Lab27: Debugger

預期目標

• 學習使用 Debugger，並且理解從硬體到軟體相關的處理機制
• 學習 Linux 工具和 GNU Toolchain 的使用
• 學習 Automation 技巧

QEMU + GDB 操作

• 假設 Lab-25</embedded/Lab25>_ 所使用 QEMU 的目錄已放在 workspace 目錄

.. code-block:: prettyprint

cd workspace file qemu_stm32

• 取得 GDB Automation

.. code-block:: prettyprint

git clone git://github.com/embedded2013/gdb-automation.git git clone git@github.com:embedded2013/gdb-automation.git # 如果上一行失敗 cd gdb-automation

• 開啟一個終端機，作以下輸入

.. code-block:: prettyprint

make qemudbg

• 開啟另一個終端機，準備透過 gdb 來追蹤程式。下列 (gdb) 開頭的指令表示在 GDB 內部操作
• 使用 Ubuntu 64-bit 版本時，需要另外安裝 lib32ncurses5
  • sudo apt-get install lib32ncurses5

.. code-block:: prettyprint

cd gdb-automation
arm-none-eabi-gdb
(gdb) file main.elf 
Reading symbols from gdb-automation/main.elf...done.
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x2206: file main.c, line 8.
(gdb) target remote :3333
Remote debugging using :3333
Reset_Handler ()
    at libraries/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F10x/startup/gcc_ride7/startup_stm32f10x_md.s:67
67	  movs	r1, #0
(gdb) c
Continuing.

Breakpoint 1, main () at main.c:8

GDB Automation

• 目標：使用 GDB 來驗證 rtenv 功能，特別是新加入的 shell command
• 取得 rtenv-gdbautomation 並編譯、執行驗證

.. code-block:: prettyprint

git clone git@github.com:embedded2014/rtenv-gdbautomation.git
git clone http://github.com/embedded2014/rtenv-gdbautomation.git # 如果上一行失敗
cd rtenv-gdbautomation
make check

• 可以看到如下方輸出

.. code-block:: prettyprint

arm-none-eabi-gdb -batch -x test-export_envvar.in
first () at kernel.c:791
791		while(1);
Breakpoint 1 at 0x5b84: file unit_test.c, line 4.
Current environment variables:
Name: EDITOR; Value: gedit
Name: PATH; Value: ~
Name: LC_ALL; Value: UTF8
Processed argv list:
#0 export
#1 EDITOR=vi
Pass: exported value is correct
Pass: correct value of env_count

• 研究 test-export_envvar.in 檔案的設計，發現是 GDB script
  • source qemudbg_init.in # 可發現 GDB macro
  • set logging on

參考作業要求

• 將 rtenv-gdbautomation 機制移植回去 Lab-25</embedded/Lab25>_ 的 rtenv，使得 make check 時，可以透過 GDB script 自動測試之前加入的功能、函式，並且比對預期輸出，作為 unit test
• [加分] 用 GDB script 顯示執行時期資訊

作業繳交方式

• 請更新作業提案到共筆網站: Lab 27 / 作業共筆<https://embedded2014.hackpad.com/Lab-27-GDB-Automation-L1ohwuTnRMw>_
  • 需要標注自己的 ID，可參考 Lab 25 / 作業共筆<https://embedded2014.hackpad.com/Lab25-GNU-Toolchain-iqMI18AAgwU>_ 的格式
• 請在 Mar 14, 2014 前，將符合作業提案的程式碼，提交到 Lab-25</embedded/Lab25>_ 時 fork 出來的 rtenv
  • https://github.com/embedded2014/rtenv

參考資訊

• debugger 和 software emulator
  • opencsl.openfoundry.org/Lab05_debugger.rst.html
  • http://www.cis.nctu.edu.tw/~is92004/article/gdb.htm
• GDB 筆記
  • http://loda.hala01.com/2012/04/gdb%E7%AD%86%E8%A8%98/
• 以 GDB 重新學習 C 語言程式設計
  • http://www.slideshare.net/jserv/clang-usinggdb
• GDB Manual
  • http://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/
  • Commands, Remote Debugging, Extending GDB