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software:gdb:start [2013-10-08 14:24] – abajricsoftware:gdb:start [2018-04-13 11:18] – mgehrig2
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   * [[https://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/stabs/ | STABS]]   * [[https://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/stabs/ | STABS]]
 </box> </box>
- +===== Hauptfunktionen des GDB ===== 
-Der GNU Debugger erlaubt einem zu sehen, was in einem Programm passiert, während es ausgeführt wird oder was es gemacht hat als es abgestürzt ist.+Der GNU Debugger erlaubt es, zu sehen, was in einem Programm während der Ausführung passiert oder was ein Programm zuletzt gemacht vor einem Absturz.
  
 Die vier Hauptfunktionen von GDB sind: Die vier Hauptfunktionen von GDB sind:
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   * Inhalt des Speichers ändern   * Inhalt des Speichers ändern
  
-==== Handhabung ==== 
-GDB ist in vielen [[http://de.wikipedia.org/wiki/Integrierte_Entwicklungsumgebung|IDE]]s (wie z.B. Eclipse) integriert und wird über das GUI bedient. Alternativ kann GDB auch über die Kommandozeile gestartet werden: 
  
-''gdb executable_name''+===== Handhabung ===== 
 +GDB ist in vielen [[http://de.wikipedia.org/wiki/Integrierte_Entwicklungsumgebung|IDE]]s (wie z.B. Eclipse) integriert und wird über das GUI bedient. Alternativ kann GDB auch über die Kommandozeile gestartet werden. 
 +Das ist besonders nütztlich, um ein Segfault zu überprüfen.
  
-Programm starten:+Mehr dazu unter im [[software:gdb:crashcoursegdb|Crashcourse gdb]]
  
-''run arg1 arg2 arg3'' 
  
-Ausführung des Programms anhalten:+===== Coredumps ===== 
 +Mit Coredumps können Segfaults analysiert werden, ohne dass die Applikation im //gdb// gestartet wird. 
 +Ein //Backtrace// kann im Nachhinen untersucht werden. 
 +Es ist ebenfalls möglich, lokale Variablen nach dem Absturz zu untersuchen.
  
-''halt''+Mehr dazu unter unter [[software:gdb:coredump|software:gdb:coredump]].
  
-Programm beenden: 
  
-''kill''+===== STABS ===== 
 +STABS (symbol tables) ist das Format in welchem das Program für den Debugger beschrieben wird. Der GCC Compiler kompiliert C-Programme (.c) in Assembler-Programme (.s), welche vom Assembler in Objekt-Dateien (.o) kompiliert werden, die dann vom Linker und anderen Objekt-Dateien zu einem ausführbarem Programm verlinkt werden.
  
-GDB beenden:+Mit der Option '-g' des GCC Compilers wird in die .s-Dateien zusätzliche Information eingefügt. Diese Information beschreibt Eigenschaften der Source-Datei, wie z.B. Zeilennummern, Typen, Scope der Variable, Funktionsnamen, usw.
  
-''quit''+Beispiel: [[https://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/stabs/C-Example.html#C-Example | C Source]], [[https://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/stabs/Assembly-Code.html#Assembly-Code| ASM Source mit STAB]]
  
-Alle GDB Befehle können mit der GDB-Hilfefunktion aufgelistet werden:+===== Remote Debugging =====
  
-''help''+<box 30% right green > 
 +{{:software:gdb:gdb.png|GDB Remote Debugging}} 
 +</box> 
 +GDB kann auch Programme debuggen, die nicht lokal ausgeführt werden. Auf dem Target muss aber ein RSP-Server lauften, der mit dem GDB kommunizieren kann. Die Kommunikation läuft über das [[http://www.embecosm.com/appnotes/ean4/embecosm-howto-rsp-server-ean4-issue-2.html| Remote Serial Protokoll]].
  
  
-==== STABS ==== 
-STABS (symbol tables) ist das Format in welchem das Program für den Debugger beschrieben wird. Der GCC Compiler kompiliert C-Programme (.c) in Assembler-Programme (.s), welche vom Assembler in Objekt-Dateien (.o) kompiliert werden, die dann vom Linker und anderen Objekt-Dateien zu einem ausführbarem Programm verlinkt werden. 
  
-Mit der Option '-g' des GCC Compilers wird in die .s-Dateien zusätzliche Information eingefügt. Diese Information beschreibt Eigenschaften der Source-Datei, wie z.B. Zeilennummern, Typen, Scope der Variable, Funktionsnamen, usw.+===== Beispiel mit MPC5200 ===== 
 + 
 + 
 +==== Grundsätzlicher Aufbau ==== 
 + 
 +In der Zukunft sollte der Deep-Compiler zwei Files generieren. Das Image-File, welches direkt auf den MPC5200 geladen und ausgeführt wird, und ein ELF-File, welches zusammen mit den Java-Sourcen vom GDB Debugger benutzt werden können, um den MPC5200 zu debuggen. 
 + 
 +{{:software:gdb:deep-gdb.png|}} 
 + 
 +Im ELF-File stehen die Debug-Information (STABS), die es GDB erlauben das Java-Program zu debuggen. In einer ersten Version werden die STABS manuell in ein Assembler-Programm eingefügt und mit dem GCC-Assembler übersetzt. 
 + 
 + 
 + 
 +==== Java Code ==== 
 + 
 +Um das Beispiel noch zu vereinfachen wird eine Endlos-Schleife ans Ende der //reset()//-Methode eingefügt: 
 + 
 +<code> 
 +static void reset() { 
 + int stackOffset = US.GET4(sysTabBaseAddr + stStackOffset); 
 + int stackBase = US.GET4(sysTabBaseAddr + stackOffset + 4); 
 + int stackSize = US.GET4(sysTabBaseAddr + stackOffset + 8); 
 + US.PUTGPR(1, stackBase + stackSize - 4); // set stack pointer 
 + int kernelClinitAddr = US.GET4(sysTabBaseAddr + stKernelClinitAddr); 
 + US.PUTSPR(SRR0, kernelClinitAddr); 
 + US.PUTSPR(SRR1, SRR1init); 
 + //US.ASM("rfi"); 
 +  
 + int x = 4; 
 + x ^= 0x55;  
 +  
 + US.PUTGPR(R27, x); 
 + while (true); 
 +} 
 +</code> 
 + 
 + 
 +==== Assembler Code ==== 
 + 
 +Der Assembler-Code (test.S) sieht wie folgt aus: 
 + 
 +<code> 
 +.org 0x400100 
 +reset: 
 + li r2, 16388 
 + lwz r4, 0(r2) 
 + addi r2, r4, 16384 
 + addi r3, r2, 4 
 + lwz r5, 0(r3) 
 + addi r2, r4, 16384 
 + addi r3, r2, 8 
 + lwz r4, 0(r3) 
 + add r2, r5, r4 
 + addi r3, r2, -4 
 + mr r1, r3 
 + li r2, 16396 
 + lwz r4, 0(r2) 
 + mr r0, r4 
 + mtspr SRR0, r0 
 + li r2, 14338 
 + mr r0, r2 
 + mtspr SRR1, r0 
 + li r2, 4 
 + xori r3, r2, 0x55 
 + xoris r3, r3, 0x0 
 + mr r27, r2 
 + b 0 
 +</code> 
 + 
 +Kompiliert wird mit folgendem Befehl: 
 + 
 +<code> 
 +$ powerpc-linux-gnu-as -mppc32 -mregnames -be test.S 
 +</code> 
 + 
 +Das ELF-File //a.out// wird erstellt. Dieses File kann durch folgenden Befehl disassembliert werden: 
 + 
 +<code> 
 +$ powerpc-linux-gnu-objdump -d -EB -G -mpowerpc a.out 
 +</code> 
 + 
 + 
 +==== Assembler Code mit STABS ==== 
 + 
 +Der Assembler-Code (test.S) mit den Debug-Informationen sieht wie folgt aus: 
 + 
 +<code> 
 +.include "stabs.include" 
 + 
 +.stabs "void:t1=1",N_LSYM,0,0,0 
 +.stabs "int:t2=r2;-2147483648;2147483647;",N_LSYM,0,0,0 
 + 
 +.data 
 +.org 0x100000 
 +.stabs "targetCommand:G2",N_GSYM,0,0,0 
 +.global targetCommand 
 +targetCommand: 
 +.int 0 
 + 
 +.org 0x400100 
 +.stabs "/home/abajric/ntb/deep/ws/runtime-library/",N_SO,0,0,Ltext0 
 +.stabs "src/ch/ntb/inf/deep/runtime/mpc555/Reset.java",N_SO,0,0,Ltext0 
 +.text 
 +Ltext0: 
 + 
 +reset: 
 +.stabn N_SLINE, 0, 38, LM1 
 +LM1: 
 + li r2, 16388 
 + lwz r4, 0(r2) 
 + addi r2, r4, 16384 
 + addi r3, r2, 4 
 + lwz r5, 0(r3) 
 + addi r2, r4, 16384 
 + addi r3, r2, 8 
 + lwz r4, 0(r3) 
 + add r2, r5, r4 
 + addi r3, r2, -4 
 +.stabn N_SLINE, 0, 41, LM5 
 +LM6: 
 + mr r1, r3 
 + li r2, 16396 
 + lwz r4, 0(r2) 
 + mr r0, r4 
 + mtspr SRR0, r0 
 + li r2, 14338 
 + mr r0, r2 
 + mtspr SRR1, r0 
 +.stabn N_SLINE, 0, 47, LM4 
 +LM4: 
 + li r2, 4 
 +.stabs "x:r2;-2147483648;2147483647;",N_RSYM,0,4,2 
 +.stabn N_SLINE, 0, 48, LM5 
 +LM5: 
 + xori r3, r2, 0x55 
 +.stabs "x:r2;-2147483648;2147483647;",N_RSYM,0,4,3 
 + xoris r3, r3, 0x0 
 +.stabn N_SLINE, 0, 50, LM2 
 +LM2: 
 + mr r27, r2 
 +.stabs "x:r2;-2147483648;2147483647;",N_RSYM,0,4,27 
 +.stabn N_SLINE, 0, 51, LM3 
 +LM3: 
 + b 0 
 + 
 +.stabs "ch::ntb::inf::deep::runtime::mpc555::Reset::reset:F1",N_FUN,0,0,reset 
 +.stabn N_SLINE, 0, 37, reset 
 +.stabn N_LBRAC, 0, 0, LM1 
 +.stabn N_RBRAC, 0, 0, LM3 
 +</code> 
 + 
 +Im File //stabs.include// stehen Definitionen der STABS Symboltypen: 
 + 
 +<code> 
 +# non-stab symbol types 
 +.set N_UNDF, 0x0 
 +.set N_EXT, 0x1 
 +.set N_ABS, 0x2 
 +.set N_TEXT, 0x4 
 +.set N_DATA, 0x6 
 +.set N_BSS, 0x8 
 +.set N_FN_SEQ, 0x0c 
 +.set N_INDR, 0x0a 
 +.set N_COMM, 0x12 
 +.set N_SETA, 0x14 
 +.set N_SETT, 0x16 
 +.set N_SETD, 0x18 
 +.set N_SETB, 0x1a 
 +.set N_SETV, 0x1c 
 +.set N_WARNING, 0x1e 
 +.set N_FN, 0x1f 
 + 
 +# stab symbol types 
 +.set N_GSYM, 0x20 
 +.set N_FNAME, 0x22 
 +.set N_FUN, 0x24 
 +.set N_STSYM, 0x26 
 +.set N_LCSYM, 0x28 
 +.set N_MAIN, 0x2a 
 +.set N_ROSYM, 0x2c 
 +.set N_PC, 0x30 
 +.set N_NSYMS, 0x32 
 +.set N_NOMAP, 0x34 
 +.set N_MAC_DEFINE, 0x36 
 +.set N_OBJ, 0x38 
 +.set N_MAC_UNDEF, 0x3a 
 +.set N_OPT, 0x3c 
 +.set N_RSYM, 0x40 
 +.set N_M2C, 0x42 
 +.set N_SLINE, 0x44 
 +.set N_DSLINE, 0x46 
 +.set N_BSLINE, 0x48 
 +.set N_BROWS, 0x48 
 +.set N_DEFD, 0x4a 
 +.set N_FLINE, 0x4c 
 +.set N_EHDECL, 0x50 
 +.set N_MOD2, 0x50 
 +.set N_CATCH, 0x54 
 +.set N_SSYM, 0x60 
 +.set N_ENDM, 0x62 
 +.set N_SO, 0x64 
 +.set N_LSYM, 0x80 
 +.set N_BINCL, 0x82 
 +.set N_SOL, 0x84 
 +.set N_PSYM, 0xa0 
 +.set N_EINCL, 0xa2 
 +.set N_ENTRY, 0xa4 
 +.set N_LBRAC, 0xc0 
 +.set N_EXCL, 0xc2 
 +.set N_SCOPE, 0xc4 
 +.set N_RBRAC, 0xe0 
 +.set N_BCOMM, 0xe2 
 +.set N_ECOMM, 0xe4 
 +.set N_ECOML, 0xe8 
 +.set N_WITH, 0xea 
 +.set N_NBTEXT, 0xf0 
 +.set N_NBDATA, 0xf2 
 +.set N_NBBSS, 0xf4 
 +.set N_NBSTS, 0xf6 
 +.set N_NBLCS, 0xf8 
 +</code> 
 + 
 + 
 +==== Beschreibung der STABS ==== 
 + 
 +Online Doku von GDB: 
 +  * [[https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/| GDB User Manual]] 
 +  * [[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html| STABS Doku]] 
 +  * [[https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs/Stab-Symbol-Types.html#Stab-Symbol-Types| STABS Symboltypen]] 
 + 
 +=== Definition von Typen === 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#String-Field|String-Field]]) 
 +Type 1 = void und Type 2 = int. 
 + 
 +<code> 
 +.stabs "void:t1=1",N_LSYM,0,0,0 
 +.stabs "int:t2=r2;-2147483648;2147483647;",N_LSYM,0,0,0 
 +</code> 
 + 
 +=== Definition von globalen Variablen === 
 + 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#Global-Variables|Global Variables]]) 
 +Variable targetCommand an Adresse 0x100000 vom Type 2 = int. 
 + 
 +<code> 
 +.data 
 +.org 0x100000 
 +.stabs "targetCommand:G2",N_GSYM,0,0,0 
 +.global targetCommand 
 +targetCommand: 
 +.int 0 
 +</code> 
 + 
 +=== Definition vom Java-Sourcecode === 
 + 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#Source-Files|Source Files]]) 
 +Der erste STABS mit N_SO ist der Build-Ordner. Der Zweite ist der relative Pfad zum Source-File. 
 + 
 +<code> 
 +.org 0x400100 
 +.stabs "/home/abajric/ntb/deep/ws/runtime-library/",N_SO,0,0,Ltext0 
 +.stabs "src/ch/ntb/inf/deep/runtime/mpc555/Reset.java",N_SO,0,0,Ltext0 
 +.text 
 +Ltext0: 
 +</code> 
 + 
 +=== Definition von Zeilennummern === 
 + 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#Line-Numbers|Line Numbers]]) 
 + 
 +<code> 
 +reset: 
 +.stabn N_SLINE, 0, 38, LM1 
 +LM1: 
 + 
 +... 
 + 
 +.stabn N_SLINE, 0, 41, LM5 
 +LM6: 
 + 
 +... 
 + 
 +.stabn N_SLINE, 0, 47, LM4 
 +LM4: 
 +</code> 
 + 
 + 
 + 
 +=== Definition von Registervariablen === 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#Register-Variables|Register Variables]]) 
 +Registervariablen müssen immer im gleichen Register bleiben. ("r2" => Registervariable vom Type 2 und nicht Register R2, Registernummer ist der letzte Parameter!) 
 + 
 +<code> 
 +.stabs "x:r2;-2147483648;2147483647;",N_RSYM,0,4,2 
 +</code> 
 + 
 + 
 +=== Definition von Funktionen === 
 + 
 +([[https://www.sourceware.org/gdb/onlinedocs/stabs.html#Procedures|Procedures]]) N_LBRAC und N_RBRAC ist die Position der öffnenden/schliessenden geschweiften Klammern der Funktion. 
 + 
 +<code> 
 +.stabs "ch::ntb::inf::deep::runtime::mpc555::Reset::reset:F1",N_FUN,0,0,reset 
 +.stabn N_SLINE, 0, 37, reset 
 +.stabn N_LBRAC, 0, 0, LM1 
 +.stabn N_RBRAC, 0, 0, LM3 
 +</code> 
 + 
 +==== Debuggen mit GDB ==== 
 + 
 +Damit ein PowerPC Target debugged werden kann muss GDB mit PowerPC Support installiert werden: 
 + 
 +<code> 
 +$ sudo apt-get install gdb-multiarch 
 +</code> 
 + 
 +Bevor GDB gestarted wird, muss das Image-File auf den MPC5200 geladen werden: 
 + 
 +<code> 
 +$ telnet bdi3000inf01 
 +pcm5200io> load 0x400000 pub/abajric/test.bin bin 
 +pcm5200io> rm pc 0x400100 
 +</code> 
 + 
 +GDB starten: 
 +<code> 
 +$ gdb-multiarch 
 +</code> 
 + 
 +PowerPC Architektur auswählen: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) set arch powerpc:common 
 +</code> 
 + 
 +ELF-File mit Debug-Informationen auswählen: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) file ./a.out 
 +</code> 
 + 
 +GDB mit Abatron BDI3000 verbinden: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) target remote bdi3000inf01:2001 
 +</code> 
 + 
 +GDB TUI aktivieren und Layout umstellen: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) layout split 
 +(gdb) focus cmd 
 +</code> 
 + 
 +Alternativ kann ein File (gdb.cmd) mit diesen GDB-Kommandos erstellt werden: 
 + 
 +<code> 
 +set arch powerpc:common 
 +file ./a.out 
 +target remote bdi3000inf01:2001 
 +layout split 
 +focus cmd 
 +</code> 
 + 
 +Beim Ausführen von GDB muss dieses File angegeben werden, damit alle Kommandos im File ausgeführt werden: 
 + 
 +<code> 
 +$ gdb-multiarch -x ./gdb.cmd 
 +</code> 
 + 
 +Mit dem folgenden Befehl kann der Java-Sourcecode angezeigt werden: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) list 
 +</code> 
 + 
 +Mit dem folgenden Befehl wird eine Assembler-Instruktion ausgeführt: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) stepi 
 +</code> 
 + 
 +Mit dem folgenden Befehl wird Code ausgeführt, bis eine neue Source-Zeile erreicht wurde: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) next 
 +</code> 
 + 
 +Mit dem folgenden Befehl wird eine definierte Variable ausgegeben: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) print x 
 +</code> 
 + 
 +Mit dem folgenden Befehl wird eine definierte Variable geändert: 
 + 
 +<code> 
 +(gdb) set var x = 12345 
 +</code>
  
-==== Remote Debugging ==== +Mit dem folgenden Befehl kann im Memory geschrieben werden:
-GDB kann auch Programme debuggen, die nicht lokal ausgeführt werden. Auf dem Target muss aber ein RSP-Server lauften mit dem GDB kommunizieren kann. Die Kommunikation läuft über das [[http://www.embecosm.com/appnotes/ean4/embecosm-howto-rsp-server-ean4-issue-2.html| Remote Serial Protokoll]].+
  
 +<code>
 +(gdb) set var *0x100000 = 12345
 +</code>

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