串行连接下GDB调试嵌入式系统的实战与原理

"使用gdb调试嵌入式系统是一个强大的工具，它允许开发者在嵌入式环境下对各种编程语言，如C、C++、Java、Pascal和FORTRAN等，以及GNU支持的汇编语言进行调试。GDB的特点在于它可以在宿主机（通常为PC）通过串行线、网络或其他方式与目标板（运行应用程序的硬件）进行通信，从而实现远程调试。这对于移植GNU工具到新平台或者针对已支持的嵌入式芯片进行开发非常实用。 在嵌入式系统中，GDB依赖于调试stub（小段嵌入代码）作为宿主机与目标程序之间的通信桥梁。调试stub执行GDB串行协议，这是一种基于ASCII的消息通信协议，包括内存读写、寄存器查询、程序运行等命令。由于嵌入式系统开发的多样性，定制的调试stub常常由设计师根据硬件特性编写，理解GDB串行通信协议至关重要。 设置断点时，GDB通过内存读写操作来修改指令，使其变为中断指令（如TRAP），当程序执行到这个位置时，控制权交给调试stub。stub将现场信息发送给GDB，接受进一步的指令，如改变执行流程或检查变量值。例如，在Hitachi SH-2处理器的异常处理程序中，会先保存当前寄存器状态，然后调用gdb_exception函数，通过远程串行通信与GDB交互。 GDB在嵌入式系统调试中的作用不仅限于基本的断点设置和单步执行，还包括深入的内存检查和程序分析。通过灵活的串行通信机制，GDB能够提供与高端仿真器相当的功能，大大提高了嵌入式系统的开发效率和问题解决能力。"