GDB 在嵌入式中的相关概念

1. 背景

​ 在嵌入式开发中调试器起着非常大的作用，下载程序、单步调试程序、下断点、通过函数调用栈查看函数调用关系等。通常我们不关心调试器的工作原理，只管调试就好，但是底层原理的认知是非常重要的，本文将打开一大块知识拼图。

2. GDB 是什么

​ 本人理解，不按照官方的解释，什么GNU计划什么的。GDB 是 gcc 工具链带的一个调试程序，注意是程序。

3. GDB 的两个概念

​ GDB 是程序，调试器也只是运行着 GDB 程序的嵌入式工具罢了，调试器中的 GDB 程序常称为 GDB Server，顾名思义，就是个 GDB 服务器。服务器是服务客户端的，一直监听客户端发来的请求。所以，PC 端一定存在一个 GDB Client 的客户端程序。

​ 经常用的 Jlink，ST-link 等调试工具，一般都用自己的 gdb server 程序运行在上面，因此，我们通常通过芯片上的 JTAG 接口，SWD 接口与调试器连接，连接上后，我们在 IDE 上点击小虫子按钮来调试板子，此时，IDE 中已经集成了 GDB Client，IDE 通过这个 Client 与 ST-link 或者 Jlink 中的 Server 通讯，比如发送个断点指令（在 IDE 中就点击出现个红色圈圈），然后全速运行，Client 就会发送全速运行的命令给 Server，此时 Server 就通过实际的连的杜邦线将信号发到芯片内部调试单元上，芯片就跑了起来。

4. GDB 串行协议

​ 通常我们使用调试器连接开发板，这样 Client 与 Server 之间发送的命令很难观察到，因此，可以通过 qemu 的方式，让 qemu 运行 Server 程序并启动网络协议栈，Client 通过网络的方式连接 Server 来调试 Server 端的代码，这样，通过抓包工具将 Client 与 Server 之间交互的数据给抓下来，就能够知道他俩之间到底都说了啥。

5. GDB 相关命令

gdb xxx.elf  // client 端载入符号表

target remote ip:port // 连接 Server
    
load xxx.elf // 将 elf load 到 Server 端，相当于给板子重新下载程序

b xxx // 在xxx 出下断点
    
c // 全速运行，遇到断点停止

bt // 显示函数调用栈
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