如何在VIM中實現(xiàn)對嵌入式軟件的調(diào)試
引 言
GNU免費提供了一整套工具鏈,為嵌入式Linux程序的開發(fā)和調(diào)試提供了完整的支持。其強大的gdb調(diào)試工具可以方便地對嵌入式平臺上的程序進行跟蹤調(diào)試;而Linux下強悍的VIM編輯器,不僅可以方便地調(diào)用make文件對代碼進行編譯,而且通過腳本的配置還可輕松地成為高效的代碼編輯環(huán)境。流傳著這樣一種說法,“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論這句話的對與錯,單純從字面意義上來理解,也足見VIM的魅力了。因此,在VIM中實現(xiàn)對嵌入式軟件的調(diào)試,我們便得到了一個高效、穩(wěn)定的嵌入式Linux的開發(fā)環(huán)境。
許多非Linux的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在使用gdb與gdbstub對目標板進行遠程“交叉調(diào)試”;然而,因為Linux內(nèi)核實現(xiàn)了ptrace()系統(tǒng)調(diào)用,所以在對嵌入式應用程序進行調(diào)試的時候并不需要gdb stub,而采用gdb套件提供的gdb服務器來對目標板上的嵌入式應用程序進行調(diào)試。
目標板上的gdb服務端gdbserver與主機上的gdb調(diào)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(xiàn)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主機與目標板通過網(wǎng)線直連或者PC機與目標板通過路由或者hub等組成局域網(wǎng)通信。這種調(diào)試模式如圖1所示。
2 在VIM中實現(xiàn)對嵌入式軟件的調(diào)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(diào)試過程不直觀,而且Windows下的調(diào)試環(huán)境集調(diào)試與代碼編輯為一體,當出現(xiàn)bug的時候,可以方便地對源代碼進行修改,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發(fā)模式,那么有沒有將二者強強聯(lián)合的方法呢?有,那就是vimgdb。
vimgdb是給VIM提供一個可選特性的補丁。它可以在VIM編輯器里提供完整的gdb調(diào)試器支持,比如設置斷點、查看變量值、gdb命令補全等等,并且這些操作可以在VIM中直觀地顯示出來。下面闡述在VIM中實現(xiàn)時嵌入式軟件調(diào)試的具體過程。
2.1 系統(tǒng)環(huán)境及所用軟件包版本
PC操作系統(tǒng):Ubuntu8.10。
PC編譯器:GNU gcc4.3.1。
PC調(diào)試器:GNU gdb6.8。
目標板Linux內(nèi)核:2.6.13。
目標板CPU:S3C2440(ARM9架構(gòu))。
交叉編譯器:arm—linux—gcc3.4.1。
交叉調(diào)試器:自編譯GNU gdb6.8。
目標板gdb服務端:自編譯GNU gdbserver6.8。
跨平臺開發(fā)工具路徑:~/build-tools/arm—linux,且已經(jīng)設置好系統(tǒng)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
①運行下面的命令,解壓VIM源碼及vimgdb補丁文件,并對VIM源碼打補?。?/P>
執(zhí)行完上述操作后,VIM將會被安裝在/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~/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(diào)試嵌入式軟件的gdb組件
?、倬幾g嵌入式gdh調(diào)試器服務端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(tǒng)的/bin目錄下,以備交叉調(diào)試用。
②編譯安裝交叉調(diào)試器gdb,運行如下命令:
注意,這里的prefix的值必須填寫絕對路徑,而不能用“~”來替代用戶路徑/home/popeye,否則會提示prefix路徑賦值錯誤。然后運行:
make
這個過程中,可能會出現(xiàn)圖2所示的錯誤。
出現(xiàn)這種情況的原因是,編譯規(guī)則中選擇了警告選項“-Werror”。它會將所有的警告轉(zhuǎn)變?yōu)殄e誤,而且出現(xiàn)的有關“getwd”函數(shù)的提示信息表明,這里編譯器檢測到的應該是一個“警告”,而不是真正的語法錯誤。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(zhí)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文件。對文什的145行進行修改,去掉WERROR_CFLAGS的賦值,即
2.4 在VIM中實現(xiàn)對嵌入式軟件調(diào)試前的準備
在嵌入式軟件開發(fā)過程中的習慣做法是:首先,在PC機上編譯調(diào)試程序,如果在PC機上運行正常,再進行交叉編澤。然后,將軟件移植到目標板上,如果在目標板上出現(xiàn)bug,再用交叉調(diào)試器arm—linux—gdb進行調(diào)試。
簡而占之,對嵌入式軟件的調(diào)試過程包含兩個部分:PC機上調(diào)試部分和嵌入式平臺上的凋試部分。在這個過程中,可能既用到PC機上的調(diào)試器gdb,又用到交叉調(diào)試器arm—linux—gdb,而對應的是同一個源代碼程序和運行在不同平臺上的兩個可執(zhí)行程序。同時涉及兩個調(diào)試器轉(zhuǎn)換的問題,但vimgdb只能對寧符串為“gdb”的系統(tǒng)命令進行調(diào)用。下面,將這個比較困難的問題簡單化:
①編輯適用的Makefile,控制生成對應不同平臺的可執(zhí)行程序:
cd~/test
其中,test.c為實驗代碼,Makefile為編譯規(guī)則,我們簡單編寫Makefile的內(nèi)容為:
當執(zhí)行“make test—pc”命令時,就會生成可運行在PC機上的可執(zhí)行程序;執(zhí)行“make test一em”則生成可運行在嵌入式目標板上的可執(zhí)行程序。
?、谛薷膙imgdb的快捷鍵映射腳本,在VIM中實現(xiàn)PC調(diào)試器與交叉調(diào)試器的輕松切換。
首先,針對vimgdb只能對字符串為“gdb”的系統(tǒng)命令進行調(diào)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(diào)試器轉(zhuǎn)換函數(shù),并設置轉(zhuǎn)換開關為大寫“E”鍵(Shift+E實現(xiàn)):
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
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