 对应于 frame命令。
up-silently 对应于 up 命令。
down-silently 对应于 down 命令。

查看当前栈层的信息

frame 或 f 会打印出这些信息：栈的层编号，当前的函数名，函数参数值，函数所在文件及行号，函数执行到的语句。
info frame 或 info f 这个命令会打印出更为详细的当前栈层的信息，只不过，大多数都是运行时的内存地址。比如：函数地址，调用函数的地址，被调用函数的地址，目前的函数是由什么样的程序语言写成的、函数参数地址及值、局部变量的地址等等。

• x/10x $sp ：查看当前程序栈的内容，打印stack的前10个元素
• info frame ： 查看当前程序栈的信息
• info args ：查看当前程序栈的参数
• info locals ： 查看当前程序栈的局部变量
• info registers ：查看当前寄存器的值(不包括浮点寄存器) ，info all-registers(包括浮点寄存器)
• info catch(exception handlers) ： 查看当前栈帧中的异常处理器

5.3 查看全局变量和函数的地址、

nm和gdb查看全局变量的地址是一致的

为什么gdb显示的函数地址和nm不一样？

因为 nm 显示函数开始的地址，而 gdb堆栈跟踪显示函数内部执行的确切位置。确切地说，它应该是堆栈帧中的返回地址，即当堆栈中位于其上方的函数返回时，指向该函数中要执行的下一条指令的指针。

请注意，如果您只是询问 gdb对于通过评估函数指针表达式的函数指针，它应该给出与 nm 相同的地址.

查看函数地址
根据函数地址 找 对应的函数名

六、参考资料

• gdb调试core文件
• 哪些信号会生成core文件