gdb

gdb是gcc工具链中的调试器，本身是个命令行的可执行程序，以往我们用vscode、Qt Creator调试程序的时候，底层用的都是gdb工具，不过这些IDE把他的数据给可视化了

1.gdb中常见指令

启动与连接

命令 说明
gdb <executable> 启动GDB并加载可执行文件
gdb -p <pid> 附加到正在运行的进程
target remote :<port> 连接远程gdbserver（常用于嵌入式调试）
target remote /dev/ttyUSB0 通过串口连接目标板（如ARM开发板）

断点与观察点

命令 说明
break <function> 在函数入口设断点（如 break main）
break *<address> 在内存地址设断点（如 break *0x8000）
break <file:line> 在指定文件的某一行设断点（如 break driver.c:42）
watch <variable> 监视变量变化（硬件观察点需目标支持）
info breakpoints 查看所有断点
delete <n> 删除断点（n 为断点编号）

程序执行控制

命令 说明
run <args> 启动程序（可带命令行参数）
continue (或 c) 继续执行直到下一个断点
next (或 n) 单步执行（不进入函数）
step (或 s) 单步执行（进入函数）
finish 执行完当前函数并暂停
until <line> 执行到指定行（避免循环单步）

查看代码与数据

命令 说明
list (或 l) 显示当前代码上下文
disassemble 反汇编当前函数（用于调试汇编代码）
print <var> (或 p) 打印变量值（如 print *ptr）
x/<n><format> <addr> 检查内存（如 x/10x 0x8000 查看16进制格式）
info registers 查看寄存器值（调试内核/驱动时常用）
bt (或 backtrace) 查看调用栈（分析崩溃时必用）

其他实用命令

命令 说明
shell <cmd> 执行Shell命令（如 shell ls）
define 自定义命令宏（简化重复操作）
save breakpoints <file> 保存断点配置到文件
quit (或 q) 退出GDB

2.vscode中如何使用gdb

2.1使用了Cmake

使用了CMake并正确配置了的话，就可以在vscode中一键debug了

2.2通过launch文件

在.vscode中创建launch.json文件，并正确配置后，按F5即可进行调试

3.如何远程调试

在我们进行嵌入式应用开发时，没办法直接在板子上直接运行gdb，需要通过分布式的方式来调试，具体地：

  • 板子上运行gdbserver进程，并指定宿主机的ip和端口

    • 比如：gdbserver 192.168.137.100:2000 ./lower_app

  • 交叉编译宿主机运行交叉编译工具链中的gdb进程，并指定板子的ip和端口（在launch.json文件中）

例如：

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{
    // 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": "(gdb) 启动",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "/home/lrq/linux/nfs/qtrootfs/home/lower_app",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                },
                {
                    "description": "将反汇编风格设置为 Intel",
                    "text": "-gdb-set disassembly-flavor intel",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "miDebuggerPath": "arm-linux-gnueabihf-gdb",
            "miDebuggerServerAddress": "192.168.137.50:2000"
        }

    ]
}

4.编译时附带调试信息

要想用gdb来debug，在编译时附带调试信息是前提！如果我们用的是gcc直接编译的话，那么在编译参数里加上-g就行了，但是如果用的是CMake或者QMake来辅助编译，则通过以下的方式进行添加：

1.CMake

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set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)

2.QMake

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QMAKE_CFLAGS   +=  -g -O0

优化等级概览

等级 说明 特点 适用场景
-O0 不优化 最快编译速度，最佳调试体验 开发调试阶段
-O1 基本优化 减少代码大小，提高执行速度 平衡编译速度和性能
-O2 中等优化 更多优化，不增加代码大小 发布版本（最常用）
-O3 激进优化 最大执行速度，可能增加代码大小 高性能计算、科学计算
-Os 大小优化 优化代码大小 嵌入式设备、内存受限环境
-Og 调试优化 优化但保持良好调试性 带有调试的优化构建
-Ofast 激进+不严格 包含 -O3 + 不严格标准 对性能要求极高的科学计算

可以通过file命令来验证编译出来的可执行文件是否带了调试信息

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lrq@lrq-virtual-machine:~/Desktop/VehicleSystem/build/gui-Release$ file GUI 

GUI: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-armhf.so.3, for GNU/Linux 2.6.31, BuildID[sha1]=458c19ff5439f6978a6e7548de3767312bd450c8, with debug_info, not stripped