一、前言
GDB（GNU symbolic debugger）是 Linux 平台下使用最多的一款调试器，常用命令虽不多，但操作起来真心不方便。操作不方便、代码不能高亮、不能边看代码边调试，这几点应该是造成很多人不愿意长期使用的原因（后来集成 TUI 模式有所改善，在调试窗口按Ctrl+X+A进入/退出 TUI 模式）。CGDB 可以看作 GDB 的界面增强版，用来替代 GDB 的 gdb-tui。CGDB 主要功能是在调试时进行代码的同步显示，这无疑增加了调试的方便性，提高了调试效率。由于界面类似 vi，符合 unix/linux 下开发人员习惯，所以如果熟悉 gdb 和 vi，几乎可以立即使用 CGDB。除此之外，还有更强更好用的 GDB 前端软件（如：Emacs GDB），具体请参考网文：《Linux 终端调试大全》，其转自 《终端调试哪家强》。
二、安装
1、GDB 的安装
GDB（GNU symbolic debugger）是 Linux 平台下使用最多的一款调试器，是 GNU 开源组织发布的一个强大的 Linux 下的程序调试工具，除支持 c/c++ 语言外还支持 go、D、object-c、fortran 等语言调试。资料：GNU 官网、GDB 主页、GDB 官网下载。
1.1、linux 系统下安装：
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# 安装：直接下载最新版安装
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wget http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-12.1.tar.gz # 下载gdb软件
tar -xzvf gdb-12.1.tar.gz # 解压文件
cd gdb-12.1 # 进入文件夹
./configure --prefix=/usr/local/gdb-12.1 # 手工修改配置，并设置安装目录
sudo gedit /etc/profile # 打开环境变量，在文件最后添加内容：export PATH=$PATH:/usr/local/gdb-12.1/bin
source /etc/profile # 使能环境变量。
sudo apt-get install texinfo # 安装依赖工具。（有些网文提到还要安装另一依赖：https://ftp.gnu.org/gnu/termcap/termcap-1.3.1.tar.gz）
sudo apt-get install libgmp-dev # 安装依赖工具。（官网：https://gmplib.org/）
make # 编译GDB软件，
sudo make install # 安装GDB软件。
gdb --version # 查看GDB版本。（验证是否安装成功）
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# 处理：多版本共存处理方法
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#####首先修改软件名称#####
sudo mv /usr/bin/gdb /usr/bin/gdb-old # 旧版gdb改名 （因将要创建gdb 的快捷方式处于同名同路径下，所以旧版本必须要改名）
sudo mv /usr/bin/gdbserver /usr/bin/gdbserver-old # 旧版gdbserver改名（因将要创建gdbserver的快捷方式处于同名同路径下，所以旧版本必须要改名）
#####加版本优先级方法##### # 注意要把之前在环境变量加入的软件执行文件路径移除，否则可能会冲突！
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gdb gdb /usr/bin/gdb-old 999 --slave /usr/bin/gdbserver gdbserver /usr/bin/gdbserver-old
sudo update-alternatives --install /usr/bin/gdb gdb /usr/local/gdb-12.1/bin/gdb 121 --slave /usr/bin/gdbserver gdbserver /usr/local/gdb-12.1/bin/gdbserver
#####选择工作版本方法#####
sudo update-alternatives --config gdb # 选择gdb工作版本，根据界面提示输入对应数字+回车选择
# ● 原理只是快捷方式链接不同对象 ●
#####移除某优先级方法#####
sudo update-alternatives --remove gdb /usr/local/gdb-12.1/bin/gdb
# 移除gdb-12.1版的优先级（将从优先级列表中移除）
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1.2、安装出错问题记录：
1.2.1、编译 gdb-12.1 提示的错误
2、CGDB 的安装
CGDB 可以看作 GDB 的界面增强版（其参考了 GDB TUI 设计和实现），分上下两屏，【上屏】代码区的界面模仿了 Unix 经典的文本编辑器界面：vi，【下屏】还是 GDB 的命令窗口，所以如果熟悉 vi 和 gdb，几乎可以立即使用 CGDB。官方提供源码编译安装方式，用户到 官网 或 github 下载源码，然后自己编译并安装程序。资料：CGDB 中文手册。
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# 一、安装相关依赖软件
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sudo apt install autoconf # 安装 autotools 系列工具，包括：autoconf,automake,aclocal,autoheader,autoscan
sudo apt install libtool-bin # 安装 libtool 工具
sudo apt install bison # 安装 bison 工具
sudo apt install flex # 安装 flex 工具
sudo apt install texinfo # 安装依赖
sudo apt install libreadline6 # 安装依赖
sudo apt install libreadline6-dev # 安装依赖
sudo apt install libreadline-dev # 安装依赖
sudo apt install libncurses5-dev # 安装依赖
sudo apt install libncursesw5-dev # 安装依赖
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# 二、下载、编译、安装
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git clone https://github.com/cgdb/cgdb.git # 下载（使用git工具克隆仓库）
cd cgdb # 进入文件夹
./autogen.sh # 自动生成配置（文件）（前提需要安装依赖：sudo apt-get install autoconf automake libtool-bin）
./configure --prefix=/usr/local/cgdb # 手工修改配置，并设置安装目录
sudo gedit /etc/profile # 打开环境变量，在文件最后添加内容：export PATH=$PATH:/usr/local/cgdb/bin
source /etc/profile # 使能环境变量。
make # 编译CGDB软件
sudo make install # 安装CGDB软件
cgdb --version # 查看CGDB版本（验证是否安装成功）
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三、使用
■【使用的演示工程说明】■
本文主要基于【3_large】工程来演示，同时已将 CGDB/GDB 调试启动命令加到工程 Makefile 里，事前先配置父 Makefile 中的DEBUG = 1，再编译生成执行文件后，最后直接运行make debug即可启动 CGDB/GDB 调试。特别说明：一、使用 CGDB/GDB 调试程序，在编译时必须增加-g选项参数，否则只能汇编调试而无法源码调试！二、CGDB（v0.8.0）要求 GDB 版本≥7.12（如果 GDB 过低，CGDB 调用 GDB 时会抛出错误）！
1、CGDB/GDB 的启动方式
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#########【方式一】#########
cgdb -d gdb ./build/objs/app.exe # 启动cgdb+gdb,并装载调试文件（嵌入式调试文件为 xxx.elf）
tb main # 在gdb里:在main函数设置临时断点
r # 在gdb里:运行程序（如果程序有入口参数，写法如：r ./build/objs/app.exe argv1 argv2）
#【备注】嵌入式 arm-none-eabi-gdb 不能使用 run 指令来运行程序！改用 c 直接运行程序即可！
#########【方式二】#########
cgdb -d gdb # 启动cgdb+gdb
file ./build/objs/app.exe # 在gdb里:装载调试文件（嵌入式调试文件为 xxx.elf）
tb main # 在gdb里:在main函数设置临时断点
r # 在gdb里:运行程序（如果程序有入口参数，写法如：r ./build/objs/app.exe argv1 argv2）
#【备注】嵌入式 arm-none-eabi-gdb 不能使用 run 指令来运行程序！改用 c 直接运行程序即可！
#########【方式三】#########
cgdb -d gdb -x gdb.script # 启动cgdb+gdb,并装载GDB命令脚本文件
# gdb.script 命令脚本文件内容为：
# file ./build/objs/app.exe
# tb main
# r
#########【方式四】#########
cgdb -d gdb -ex 'file ./build/objs/app.exe' -ex 'tb main' -ex 'r'
# 启动cgdb+gdb,并自动在GDB里运行多条命令（适合 makefile 里直接调用命令运行调试）
#【知识扩展】
# -iex 在GDB本体外执行一条命令（如：GDB调试程序前先执行启动openocd服务）
# -ex 在GDB本体内执行一条命令（如：执行一条GDB的r命令）
# -x 从文件获取并运行多条GDB命令
#【嵌入式 arm-none-eabi-gdb 案例】
# cgdb -d arm-none-eabi-gdb \
# -ex 'set remotetimeout 60' \
# -iex 'target extended-remote | openocd -c "gdb_port pipe" -f "interface/jlink_swd.cfg" -f "target/stm32f1x.cfg"' \
# -ex 'monitor sleep 1000' \
# -ex 'monitor reset halt' \
# -ex 'monitor sleep 1000' \
# -ex 'file ../build/gcc/rt-thread.elf' \
# -ex 'load' \
# -ex 'tb main' \
# -ex 'c'
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#【其它应用知识】
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gdb out/app.exe 1234 # 调试已经运行的程序（1234 为 ps aux 命令查看 out/app.exe 程序对应的 PID 数值）
gdb -p 1234 # 同上，忽略执行程序名称
gdb out/app.exe core.9579 # core.9579 为程序异常挂掉时候生成的core文件，我们可以直接对这个core文件进行分析
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运行结果：
补充：由于 CGDB 启动时调用 GDB 运行，所以 CGDB 与 GDB 启动是一致的。如果想直接运行 GDB，开头命令去除cgdb -d语句即可，其它命令完全一样（其实都是 GDB 内部命令）！上面介绍几种启动方式，前两种是分多条分多次命令输入执行，如果每次都这样操作，效率会很低，时间久了一些命令可能会忘记了！所以在实际开发中，使用类似“一键”启动方式（方式四），里面的几条命令由脚本调用执行。
2、CGDB/GDB 的退出方法
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# 1、如果程序正在运行
Ctrl+c键 # 按ctrl+c组合键强制暂停程序
# 2、当程序已暂停运行
Ctrl+d键 # 按ctrl+d组合键退出GDB，
q # 或输入quit命令退出GDB。
# 备注：在CGDB代码窗口输入【:q】也可直接并强制退出！
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运行结果：
3、CGDB/GDB 的视窗切换
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# CGDB 视窗切换
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o键 # 打开CGDB文件列表窗口（可查找及打开对应源文件）
q键 # 退出CGDB文件列表窗口
i键 # 切换进入GDB命令视窗
Esc键 # 切换回CGDB代码视窗
Ctrl+[键 # 切换回CGDB代码视窗
-键 # 减小CGDB代码视窗大小（也可使用 _键 快速减小）
=键 # 增大CGDB代码视窗大小（也可使用 +键 快速增大）
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# GDB 视窗切换
###########################（特别说明：在CGDB里不要执行下面命令，有冲突会花屏，且不能关闭）
layout src # 显示源代码窗口 (关闭/重开:ctrl+x+a)
layout asm # 显示汇编代码窗口 (关闭/重开:ctrl+x+a)
layout regs # 显示寄存器窗口 (关闭/重开:ctrl+x+a)
focus src # 将焦点移到源代码窗口 (上下方向键和PageUp/PageDown键浏览内容) (focus /ˈfəʊkəs/)
focus asm # 将焦点移到汇编代码窗口 (上下方向键和PageUp/PageDown键浏览内容)
focus regs # 将焦点移到寄存器窗口 (上下方向键和PageUp/PageDown键浏览内容)
winheight src -5 # 代码窗口減少5行
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各类窗口：
特别说明：在 CGDB 里不要执行 GDB 视窗切换命令layout，有冲突会花屏，且不能关闭！
4、CGDB/GDB 的调试操作
4.01、CGDB 类 vi 操作
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# 1、光标操作
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k键 # 向上移动一行
j键 # 向下移动一行
h键 # 向左移动一列
l键 # 向右移动一列
gg键 # 移动到文件顶部
G键 # 移动到文件底部
Ctrl+b键 或 Page Up键 # 向上翻一页
Ctrl+f键 或 Page Down键 # 向下翻一页
Ctrl+u键 # 向上翻半页
Ctrl+d键 # 向下翻半页
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# 2、搜索操作
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/键 # 启动从当前光标处向下搜索（之后输入搜索字符串后按回车，支持正则表达式）
?键 # 启动从当前光标处向上搜索（之后输入搜索字符串后按回车，支持正则表达式）
n键 # 向下继续搜索
N键 # 向上继续搜索
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# 3、调试操作
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F5键 # 运行程序(重新运行程序)，即向GDB发送一个run命令
F6键 # 恢复运行(直至遇到断点)，即向GDB发送一个continue命令
F7键 # 完成运行并跳出当前函数，即向GDB发送一个finish命令
F8键 # 单步运行(不进入子函数)，即向GDB发送一个next命令
F10键 # 单步运行(会进入子函数)，即向GDB发送一个step命令
空格键 # 当前行设置(或取消)断点
t键 # 当前行设置(或取消)临时断点
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4.02、GDB 命令r -------- run
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# 命令作用: 运行程序
# 命令简写: r
# 命令全写: run
# 单 词: run
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r #【运行程序】运行程序（以默认/上次方式运行）
run app.exe argv1 argv2 #【运行程序】指定执行文件及参数运行程序
# 特别说明：对于嵌入式 arm-none-eabi-gdb 不能使用 run 指令来运行代码！直接使用 c 运行程序即可。
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4.03、GDB 命令c -------- continue
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# 命令作用: 继续运行程序
# 命令简写: c
# 命令全写: continue
# 单 词: continue
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c #【运行程序】继续运行程序
# 特别说明：对于嵌入式 arm-none-eabi-gdb 不能使用 run 指令来运行代码！直接使用 c 运行程序即可。
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4.04、GDB 命令n -------- next
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# 命令作用: 单步运行【平行运行】
# 命令简写: n
# 命令全写: next
# 单 词: next
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n #【运行程序】单步运行（不进入子函数）
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4.05、GDB 命令s -------- step
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# 命令作用: 单步运行【往里运行】
# 命令简写: s
# 命令全写: step
# 单 词: step
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s #【运行程序】单步运行（会进入子函数）
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4.06、GDB 命令fin ------ finish
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# 命令作用: 完成函数【往外运行】
# 命令简写: fin
# 命令全写: finish
# 单 词: finish
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fin #【运行函数】完成运行并跳出当前函数
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4.07、GDB 命令l -------- list
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# 命令作用: 查看文件（CGDB 里不要用）
# 命令简写: l
# 命令全写: list
# 单 词: list
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l 100 #【查看文件】指定当前运行文件行号查看
l max.c:5 #【查看文件】指定文件行号查看
l #【查看文件】继续向下查看文件
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4.08、GDB 命令b -------- break
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# 命令作用: 设置断点【长期断点】
# 命令简写: b
# 命令全写: break
# 单 词: breakpoint
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b 100 #【设置断点】指定当前运行文件行号断点（注意：当前文件是指程序暂停运行所在的文件！）
b max.c:5 #【设置断点】指定文件行号断点
b max.c:maxf #【设置断点】指定文件函数断点
b main #【设置断点】指定函数断点
b 46 if i==10 #【设置断点】指定变量条件断点（只能设置全局变量）(46为断点编号，非行号)
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4.09、GDB 命令tb-------- tbreak
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# 命令作用: 设置断点【临时断点】
# 命令简写: tb
# 命令全写: tbreak
# 单 词: temporary breakpoint /ˈtemprəri/
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tb 100 #【临时断点】指定当前运行文件行号断点（注意：当前文件是指程序暂停运行所在的文件！）
tb max.c:5 #【临时断点】指定文件行号断点
tb max.c:maxf #【临时断点】指定文件函数断点
tb main #【临时断点】指定函数断点
tb 46 if i==10 #【临时断点】指定变量条件断点（只能设置全局变量）(46为断点编号，非行号)
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4.10、GDB 命令u -------- until
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# 命令作用: 运行到当前文件指定行断点
# 命令简写: u
# 命令全写: until
# 单 词: until /ənˈtɪl/
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u 100 #【运行到行】运行到当前文件指定行断点（注意：当前文件是指程序暂停运行所在的文件！）
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4.11、GDB 命令j -------- jump
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# 命令作用: 跳转执行
# 命令简写: j
# 命令全写: jump
# 单 词: jump
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j 100 #【跳转执行】跳转到当前文件指定行号执行（注意：当前文件是指程序暂停运行所在的文件！）
# 特别说明：建议在同一个函数中进行跳转,否则函数运行完返回时可能会出错。
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4.12、GDB 命令cond ----- condition
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# 命令作用: 指定编号断点增加条件【修改】
# 命令简写: cond
# 命令全写: condition
# 单 词: condition /kənˈdɪʃn/
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cond 3 i==3 #【条件断点】指定编号断点增加停止条件（只能设置全局变量）(断点编号使用 i b 查看)
# 其实就是【修改】某个断点的条件，而 b 46 if i==10 这个命令则为【新建】一个条件断点
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4.13、GDB 命令watch ---- watch
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# 命令作用: 不固定位置的条件断点【新建】
# 命令简写: watch
# 命令全写: watch
# 单 词: watchpoint
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watch i>9 #【条件断点】不固定位置的变量条件断点 （只能设置全局变量）
rwatch i #【条件断点】不固定位置的读变量条件断点 （只能设置全局变量）
awatch i #【条件断点】不固定位置的读写变量条件断点（只能设置全局变量）
# 意思是说只要程序修改全局变量数值并符合对应条件就会停下来（好像是软件实现，嵌入式使用仿真器调试时会严重影响实际运行速度！）
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4.14、GDB 命令clear ---- clear
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# 命令作用: 清除断点【单种类别】
# 命令简写: clear
# 命令全写: clear
# 单 词: clear
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clear #【清除断点】清除当前程序所在的断点
clear max.c:5 #【清除断点】清除某个指定文件行号断点
clear main #【清除断点】清除某个指定函数断点
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4.15、GDB 命令d -------- delete
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# 命令作用: 删除对象【多种类别】
# 命令简写: d
# 命令全写: delete
# 单 词: delete breakpoints
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d #【删除断点】所有断点
d 2 #【删除断点】删除某个指定编号的断点 （备注：需要 i b 查看断点编号来配合使用!）
d break 2 #【删除断点】同上
d display 2 #【删除显示】删除某个指定编号的变量显示（备注：需要 i display 查看变量编号来配合使用!）
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4.16、GDB 命令dis ------ disable
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# 命令作用: 禁用断点
# 命令简写: dis
# 命令全写: disable
# 单 词: disable
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dis 2 #【禁用断点】禁用某个指定编号的断点（备注：需要 i b 查看断点编号来配合使用!）
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4.17、GDB 命令en ------- enable
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# 命令作用: 启用断点
# 命令简写: en
# 命令全写: enable
# 单 词: enable
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en 2 #【启用断点】启用某个指定编号的断点（备注：需要 i b 查看断点编号来配合使用!）
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4.18、GDB 命令i -------- info
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# 命令作用: 查看信息【多种类别】
# 命令简写: i
# 命令全写: info
# 单 词: information
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i r #【查看信息】查看处理器寄存器信息（查看 registers 信息）
i s #【查看调用】查看函数调用栈信息 （查看 stack 信息）
i b #【查看断点】查看断点信息（查看使用 break 设置的断点）
i display #【查看信息】查看变量信息（查看使用 display 显示的变量）
i locals #【查看信息】查看当前函数所有局部变量值（注意：当前函数是指程序暂停运行所在的函数！）
……
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4.19、GDB 命令display -- display
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# 命令作用: 查看变量【长期查看】
# 命令简写: display
# 命令全写: display
# 单 词: display
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display cnt #【查看变量】查看变量信息（默认显示格式显示）【程序运行到暂停后会自动显示】
display cfg.ip #【查看变量】查看结构体成员信息（备注：结构体成员书写格式与C语言一样）
display /x cnt #【查看变量】以十六进制显示格式查看变量信息 【程序运行到暂停后会自动显示】
# /x 十六进制 (hex)
# /d 有符号十进制 (decimal)
# /u 无符号十进制 (unsigned decimal)
# /c 字符 (char)
# /t 二进制 (binary)
# /f 浮点数 (float)
# /o 八进制 (octal)
# /a 十六进制 (address)（地址格式）
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4.20、GDB 命令p -------- print
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# 命令作用: 查看变量【临时查看】
# 命令简写: p
# 命令全写: print
# 单 词: print
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p i=1 #【变量赋值】给变量赋值（支持局部变量操作）
p cnt #【查看变量】查看变量信息（默认显示格式显示）（支持局部变量操作）
p cfg.ip #【查看变量】查看结构体成员信息（备注：结构体成员书写格式与C语言一样）
p /x cnt #【查看变量】以十六进制显示格式查看变量信息
p /x cnt@10 #【查看变量】以十六进制显示格式查看变量信息，将变量类型强制为数组元素并且显示多个(10个)
# /x 十六进制 (hex)
# /d 有符号十进制 (decimal)
# /u 无符号十进制 (unsigned decimal)
# /c 字符 (char)
# /t 二进制 (binary)
# /f 浮点数 (float)
# /o 八进制 (octal)
# /a 十六进制 (address)（地址格式）
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4.21、GDB 命令ptype ---- ptype
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# 命令作用: 查看对象类型【查看类型】
# 命令简写: ptype
# 命令全写: ptype
# 单 词: print type
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ptype i #【查看变量】查看变量类型（普通变量）(可查看程序暂停运行所在函数的局部变量)
ptype net_obj #【查看变量】查看变量类型（结构体）
ptype main #【查看函数】查看函数类型
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4.22、GDB 命令x/ ------- x/
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# 命令作用: 查看内存数据【查看内存】
# 命令简写: x/
# 命令全写: x/
# 单 词:
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x/3xb 0x8003000 #【查看数据】查看[0x8003000]起始地址的数据（数量：3个单元，格式：十六进制，单元大小：１字节）
x/3uh buf #【查看数据】查看[buf]变量内存数据 （数量：3个单元，格式：无符号十进制，单元大小：２字节）
#【书写格式：x/+个数+格式+字长+对象(地址)】
# ● 显示格式--------
# x 十六进制
# d 有符号十进制
# u 无符号十进制
# c 字符
# t 二进制
# f 浮点数
# o 八进制
# a 十六进制（地址格式）
# ● 单元大小--------
# b 1字节
# h 2字节
# w 4字节
# g 8字节
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4.23、GDB 命令bt ------- backtrace
1
2
3
4
5
6
7
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# 命令作用: 查看函数调用栈信息
# 命令简写: bt
# 命令全写: backtrace
# 单 词: backtrace /bæktreɪs/
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bt #【查看调用】查看函数调用栈信息
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4.24、GDB 命令help ----- help
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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# 命令作用: 帮助
# 命令简写: help
# 命令全写: help
# 单 词: help
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help layout #【查看帮助】查看layout命令帮助
help finish #【查看帮助】查看finish命令帮助
help info #【查看帮助】查看info 命令帮助
help set #【查看帮助】查看set 命令帮助
……
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三、扩展
1、IDE 集成开发环境的组成
组件 |
说明 |
| 代码编辑工具 |
IDE 直接使用 QScitinal 这类的编辑器库 |
| 代码智能提示 |
IDE 后台调用 clang 工具 |
| 语法错误检测 |
IDE 后台调用 gcc 或者 clang 对代码语法错误动态检测 |
| 工程文件组织 |
IDE 使用的是 makefile，后台调用 make 工具 |
| 编译 |
IDE 后台调用 gcc 或者 clang 编译器编译 |
| 调试器 |
IDE 后台调用 OpenOCD 连接调试器和板子 |
| 下载 |
IDE 后台调用 OpenOCD 命令下载固件 |
| 调试 |
IDE 后台调用 gdb，给 gdb 发命令，gdb 再给 OpenOCD 发命令，OpenOCD 再指挥调试器控制板子。实现单步执行，查看变量值，寄存器等 |
2、CGDB/GDB 在 STM32F 上的应用
《linux-STM32F开发㈠-makefile 构建与使用》
《linux-STM32F开发㈡-调试器的安装与使用》
《linux-STM32F开发㈢-在线调试工具CGDB》
