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:

• Programm mit Optionen starten
• Programm bei bestimmten Bedingungen anhalten
• Untersuchen was geschehen ist, wenn das Programm angehalten wurde
• Inhalt des Speichers ändern

GDB ist in vielen IDEs (wie z.B. Eclipse) integriert und wird über das GUI bedient. Alternativ kann GDB auch über die Kommandozeile gestartet werden:

gdb executable_name

Programm starten:

run arg1 arg2 arg3

Programm beenden:

kill

GDB beenden:

quit

Alle GDB Befehle können mit der GDB-Hilfefunktion aufgelistet werden:

help

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: C Source, ASM Source mit STAB

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 Remote Serial Protokoll.

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.

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.

Um das Beispiel noch zu vereinfachen wird eine Endlos-Schleife ans Ende der reset()-Methode eingefügt:

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);
}

Der Assembler-Code (test.S) sieht wie folgt aus:

.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

Kompiliert wird mit folgendem Befehl:

$ powerpc-linux-gnu-as -mppc32 -mregnames -be test.S

Das ELF-File a.out wird erstellt. Dieses File kann durch folgenden Befehl disassembliert werden:

$ powerpc-linux-gnu-objdump -d -EB -G -mpowerpc a.out

Der Assembler-Code (test.S) mit den Debug-Informationen sieht wie folgt aus:

.include "stabs.include"

.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:

.stabs "void:t1=1",N_LSYM,0,0,0
.stabs "int:t2=r2;-2147483648;2147483647;",128,0,0,0

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