交叉编译 gdb

交叉编译 gdb

1 概述

GDB 是 GNU Debugger 的简称，是一款功能强大的源码级调试工具，尤其在 Linux 生态系统中占据着举足轻重的地位。它允许程序员在程序运行时检查其内部结构和内存使用情况。GDB 是 GNU 项目的一部分，专为使用 GNU 编译器集合（GCC）编译的程序而设计，但它也支持许多其他编译器和编程语言。

GDB 提供了丰富的调试功能，包括但不限于：

• 设置断点：允许程序在特定位置暂停执行，以便程序员可以检查此时程序的状态。
• 单步执行：允许程序员一次执行一行代码，以便逐步跟踪程序的执行流程。
• 查看变量和内存：GDB 可以显示程序中变量的当前值，以及内存中的特定内容。
• 调用栈查看：显示程序当前的函数调用栈，帮助程序员理解函数的调用顺序和上下文。
• 条件断点：允许程序员设置仅在满足特定条件时才触发的断点。
• 观察点：当特定内存地址或变量的值发生变化时，GDB 可以自动暂停程序。
• 反汇编查看：对于需要深入了解底层机器码的用户，GDB 可以显示程序的汇编代码。
• 远程调试：GDB 支持通过网络对远程机器上的程序进行调试。

GDB 通常在命令行界面（CLI）中使用，但它也支持图形用户界面（GUI）的前端，如 DDD、Eclipse CDT（C/C++ Development Tooling）插件等，这些前端提供了更直观的调试体验。

使用 GDB 进行调试通常需要程序员具备一定的编程知识，以及对操作系统和编译器的理解。然而，一旦掌握了 GDB 的基本用法，它将成为解决复杂程序问题的强大工具。

在使用 GDB 之前，通常需要在编译程序时加入调试信息（例如，使用 GCC 的 -g 选项），以便 GDB 能够准确地显示源代码和变量信息。此外，GDB 还提供了大量的命令行选项和调试命令，以满足不同用户的调试需求。

官方网址： https://www.sourceware.org/gdb

注意：gdb 依赖 gmp 库与 mpfr 库，所以在正式开始交叉编译 gdb 之前需要确保编译工具链中已经准备好了以下两个库，否则会在开始 ./configure 的时候出现依赖错误。

checking for the correct version of gmp.h... no
configure: error: Building GDB requires GMP 4.2+, and MPFR 3.1.0+.
Try the --with-gmp and/or --with-mpfr options to specify
their locations.  If you obtained GMP and/or MPFR from a vendor
distribution package, make sure that you have installed both the libraries
and the header files.  They may be located in separate packages.

gmp 库与 mpfr 库的交叉编译流程可以参考「交叉编译 gmp」与「交叉编译 mpfr」。

2 源码下载

在官方网址点击 download 链接进入下载页面，您可以从 GNU 项目的 HTTPS 服务器或 Red Hat 的源代码网站下载 GDB 的最新官方版本：

https://ftp.gnu.org/gnu/gdb (mirrors)
https://sourceware.org/pub/gdb/releases/ (mirrors)

也可以使用 wget 下载最新版本（GDB 15.1）：

wget https://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-15.1.tar.xz

GDB 的源码使用 Git 进行版本管理，在「Source code」中有详细的介绍，你可以使用以下指令克隆一个 GDB 只读仓库。

git clone https://sourceware.org/git/binutils-gdb.git

3 交叉编译

解压缩源码包，如果使用 git clone 下载回来的源码可以忽略这一步。

tar -xvf gdb-15.1.tar.xz 

解压缩源码包之后建议先阅读 README 文档，里面有关于编译的相关信息。

GDB 支持的是 GNU Build System 编译系统，简单理解就是 Unix 经典编译三部曲： ./configure, make, make install。

在进行交叉编译前，首先创建一个环境配置文件 aarch64-environment-setup，配置最重要的交叉编译环境变量：

aarch64-environment-setup:

export TOOLCHAIN_ROOT=/opt/toolchains/aarch64--glibc--stable-2022.03-1
export BUILDSYSROOT=$TOOLCHAIN_ROOT/aarch64-buildroot-linux-gnu/sysroot
export PATH=$TOOLCHAIN_ROOT/bin:$PATH

export PREFIX=/usr

export CC="aarch64-linux-gcc --sysroot=$BUILDSYSROOT"
export CXX="aarch64-linux-g++ --sysroot=$BUILDSYSROOT"
export CPP="aarch64-linux-gcc -E --sysroot=$BUILDSYSROOT"
export LD="aarch64-linux-ld --sysroot=$BUILDSYSROOT"
export AR=aarch64-linux-ar
export AS=aarch64-linux-as
export NM=aarch64-linux-nm
export GDB=aarch64-linux-gdb
export OBJDUMP=aarch64-linux-objdump
export OBJCOPY=aarch64-linux-objcopy
export RANLIB=aarch64-linux-ranlib
export READELF=aarch64-linux-readelf
export STRIP=aarch64-linux-strip

export CONFIGURE_FLAGS="--host=aarch64-linux --build=x86_64-linux"

export PKG_CONFIG_SYSROOT_DIR=$BUILDSYSROOT
export PKG_CONFIG_PATH=$BUILDSYSROOT/usr/lib/pkgconfig:$BUILDSYSROOT/usr/share/pkgconfig

在本示例中，交叉编译工具位于 /opt/toolchains/aarch64--glibc--stable-2022.03-1/bin 目录下，将该目录配置到 PATH 环境变量，让系统能够正确搜索到。同时在配置 CC，CXX，CPP 与 LD 环境变量时指定 --sysroot=<dir> 参数让交叉编译器搜索 dir 目录下的头文件与库文件，而不是 /usr/include 及 /usr/lib。

cd gdb-15.1
source aarch64-environment-setup
./configure --prefix=/usr $CONFIGURE_FLAGS
make
make DESTDIR=$BUILDSYSROOT install

• 源码包解压后，使用 cd 命令切换到源码路径
• 在源码目录下创建环境设置文件并调用 source 命令让环境变量生效
• 执行源码包的 configure 文件，带上 --prefix 参数，指定安装路径。在配置文件中定义了临时的 CONFIGURE_FLAGS 来指定 --host 与 --build 选项的值，具体的说明可以使用 ./configure --help 命令进行查阅
• 执行 make 命令编译源码
• 使用 DESTDIR 参数作为安装目标文件的前缀变量，后面带上你希望安装到的文件夹路径，详细介绍可以参考 DESTDIR 官方介绍。或者参考我的博文「交叉编译 gmp」关于 DESTDIR 的用法说明。

最终你就可以在环境变量定义的 $BUILDSYSROOT 目录中找到交叉编译好的 gdb 的可执行文件、头文件及库文件。你可以指定 DESTDIR=/tmp/fakeroot 则整个 gdb 的产物会统一放在 /tmp/fakeroot 目录下，方便部署验证。

make DESTDIR=/tmp/fakeroot install

注意：

如果在执行构建过程中提示：

libtool: link: cannot find the library `/usr/lib/libgmp.la' or unhandled argument `/usr/lib/libgmp.la'

可以手动删除 sysroot 目录下的所有 .la 文件进行解决：

rm $BUILDSYSROOT/usr/lib/*.la

关于 libtool 与 .la 的说明详见我的另一篇博文。

Good luck.

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