如何在VIM中實(shí)現對嵌入式軟件的調試

　　引 言

　　GNU免費提供了一整套工具鏈，為嵌入式Linux程序的開(kāi)發(fā)和調試提供了完整的支持。其強大的gdb調試工具可以方便地對嵌入式平臺上的程序進(jìn)行跟蹤調試；而Linux下強悍的VIM編輯器，不僅可以方便地調用make文件對代碼進(jìn)行編譯，而且通過(guò)腳本的配置還可輕松地成為高效的代碼編輯環(huán)境。流傳著(zhù)這樣一種說(shuō)法，“世界上的程序員分三種，一種使用Emacs，一種使用VIM，剩余的是其他?！辈蝗マq論這句話(huà)的對與錯，單純從字面意義上來(lái)理解，也足見(jiàn)VIM的魅力了。因此，在VIM中實(shí)現對嵌入式軟件的調試，我們便得到了一個(gè)高效、穩定的嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　1 gdb對嵌入式軟件的調試模式

　　許多非Linux的嵌入式系統已經(jīng)在使用gdb與gdbstub對目標板進(jìn)行遠程“交叉調試”；然而，因為L(cháng)inux內核實(shí)現了ptrace()系統調用，所以在對嵌入式應用程序進(jìn)行調試的時(shí)候并不需要gdb stub，而采用gdb套件提供的gdb服務(wù)器來(lái)對目標板上的嵌入式應用程序進(jìn)行調試。

　　目標板上的gdb服務(wù)端gdbserver與主機上的gdb調試器的通信方式主要有兩種：使用串口通信的“交叉串行連接”和使用網(wǎng)口的“TCP／IP”聯(lián)機。鑒于PC端的方便性以及串口資源有限，尤其是現在的筆記本電腦甚至已經(jīng)不存在串口，所以，大多采用TCP／IP方式，即PC主機與目標板通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)直連或者PC機與目標板通過(guò)路由或者hub等組成局域網(wǎng)通信。這種調試模式如圖1所示。

　　2 在VIM中實(shí)現對嵌入式軟件的調試

　　我們知道，gdb的功能雖然強大，但由于其基于命令行的操作，所以調試過(guò)程不直觀(guān)，而且Windows下的調試環(huán)境集調試與代碼編輯為一體，當出現bug的時(shí)候，可以方便地對源代碼進(jìn)行修改，相比而言，gdb在這方面又有失色。既然VIM和gdb的功能如此強大，又完全免費，而且完全適合嵌入式這種特殊的開(kāi)發(fā)模式，那么有沒(méi)有將二者強強聯(lián)合的方法呢?有，那就是vimgdb。

　　vimgdb是給VIM提供一個(gè)可選特性的補丁。它可以在VIM編輯器里提供完整的gdb調試器支持，比如設置斷點(diǎn)、查看變量值、gdb命令補全等等，并且這些操作可以在VIM中直觀(guān)地顯示出來(lái)。下面闡述在VIM中實(shí)現時(shí)嵌入式軟件調試的具體過(guò)程。

　　2．1 系統環(huán)境及所用軟件包版本

　　PC操作系統：Ubuntu8．10。

　　PC編譯器：GNU gcc4．3．1。

　　PC調試器：GNU gdb6．8。

　　目標板Linux內核：2．6．13。

　　目標板CPU：S3C2440(ARM9架構)。

　　交叉編譯器：arm—linux—gcc3．4．1。

　　交叉調試器：自編譯GNU gdb6．8。

　　目標板gdb服務(wù)端：自編譯GNU gdbserver6．8。

　　跨平臺開(kāi)發(fā)工具路徑：～／build-tools／arm—linux，且已經(jīng)設置好系統路徑變量。

　　測試代碼及程序路徑：～/test，包含程序代碼test．c及Makefile。

　　所用軟件包存放路徑：～／down。

　　所用軟件包：VIM編輯器源碼vim一7．1．tar．bz2、vimgdb71-1．13．tar．gz、GNU gdb源碼gdb-6．8．tar．bz2。

　　2．2 對VIM源碼打vimgdb補丁并編譯安裝

　?、龠\行下面的命令，解壓VIM源碼及vimgdb補丁文件，并對VIM源碼打補?。?/P>

　　執行完上述操作后，VIM將會(huì )被安裝在／usr／local路徑下。如果想修改安裝路徑，可在上述的編澤安裝前，打開(kāi)～／down／vim71／src／Makefile文件的862行安裝路徑選項并修改。如將VIM安裝在／usr路徑下，則將862#prefix=$(HOME)修改為862 prefix=／usr。

　?、郯惭bvimgdb的runtime文件，運行下面的命令：

　　ca～/down/vimgdb

　　tar zxfv vimgdb_runtime．tgz—C／usr／share／vim／vimfiles

　　2．3 建立交叉調試嵌入式軟件的gdb組件

　?、倬幾g嵌入式gdh調試器服務(wù)端gdbserver，運行如下的命令：

　　將當前目錄下的gdbserver拷貝到目標板文件系統的/bin目錄下，以備交叉調試用。

　?、诰幾g安裝交叉調試器gdb，運行如下命令：

　　注意，這里的prefix的值必須填寫(xiě)絕對路徑，而不能用“～”來(lái)替代用戶(hù)路徑／home／popeye，否則會(huì )提示prefix路徑賦值錯誤。然后運行：

　　make

　　這個(gè)過(guò)程中，可能會(huì )出現圖2所示的錯誤。

　　出現這種情況的原因是，編譯規則中選擇了警告選項“-Werror”。它會(huì )將所有的警告轉變?yōu)殄e誤，而且出現的有關(guān)“getwd”函數的提示信息表明，這里編譯器檢測到的應該是一個(gè)“警告”，而不是真正的語(yǔ)法錯誤。所以，需改正編譯選項：

　　cd～／down／gdb一6．8／gdb

　　gedit Makefile

　　注意，此處的MaKefile是在執行完上述的make命令后才產(chǎn)生的，在最初的代碼包里不含有這個(gè)文件。對文什的145行進(jìn)行修改，去掉WERROR_CFLAGS的賦值，即

　　2．4 在VIM中實(shí)現對嵌入式軟件調試前的準備

　　在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的習慣做法是：首先，在PC機上編譯調試程序，如果在PC機上運行正常，再進(jìn)行交叉編澤。然后，將軟件移植到目標板上，如果在目標板上出現bug，再用交叉調試器arm—linux—gdb進(jìn)行調試。

　　簡(jiǎn)而占之，對嵌入式軟件的調試過(guò)程包含兩個(gè)部分：PC機上調試部分和嵌入式平臺上的凋試部分。在這個(gè)過(guò)程中，可能既用到PC機上的調試器gdb，又用到交叉調試器arm—linux—gdb，而對應的是同一個(gè)源代碼程序和運行在不同平臺上的兩個(gè)可執行程序。同時(shí)涉及兩個(gè)調試器轉換的問(wèn)題，但vimgdb只能對寧符串為“gdb”的系統命令進(jìn)行調用。下面，將這個(gè)比較困難的問(wèn)題簡(jiǎn)單化：

　?、倬庉嬤m用的Makefile，控制生成對應不同平臺的可執行程序：

　　cd～／test

　　其中，test．c為實(shí)驗代碼，Makefile為編譯規則，我們簡(jiǎn)單編寫(xiě)Makefile的內容為：

　　當執行“make test—pc”命令時(shí)，就會(huì )生成可運行在PC機上的可執行程序；執行“make test一em”則生成可運行在嵌入式目標板上的可執行程序。

　?、谛薷膙imgdb的快捷鍵映射腳本，在VIM中實(shí)現PC調試器與交叉調試器的輕松切換。

　　首先，針對vimgdb只能對字符串為“gdb”的系統命令進(jìn)行調用，做如下的工作：

　　其次，編輯文件／etc／vim／macros／gdb_mappings．vim。主要修改和添加的部分為：

　　a．添加調試器轉換函數，并設置轉換開(kāi)關(guān)為大寫(xiě)“E”鍵(Shift+E實(shí)現)：