引言

　　GNU免費(fèi)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(qiáng)大的gdb調(diào)試工具可以方便地對嵌入式平臺上的程序進(jìn)行跟蹤調(diào)試,；而Linux下強(qiáng)悍的VIM編輯器，不僅可以方便地調(diào)用make文件對代碼進(jìn)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。”不去辯論這句話的對與錯,，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(shí)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,。

　　1  gdb對嵌入式軟件的調(diào)試模式

　　許多非Linux的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在使用gdb與gdb stub對目標(biāo)板進(jìn)行遠(yuǎn)程“交叉調(diào)試”,；然而，因?yàn)長inux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了ptrace（）系統(tǒng)調(diào)用,，所以在對嵌入式應(yīng)用程序進(jìn)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(wù)器來對目標(biāo)板上的嵌入式應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試。

　　目標(biāo)板上的gdb服務(wù)端gdbserver與主機(jī)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(jī),。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(jī)與目標(biāo)板通過網(wǎng)線直連或者PC機(jī)與目標(biāo)板通過路由或者h(yuǎn)ub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(shí)現(xiàn)對嵌入式軟件的調(diào)試

　　我們知道,，gdb的功能雖然強(qiáng)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(dāng)出現(xiàn)bug的時候,，可以方便地對源代碼進(jìn)行修改,，相比而言，gdb在這方面又有些失色,。既然VIM和gdb的功能如此強(qiáng)大,，又完全免費(fèi),，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(qiáng)強(qiáng)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(bǔ)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(shè)置斷點(diǎn),、查看變量值,、gdb命令補(bǔ)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(shí)現(xiàn)對嵌入式軟件調(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,。

　　圖1  TCP/IP聯(lián)機(jī)的嵌入式軟件調(diào)試模式

　　PC調(diào)試器：GNU gdb6.8,。

　　目標(biāo)板Linux內(nèi)核：2.6.13。

　　目標(biāo)板CPU：S3C2440（ARM9架構(gòu)）,。

　　交叉編譯器：armlinuxgcc3.4.1,。

　　交叉調(diào)試器：自編譯GNU gdb6.8。

　　目標(biāo)板gdb服務(wù)端：自編譯 GNU gdbserver6.8,。

　　跨平臺開發(fā)工具路徑：~/buildtools/armlinux,，且已經(jīng)設(shè)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vim7.1.tar.bz2,、vimgdb711.13.tar.gz,、GNU gdb源碼gdb6.8.tar.bz2。

　　2.2  對VIM源碼打vimgdb補(bǔ)丁并編譯安裝

　?、?運(yùn)行下面的命令,，解壓VIM源碼及vimgdb補(bǔ)丁文件，并對VIM源碼打補(bǔ)?。?/p>

　　cd ~/down

　　tar jxvf vim7.1.tar.bz2

　　tar zxvf vimgdb711.13.tar.gz

　　patch d vim71 backup p0 < vimgdb/vim71.diff

　?、?運(yùn)行下面命令，對VIM編譯器進(jìn)行編譯和安裝：

　　cd ~/down/vim71/src

　　make

　　make install

　　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，可在上述的編譯安裝前,，打開~/down/vim71/src/Makefile文件的862行安裝路徑選項(xiàng)并修改,。如將VIM安裝在/usr路徑下，則將 862 #prefix = $（HOME）修改為862 prefix = /usr,。

　?、?安裝vimgdb的runtime文件，運(yùn)行下面的命令：

　　cd ~/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

　　① 編譯嵌入式gdb調(diào)試器服務(wù)端gdbserver,，運(yùn)行如下的命令：

　　cd ~/down/gdb6.8/gdb/gdbserver

　　./cONfigurehost=armlinux target=armlinux

　　CC=armlinuxgcc make

　　將當(dāng)前目錄下的gdbserver拷貝到目標(biāo)板文件系統(tǒng)的/bin目錄下,，以備交叉調(diào)試用。

　?、?編譯安裝交叉調(diào)試器gdb,，運(yùn)行如下命令：

　　cd ~/down/gdb6.8

　　./configure target=armlinux prefix=/home/popeye/buildtools/armlinux/

　　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(yùn)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(xiàng)“Werror”,。它會將所有的警告轉(zhuǎn)變?yōu)殄e誤,，而且出現(xiàn)的有關(guān)“getwd”函數(shù)的提示信息表明，這里編譯器檢測到的應(yīng)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(xiàng)：

　　cd~/down/gdb6.8/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。對文件的145行進(jìn)行修改,，去掉WERROR_CFLAGS的賦值,，即將“145 WERROR_CFLAGS = Werror”修改成“145 WERROR_CFLAGS =”。然后：

　　cd ~/down/gdb6.8

　　make

　　make install

　　圖2  make過程中的錯誤提示

　　最后進(jìn)入~/buildtools/armlinux/bin中,，發(fā)現(xiàn)交叉調(diào)試器armlinuxgdb已經(jīng)存在了,。

　　2.4  在VIM中實(shí)現(xiàn)對嵌入式軟件調(diào)試前的準(zhǔn)備

　　在嵌入式軟件開發(fā)過程中的習(xí)慣做法是： 首先，在PC機(jī)上編譯調(diào)試程序,，如果在PC機(jī)上運(yùn)行正常,，再進(jìn)行交叉編譯。然后,，將軟件移植到目標(biāo)板上,，如果在目標(biāo)板上出現(xiàn)bug，再用交叉調(diào)試器armlinuxgdb進(jìn)行調(diào)試,。

　　簡而言之,，對嵌入式軟件的調(diào)試過程包含兩個部分：PC機(jī)上調(diào)試部分和嵌入式平臺上的調(diào)試部分。在這個過程中,，可能既用到PC機(jī)上的調(diào)試器gdb,，又用到交叉調(diào)試器armlinuxgdb，而對應(yīng)的是同一個源代碼程序和運(yùn)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只能對字符串為“gdb”的系統(tǒng)命令進(jìn)行調(diào)用。

　　下面,，將這個比較困難的問題簡單化：

　?、?編輯適用的Makefile，控制生成對應(yīng)不同平臺的可執(zhí)行程序：

　　cd ~/test

　　其中,，test.c為實(shí)驗(yàn)代碼,，Makefile為編譯規(guī)則，我們簡單編寫Makefile的內(nèi)容為：

　　testpc: test.c

　　gcc g Wall o testpc test.c

　　testem: test.c

　　armlinuxgcc g Wall o testem test.C

　　當(dāng)執(zhí)行“make testpc”命令時,，就會生成可運(yùn)行在PC機(jī)上的可執(zhí)行程序,；執(zhí)行“make testem”則生成可運(yùn)行在嵌入式目標(biāo)板上的可執(zhí)行程序。

　?、?修改vimgdb的快捷鍵映射腳本,，在VIM中實(shí)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(jìn)行調(diào)用,，做如下的工作：

　　mv /usr/bin/gdb /usr/bin/gdbpc

　　cd ~/buildtools/armlinux/bin

　　ln s /usr/bin/gdbpc gdb

　　由于已經(jīng)將~/buildtools/armlinux/bin添加到了系統(tǒng)路徑里面，所以執(zhí)行完上述操作后,，在任何時候,，運(yùn)行“gdb”命令時，真正運(yùn)行的調(diào)試器取決于這里gdb所連接的調(diào)試器,。

　　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(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)為大寫“E”鍵（Shift+E實(shí)現(xiàn)）：

　　let s:emOS_k = 1

　　nmap E :call emOS（）

　　function! s:emOS（）

　　if s:emOS_k

　　let s:emOS_k = 0

　　exec ":!ln sf ~/buildtools/armlinux/bin/armlinuxgdb ~/buildtools/armlinux/bin/gdb"

　　echohl ErrorMsg

　　echo "NOW! Gdb is ready for Embedded System !!!"

　　echohl None

　　else

　　let s:emOS_k = 1

　　exec ":!ln sf /usr/bin/gdbpc ~/buildtools/armlinux/bin/gdb"

　　echohl ErrorMsg

　　echo "Gdb is ready for PC,, Now"

　　echohl None

　　endif

　　Endfunction

　　b. 在語句if s:gdb_k行下添加代碼：

　　nmap :bel 25vsplit gdbvariables