Linux下使用GDB調試嵌入式ARM彙編程式的常見設定方法

Linux下使用GDB調試嵌入式ARM彙編程式的常見配置方法

摘要：
在嵌入式系統開發中，ARM架構的處理器廣泛應用於各個領域。為了調試嵌入式ARM彙編程序，我們可以使用GNU調試器（GDB）。本文將介紹在Linux環境下設定GDB來偵錯嵌入式ARM彙編程式的常見方法，並提供程式碼範例。

1. 安裝GDB和ARM交叉編譯工具鏈
   在開始之前，我們需要在Linux系統上安裝GDB和ARM交叉編譯工具鏈。可以透過套件管理器（如apt）或從官方網站下載進行安裝。
2. 編寫嵌入式ARM彙編程式
   首先，我們需要編寫一個簡單的嵌入式ARM彙編程序，以供後續偵錯。下面是一個範例程式：

.global _start
.extern printf

.section .data
message: .asciz "Hello, World!
"

.section .text
_start:
    ldr r0, =message
    bl printf

    mov r7, #1
    swi 0

上述程式碼首先定義了全域標號 _start 和外部函數 printf。然後，.data 區段中定義了一個字串message，.text 區段中使用ldr 和bl 指令實作了字串的輸出。最後兩行程式碼使用 mov 和 swi 指令退出程式。

3. 使用ARM交叉編譯工具鏈進行編譯
   使用ARM交叉編譯工具鏈將上述組譯程式編譯為執行檔。假設交叉編譯工具鏈的前綴為arm-none-eabi-，可以使用下列指令進行編譯：

$ arm-none-eabi-as -mcpu=cortex-m3 -o program.o program.s
$ arm-none-eabi-ld -o program program.o

其中，-mcpu=cortex-m3 指定了目標處理器的類型。

4. 設定GDB
   接下來，我們需要設定GDB來偵錯編譯產生的執行檔。可以使用以下指令啟動GDB：

$ gdb

然後，使用下列指令將執行檔載入到GDB中：

(gdb) file program

5. 設定GDB的目標裝置
   我們還需要配置GDB連接到目標設備，以便進行調試。可使用下列指令設定連接器參數：

(gdb) target remote localhost:1234

其中，localhost:1234 是目標裝置的連線位址和連接埠號碼。這裡假設使用了本機主機和預設連接埠號碼1234。

6. 偵錯組譯程式
   現在，我們可以開始偵錯組譯器了。以下是一些常用的GDB偵錯指令範例：

• 察看暫存器的值：

  (gdb) info registers

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• 單一步驟執行程式：

  (gdb) step

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• 執行完目前函數的剩餘部分：

  (gdb) next

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• #設定斷點：

  (gdb) break main

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• ##繼續執行程式：

  (gdb) continue

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• 查看記憶體內容：

  (gdb) x/16x $sp

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• 列印變數值：

  (gdb) print $r0

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• 查看原始程式碼：

  (gdb) list

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結束偵錯會話
7. 當我們完成了對程式的偵錯後，可以使用以下命令結束偵錯會話：
   

(gdb) quit

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結論：

本文介紹了在Linux環境下使用GDB偵錯嵌入式ARM組譯器的常見設定方法。首先，我們安裝了GDB和ARM交叉編譯工具鏈。然後，編寫了一個簡單的嵌入式ARM彙編程序，並使用ARM交叉編譯工具鏈進行編譯。接下來，我們配置了GDB並連接到目標設備。最後，我們使用GDB的各種調試命令對彙編程式進行了調試。透過配置GDB，我們可以方便地調試嵌入式ARM彙編程序，並加快開發的效率。


參考資料：
https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/
• #https://gcc.gnu.org/onlinedocs/
• https://www.keil.com/support/man/docs/armclang_intro/armclang_intro_dom1361289859837.htm
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