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DAY 22
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Software Development

離塵指引.卷之一.試結丹:程式語言自舉系列 第 22

雜項:精五(RISC-V)組語除錯器介紹

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編譯器開發到了後端,可以開始生成目的碼(精五組語)之後,就得常常去除精五組語的錯。組語雖然已經十分接近真言的機器碼,但仍然要經過組譯、鏈結兩階段才會變成執行檔,在這兩階段發生:

  • 偽真言(偽指令)被編成一到多條真言
  • 生成 .section 所宣告的記憶體佈局
  • 若依賴 libc ,會自動插入一初始化環境用的 _start 函數,再跳躍到 main 函數
  • ...

由於組語跟執行檔仍舊存在這些隔閡,在對精五組譯器不是滾瓜爛熟,要用眼睛盯出到底何處爆出段異常(segmentation fault)可是困難重重,這時藉助除錯器(debugger)來逐步執行真言、隨時觀察記憶體跟暫存器的值,會讓工作輕鬆許多。

qemu-riscv 啟用 gdb 伺服器

要想在除錯時保留原本組語檔案的資訊(如行號、原偽指令),需要在編譯時加上額外參數 -g

riscv64-unknown-elf-gcc -g 範例.音界

若一份精五真言檔已經以交叉編譯器編譯出執行檔 a.out,可以用

# 1234 是 gdb 伺服器的監聽埠口,可選任意埠口
qemu-riscv64 -g 1234 a.out

來在 qemu 內開啟 gdb 伺服器,此時 qemu 會掛住終端,等候客戶端連線。

gdb-multiarch 連上 qemu

打開另一個終端,輸入

gdb-multiarch a.out # 讀取 a.out 的符號資訊

會進入到一個互動式介面,這時輸入

target remote localhost:1234

就能連上 qemu 的 gdb 伺服器,開始除錯了。若對 gdb 不熟悉,可以在網路上搜尋相關介紹。

gdb-multiarch 可以自動偵測架構,用起來比較方便,若道友日常使用的系統中無此程式,需要找出交叉編譯工具鏈裡的 gdb ,可能是 riscv64-unknown-elf-gdb

圖形介面:gdbgui

gdbgui 是一個用 Web 技術製作的 gdb 圖形介面,它良好包裝了 gdb 客戶端的互動式指令,十分簡單易用。

gdbgui 可以接上一個參數 --gdb-cmd 來指定它要互動的 gdb 客戶端,如想接上吾人此處所用的 gdb-multiarch,可執行:

gdbgui --gdb-cmd 'gdb-multiarch a.out'

gdbgui 會自動開啟一個瀏覽器分頁,分頁上方輸入框設定好埠口為 localhost:123 後, 點擊分頁左上角 Connect to gdbserver,就能連上 qemu 的 gdbserver 了。截圖如下:

gdbgui截屏

圖形界面:其他

照理說 vscode 內建的除錯器應該也能透過設定來支援精五真言,但貧道始終設定不來...TODO


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