调试

我们已经在调试会话中，所以让我们调试程序。

在load命令之后，我们的程序在入口点停止。这由GDB输出的"起始地址 0x8000XXX"部分表示。入口点是处理器/CPU将首先执行的程序的一部分。

我向您提供的starter项目有一些在main函数之前运行的额外代码。此时我们对"pre-main"部分不感兴趣，所以让我们直接跳到main函数的开头。我们将使用断点来实现这一点。在(gdb)提示符下发出break main：

注意：对于这些GDB命令，我通常不会提供可复制的代码块，因为这些代码块很短，而且自己输入会更快。此外，大多数可以缩短。例如，b表示break或s表示step，请参阅GDB快速参考以获取更多信息或使用谷歌查找其他。此外，您可以使用制表符完成，方法是输入一个制表符以外的前几个字母来完成，或者输入两个制表符来查看所有可能的命令。
最后，help xxxx其中xxxx是命令将提供短名称和其他信息：
(gdb) help s
step, s
Step program until it reaches a different source line.
Usage: step [N]
Argument N means step N times (or till program stops for another reason).

(gdb) break main
Breakpoint 1 at 0x80001f0: file src/05-led-roulette/src/main.rs, line 7.
Note: automatically using hardware breakpoints for read-only addresses.

下一步发出continue命令：

(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, led_roulette::__cortex_m_rt_main_trampoline () at src/05-led-roulette/src/main.rs:7
7       #[entry]

断点可用于停止程序的正常流程。continue命令将允许程序自由运行直到到达断点。在这种情况下，直到它到达#[entry]，这是主函数的跳点，其中break main设置断点。

注意：GDB输出显示"Breakpoint 1"。请记住，我们的处理器只能使用这些断点中的六个，所以最好注意这些消息。

好的。由于我们停在#[entry]使用disassemble /m我们看到了entry的代码，这是一个主要点跳点。这意味着它建立堆栈，然后使用ARM分支和链接指令bl调用main函数的子例程调用。

(gdb) disassemble /m
Dump of assembler code for function main:
7       #[entry]
   0x080001ec <+0>:     push    {r7, lr}
   0x080001ee <+2>:     mov     r7, sp
=> 0x080001f0 <+4>:     bl      0x80001f6 <_ZN12led_roulette18__cortex_m_rt_main17he61ef18c060014a5E>
   0x080001f4 <+8>:     udf     #254    ; 0xfe

End of assembler dump.

接下来，我们需要发出一个stepGDB命令，该命令将逐步将程序语句推进到函数/过程中。因此，在这个第一步命令之后，我们进入main，位于第一个可执行的rust语句第10行，但它没有被执行：

(gdb) step
led_roulette::__cortex_m_rt_main () at src/05-led-roulette/src/main.rs:10
10          let x = 42;

接下来，我们将发出第二个step, 该步骤执行第10行并停止在第11行11 _y = x;，再次不执行第11行

注意：我们可以在第二个(gdb) 提示符处按enter，它会重新发出前面的语句step，但为了清楚起见，在本教程中，我们通常会重新输入命令。

(gdb) step
11          _y = x;

如您所见，在这种模式下，在每个step中，GDB都会打印当前语句及其行号。正如您稍后在TUI模式中看到的，您将在命令区域中看不到该语句。

我们现在开始"在"_y = x语句；该声明尚未执行。这意味着x已初始化，但_y未初始化。让我们使用print命令检查这些堆栈/局部变量，简称p：

(gdb) print x
$1 = 42
(gdb) p &x
$2 = (*mut i32) 0x20009fe0
(gdb) p _y
$3 = 536870912
(gdb) p &_y
$4 = (*mut i32) 0x20009fe4

正如预期的那样，x包含值42。但_y包含值536870912 (?)。这是因为_y尚未初始化，它包含一些垃圾值。

命令print &x打印变量x的地址。这里有趣的是，GDB输出显示了引用的类型：*mut i32，一个指向i32值的可变指针。另一个有趣的事情是，x和_y的地址彼此非常接近：们的地址仅相隔4个字节。

您也可以使用info locals命令，而不是逐个打印局部变量：

(gdb) info locals
x = 42
_y = 536870912

好的。下一个step命令我们将在loop {}语句的顶部：

(gdb) step
14          loop {}

现在应该初始化_y。

(gdb) print _y
$5 = 42

如果我们在loop {}语句的顶部再次使用step，我们将陷入困境，因为程序永远不会传递该语句。

注意：如果您错误地使用了step或任何其他命令，并且GDB卡住了，您可以按Ctrl+C将其松开。

如上所述，disassemble /m命令可用反汇编当前所在行的程序。您可能还希望将set print asm-demangle on设置为打开，以便对名称进行解映射，这只需要在调试会话中执行一次。稍后，此命令和其他命令将放置在初始化文件中，这将简化调试会话的启动。

(gdb) set print asm-demangle on
(gdb) disassemble /m
Dump of assembler code for function _ZN12led_roulette18__cortex_m_rt_main17h51e7c3daad2af251E:
8       fn main() -> ! {
   0x080001f6 <+0>:     sub     sp, #8
   0x080001f8 <+2>:     movs    r0, #42 ; 0x2a

9           let _y;
10          let x = 42;
   0x080001fa <+4>:     str     r0, [sp, #0]

11          _y = x;
   0x080001fc <+6>:     str     r0, [sp, #4]

12
13          // infinite loop; just so we don't leave this stack frame
14          loop {}
=> 0x080001fe <+8>:     b.n     0x8000200 <led_roulette::__cortex_m_rt_main+10>
   0x08000200 <+10>:    b.n     0x8000200 <led_roulette::__cortex_m_rt_main+10>

End of assembler dump.

看到左侧的=>胖箭头了吗? 它显示处理器接下来要执行的指令。

此外，如上所述，如果您要执行step命令，GDB会卡住，因为它正在执行一条到自身的分支指令，并且永远无法通过它。因此，您需要使用Ctrl+C重新获得控制权。另一种方法是使用stepi(si)GDB命令，它执行一条asm指令， GDB将打印处理器下一步将执行的语句的地址和行号，并且不会卡住。

(gdb) stepi
0x08000194      14          loop {}

(gdb) si
0x08000194      14          loop {}

在我们转向更有趣的事情之前，最后一个技巧。在GDB中输入以下命令：

(gdb) monitor reset halt
Unable to match requested speed 1000 kHz, using 950 kHz
Unable to match requested speed 1000 kHz, using 950 kHz
adapter speed: 950 kHz
target halted due to debug-request, current mode: Thread
xPSR: 0x01000000 pc: 0x08000194 msp: 0x2000a000

(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 1, led_roulette::__cortex_m_rt_main_trampoline () at src/05-led-roulette/src/main.rs:7
7       #[entry]

(gdb) disassemble /m
Dump of assembler code for function main:
7       #[entry]
   0x080001ec <+0>:     push    {r7, lr}
   0x080001ee <+2>:     mov     r7, sp
=> 0x080001f0 <+4>:     bl      0x80001f6 <led_roulette::__cortex_m_rt_main>
   0x080001f4 <+8>:     udf     #254    ; 0xfe

End of assembler dump.

我们现在又回到了#[entry]开头！

monitor reset halt将重置微控制器，并在程序开始时立即停止。然后continue命令将允许程序自由运行，直到到达断点，在本例中，它是#[entry]处的断点。

当您错误地跳过了您感兴趣检查的程序的一部分时，此组合非常方便。您可以轻松地将程序的状态回滚到最开始。

细节：此reset命令不会清除或触及RAM。该内存将保留上次运行时的值。这应该不是问题，除非程序的行为取决于未初始化变量的值，但这是未定义行为（UB）的定义。

我们已完成此调试会话。你可以用quit命令结束它。

(gdb) quit
A debugging session is active.

        Inferior 1 [Remote target] will be detached.

Quit anyway? (y or n) y
Detaching from program: $PWD/target/thumbv7em-none-eabihf/debug/led-roulette, Remote target
Ending remote debugging.

为了获得更好的调试体验，您可以使用GDB的文本用户界面(TUI)。要进入该模式，请在GDB shell中输入以下命令之一：

(gdb) layout src
(gdb) layout asm
(gdb) layout split

注意：向Windows用户道歉，GNU ARM嵌入式工具链附带的GDB可能不支持此TUI模式:-(。

下面是通过执行以下命令设置layout split的示例。如您所见，我们已经放弃传递--target参数：

$ cargo run
(gdb) target remote :3333
(gdb) load
(gdb) set print asm-demangle on
(gdb) set style sources off
(gdb) break main
(gdb) continue

这里有一个命令行，将上述命令作为-ex参数，以节省您的键入时间，不久我们将提供一种更简单的方法来执行初始命令集：

cargo run -- -q -ex 'target remote :3333' -ex 'load' -ex 'set print asm-demangle on' -ex 'set style sources off' -ex 'b main' -ex 'c' target/thumbv7em-none-eabihf/debug/led-roulette

结果如下：

GDB session layout split

现在，我们将向下滚动顶部源窗口，以便查看整个文件并执行layout split，然后执行以下step：

GDB session layout split

然后我们将执行一些info locals和step's：

(gdb) info locals
(gdb) step
(gdb) info locals
(gdb) step
(gdb) info locals

GDB session layout split

在任何时候，您都可以使用以下命令离开TUI模式：

(gdb) tui disable

GDB session layout split

注意：如果您不喜欢默认的GDB CLI，请查看gdb仪表板。它使用Python将默认GDB CLI转换为显示寄存器、源代码视图、程序集视图和其他内容的仪表板。

但不要关闭OpenOCD！稍后我们会反复使用它。最好让它继续运行。如果您想了解更多有关GDB功能的信息，请查看何使用GDB一节。

接下来是什么？我承诺的高级API。

Discovery

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