嵌入式linux调试：用gdbserver调试共享库

在开发嵌入式系统时，调试往往是一大难题。面试过不少嵌入式linux工程师，当问及调试手段时，他们的调试手段一般是两种：首先是在PC上的模拟环境中运行，若有问题，可以很方便的调试。其次，若在板子上运行时才出错，就用printf输出log信息，根据log信息定位错误。有少部分人用gdbserver调试板子上的程序，但问到如何在共享库里设置断点时，都说没有办法。

去年，Tinyx的一个内存越界BUG，花了我2天时间。gcc的一个浮点数BUG让我查了3天时间。这类BUG在PC上根本重现不了，在板子上用printf要花费大量的时间才能把错误的范围缩小一点。后来想了想，与其花时间去加printf，还不如把gdbserver调试共享库的问题解决了，可以为以后的调试节省不少时间。

在网上找了半天资料，没有什么收获，看来只好自己动手研究。花了一个周末的时间去研究gdbserver的运行方式。办法是找到了，不过仍然有点麻烦，等有时间了，修改一下gdb的代码，把这个过程自动化了。

先调试运行gdbserver，对gdbserver有了一些感性认识，然后研究linux-low.c中的代码。原来，设置断点只是在对应的内存中写入断点指令（x86上为0xcc）。

gdbserver为什么不能在共享库中设置断点呢？设置断点只是写内存，调试时，所有的代码段都是可写的，在exe中可以设置断点，没有理由不让在共享库中设置啊。所以这应该与是否是共享库关系不大。

猜测可能是符号与地址对应关系有误，如果你的本意为function1设置断点，结果gdb搞错了，设置一个毫不相干的地方，可能永远都不会执行到那里，这个断点自然没什么效果。

如果是这样，有两种方法可以解决：要么手动计算符号的地址，再设置断点，当然这样太累。另外就让gdb自动对应起来。经过反得尝试，用下列方法可以在共享库中设置断点，虽然有点麻烦，还是可行的。

1.         准备工作，编写下面几个文件：

test.c:

#include <stdlib.h>

int test(int a, int b)

{

    int s = a + b;

    printf("%d\n", s);

    return s;

}

main.c:

#include <stdlib.h>

extern int test(int a, int b);

int main(int argc, char* argv[])

{

    int s = test(10, 20);

    return s;

}

Makefile:

all: so main

so:

    gcc -g test.c -shared -o libtest.so

main:

    gcc -g main.c -L./ -ltest -o test.exe

clean:

rm -f *.exe *.so

（为了便于演示，整个过程在PC上测试，后来证实在实验板上能够正常工作）

2.         编译并设置环境变量

make

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:./

3.         运行gdbserver

gdbserver localhost:2000 ./test.exe

4.         运行gdb客户端

gdb

symbol-file test.exe

target remote localhost:2000

b main

c

5.         查看libtest.so的代码在内存中的位置。

（从gdbserver的输出或者用ps可以得到test.exe的进程ID，这里假设PID是11547）

cat /proc/11547/maps

输出：

00624000-0063e000 r-xp 00000000 03:01 718192     /lib/ld-2.3.5.so

0063e000-0063f000 r-xp 00019000 03:01 718192     /lib/ld-2.3.5.so

0063f000-00640000 rwxp 0001a000 03:01 718192     /lib/ld-2.3.5.so

00642000-00766000 r-xp 00000000 03:01 718193     /lib/libc-2.3.5.so

00766000-00768000 r-xp 00124000 03:01 718193     /lib/libc-2.3.5.so

00768000-0076a000 rwxp 00126000 03:01 718193     /lib/libc-2.3.5.so

0076a000-0076c000 rwxp 0076a000 00:00 0

00bbe000-00bbf000 r-xp 00bbe000 00:00 0

00fcc000-00fcd000 r-xp 00000000 03:01 1238761    /root/test/gdbservertest/libtest.so

00fcd000-00fce000 rwxp 00000000 03:01 1238761    /root/test/gdbservertest/libtest.so

08048000-08049000 r-xp 00000000 03:01 1238765    /root/test/gdbservertest/test.exe

08049000-0804a000 rw-p 00000000 03:01 1238765    /root/test/gdbservertest/test.exe

b7f8a000-b7f8b000 rw-p b7f8a000 00:00 0

b7f99000-b7f9a000 rw-p b7f99000 00:00 0

bfd85000-bfd9a000 rw-p bfd85000 00:00 0          [stack]

由此可以知道：libtest.so的代码在00fcc000-00fcd000之间。

6.         查看libtest.so的.text段在内存中的偏移位置：

objdump -h libtest.so |grep .text

输出：

9 .text         00000130  00000450  00000450  00000450  2**4

即偏移位置为0x00000450

7.         回到gdb窗口，加载libtest.so的符号表。

add-symbol-file libtest.so 0x00fcc450

(这里0x00fcc450 = 0x00fcc000 + 0x00000450)

8.         在共享库的函数中设置断点。

b test

9.         继续调试，可以发现在共享库中设置的断点，能够正常工作。

这个方法仍然有点麻烦，写在这里算抛砖引玉吧，望大家不吝赐教，谢谢。