使用GDB对RT-Smart进行代码调试的方法

在开发的过程中，有时没有现成的图形化开发环境，想要进行调试时，需要使用 GDB 直接进行代码调试。本文档记录了以 RT-Thread qemu-vexpress-a9 BSP 为例，使用 GDB 对 RT-Smart 进行代码调试的方法。
准备
开发配置
在 ~/.bachrc 配置好工具链地址，避免重复配置。
export RTT_CC=gcc
export RTT_EXEC_PATH=your_musleabi_toolchain_path/bin
export RTT_CC_PREFIX=arm-linux-musleabi-
export PATH=$PATH:$RTT_EXEC_PATH:$RTT_EXEC_PATH/../arm-linux-musleabi/bin
编译项目
scons 编译工程（编译选项需要加 -g 参数，在 elf 中加入调试信息）
生成 elf 格式的可执行文件
运行 qemu-dbg.bat 以调试模式启动 QEMU 模拟
使用调试器
可以选择 arm-none-eabi-gdb 或者 gdb-multiarch 作为 gdb 服务端进行调试。
使用 gdb-multiarch
安装 gdb-multiarch 作为 gdb 服务端
gdb-multiarch rtthread.elf -ex "tar ext localhost:1234" 连接到 QEMU 进行代码调试
使用 arm-none-eabi-gdb
arm-none-eabi-gdb rtthread.elf -ex "tar ext localhost:1234" 连接到 QEMU 进行代码调试
图形化界面
如果想要以 GUI 模式启动 gdb，可以在命令行中添加参数 -tui，如下面的命令：
gdb-multiarch rtthread.elf -ex "tar ext localhost:1234" -tui
GDB 调试操作

打开和关闭

如果打 s、n 指令的话，必须要有源代码支持，如果没有源代码支持，只能打出 si、ni，这里 si ni 是针对反汇编指令来说的，如果有源代码的话就可以使用 s、n 指令。
断点操作命令


查看反汇编

• 按下 ctrl + x 然后再按下 2 将会切换视图，例如汇编视图和寄存器视图
• 按下 ctrl + x 然后再按下 1 将会聚焦选择其中一个视图
  

调试示例因为 RT-Smart 内核的加载地址与链接地址不一致，所以开始调试时，只能将调试断点打在 MMU 使能之后。

打开图形化界面后，使用 si 指令进行单步调试：

如果想观察寄存器中数值的变化，可以切换到通用寄存器视角：

常见问题加载地址与链接地址不一致在 RT-Smart 调试的过程中，发现如果把断点打在 _reset 符号时，执行调试时无法停在指定的断点，这个问题的原因是程序的链接地址与加载地址不一致导致的。
RT-Smart 系统被链接在 0xC0000000 起始的地址上，但是加载地址为 0x60000000，这就导致了在 MMU 没有开启之前，GDB 尝试到 0xC0000000 的地址去找符号相应的代码，但是却无法找到。
解决的办法是在指定符号的链接地址上减去 PV_OFFSET，打断点的时候可以使用如下指令：
b *((char *)_reset + 0xa0000000)

以上命令即可将断点打在相应的物理地址上，此时打开 GDB 的代码调试窗口，还不能看到对应汇编源码，但是在浏览窗口可以看到反汇编代码，使用 si ni 指令查看汇编代码调试。

这里 0xa0000000 就是 PV_OFFSET。如果是想从物理地址获得虚拟地址，需要 P - (P-V) = V，如果是先要从虚拟地址获得物理地址，则需要 V + (P - V) = P。
这里的 PV_OFFSET 是 0xa0000000 而不是 0x60000000，是因为要用物理地址减去虚拟地址，而不是用虚拟地址减去物理地址.
栈溢出栈内存被写穿的情况，由于线程栈太小，导致在函数较深调用时，导致栈溢出，破坏了系统中其他的数据结构。如果在调试的时候发现，某个变量在没有主动修改的时候突然发生改变，可以怀疑是否出现了栈溢出。
反汇编在代码调试以及查找错误时，有时会需要对 elf 进行反汇编做代码查看和对比的情况，此时需要使用工具链进行反汇编，命令如下：
arm-linux-musleabi-objdump -S rtthread.elf > rtthread.S