vi/vim使用进阶: 在VIM中使用GDB调试 – 使用vimgdb

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本节所用命令的帮助入口：

:help vimgdb 

在UNIX系统最初设计时，有一个非常重要的思想：每个程序只实现单一的功能，通过管道等方式把多个程序连接起来，使之协同工作，以完成更强大的功能。程序只实现单一功能，一方面降低了程序的复杂性，另一方面，也让它专注于这一功能，把这个功能做到最好。就好像搭积木一样，每个积木只提供简单的功能，但不同的积木垒在一起，就能搭出大厦、汽车等等复杂的东西。

从UNIX系统(及其变种，包括Linux)的命令行就可以看出这一点，每个命令只专注于单一的功能，但通过管道、脚本等把这些命令揉合起来，就能完成复杂的任务。

vi/vim的设计也遵从这一思想，它只提供了文本编辑功能(与Emacs的大而全刚好相反)，而且正如大家所看到的，它在这一领域做的是如此的出色。

也正因为如此，vim自身并不提供集成开发环境所需的全部功能(它也不准备这样做，vim只想成为一个通用的文本编辑器)。它把诸如编译、调试这样功能，交给更专业的工具去实现，而vim只提供与这些工具的接口。

我们在前面已经介绍过vim与编译器的接口(即quickfix)，vim也提供了与调试器的接口，这一接口就是netbeans。除此之外，还可以给vim打一个补丁，以使其支持gdb调试器。

由于netbeans接口只能在gvim中使用，而使用vimgdb补丁，无论在终端的vim，还是gvim，都可以调试。所以我更喜欢打补丁的方式，我首先介绍这种方法。

打补丁的方式，需要重新编译vim，刚好借这个机会，介绍一下vim的编译方法。我只介绍Linux上编译方法，如果你想在windows上编译vim，可以参考这篇文档：Vim: Compiling HowTo: For Windows。

[ 下载vim源代码 ]

首先我们需要下载vim的源码。到vim主页下载当前最新的vim 7.1的源代码，假设我们把代码放到~/install/目录，文件名为vim-7.1.tar.bz2。

[ 下载vimgdb补丁 ]

接下来，我们需要下载vimgdb补丁，下载页面在：

http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=111038&package_id=120238

在这里，选择vim 7.1的补丁，把它保存到~/install/vimgdb71-1.12.tar.gz。

vim 7.4的下载地址如下：

（1）https://github.com/liulong3712/vimgdb-for-vim7.4

（2）

　　vim7-4.tar.bz2：ftp://ftp.vim.org/pub/vim/unix/vim-7.4.tar.bz2

　　vimgdb-for-7.4：https://github.com/larrupingpig/vimgdb-for-vim7.4/archive/master.zip

[ 打补丁 ]

运行下面的命令，解压源码文件，并打上补丁：

cd ~/install/
tar xjf vim-7.1.tar.bz2
tar xzf vimgdb71-1.12.tar.gz
patch -d vim71 --backup -p0 < vimgdb/vim71.diff 

[ 定制vim的功能 ]

缺省的vim配置已经适合大多数人，但有些时候你可能需要一些额外的功能，这时就需要自己定制一下vim。定制vim很简单，进入~/install/vim71/src文件，编辑Makefile文件。这是一个注释很好的文档，根据注释来选择：

• 如果你不想编译gvim，可以打开–disable-gui选项；
• 如果你想把perl, python, tcl, ruby等接口编译进来的话，打开相应的选项，例如，我打开了–enable-tclinterp选项；
• 如果你想在vim中使用cscope的话，打开–enable-cscope选项；
• 我们刚才打的vimgdb补丁，自动在Makefile中加入了–enable-gdb选项；
• 如果你希望在vim使用中文，使能–enable-multibyte和–enable-xim选项；
• 可以通过–with-features=XXX选项来选择所编译的vim特性集，缺省是–with-features=normal；
• 如果你没有root权限，可以把vim装在自己的home目录，这时需要打开prefix = $(HOME)选项；

编辑好此文件后，就可以编辑安装vim了。如果你需要更细致的定制vim，可以修改config.h文件，打开/关闭你想要的特性。

[ 编译安装 ]

编译和安装vim非常简单，使用下面两个命令：

make
make install 

你不需要手动运行./configure命令，make命令会自动调用configure命令。

上面的命令执行完后，vim就安装成功了。

make过程中遇到的一个问题：

　　（缺少ncurses安装包

　　解决办法：

　　下载安装相应软件包

　　一、如果你的系统是RedHat系列：

　　yum list|grep ncurses

　　yum -y install ncurses-devel

　　yum install ncurses-devel

　　二、如果你的系统是Ubuntu或Debian：

　　apt-cache search ncurses

　　apt-get install libncurses5-dev）

我在编译时打开了”prefix = $(HOME)”选项，因此我的vim被安装在~/bin目录。这时需要修改一下PATH变量，以使其找到我编辑好的vim。在~/.bashrc文件中加入下面这两句话：

PATH=$HOME/bin:$PATH
export PATH 

退出再重新登录，现在再敲入vim命令，发现已经运行我们编译的vim了。

[ 安装vimgdb的runtime文件 ]

运行下面的命令，解压vimgdb的runtime文件到你的~/.vim/目录：

cd ~/install/vimgdb/
tar zxf vimgdb_runtime.tgz –C~/.vim/ 

现在启动vim，在vim中运行下面的命令以生成帮助文件索引：

:helptags ~/.vim/doc 

现在，你可以使用”:help vimgdb“命令查看vimgdb的帮助了。

至此，我们重新编译了vim，并为之打上了vimgdb补丁。下面我以一个例子来说明如何在vim中完成”编码—编译—调试”一条龙服务。

[ 在vim中调试 ]

首先确保你的计算机上安装了gdb ，vimgdb支持5.3以上的gdb版本，不过最好使用gdb 6.0以上的版本。

我使用下面这个简单的例子，来示例一下如何在vim中使用gdb调试。先来看示例代码：

文件~/tmp/sample.c内容如下，这是主程序，调用函数计算某数的阶乘并打印：

/* ~/tmp/sample.c */
#include <stdio.h>
extern int factor(int n, int *rt);

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    int result = 1;

    for (i = 1; i < 6; i++)
    {
        factor(i, &result);
        printf("%d! = %d\n", i, result);
    }

    return 0;
}  

文件~/tmp/factor/factor.c内容如下，定义了子函数factor()。之所以把它放到子目录factor/，是为了演示vimgdb可以根据调试位置自动打开文件，不管该文件在哪个目录下：

/* ~/tmp/factor/factor.c */
int factor(int n, int *r)
{
    if (n <= 1)
        *r =  n;
    else
    {
        factor(n - 1, r);
        *r *= n;
    }

    return 0;
}  

Makefile文件，用来编译示例代码，最终生成的可执行文件名为sample。

# ~/tmp/Makefile
sample: sample.c factor/factor.c
gcc -g -Wall -o sample sample.c factor/factor.c  

假设vim的当前工作目录是~/tmp(使用”:cd ~/tmp“命令切换到此目录)。我们编辑完上面几个文件后，输入命令”:make“，vim就会根据Makefile文件进行编译。如果编译出错，vim会跳到第一个出错的位置，改完后，用”:cnext“命令跳到下一个错误，以此类推。这种开发方式被称为quickfix，我们已经在剑不离手 – quickfix一文中讲过，不再赘述。

现在，假设已经完成链接，生成了最终的sample文件，我们就可以进行调试了。

vimgdb补丁已经定义了一些键绑定，我们先加载这些绑定：

:run macros/gdb_mappings.vim 

加载后，一些按键就被定义为调试命令(vimgdb定义的键绑定见”:help gdb-mappings“)。按<F7>可以在按键的缺省定义和调试命令间切换。

好了，我们现在按空格键，在当前窗口下方会打开一个小窗口(command-line窗口)，这就是vimgdb的命令窗口，可以在这个窗口中输入任何合法的gdb命令，输入的命令将被送到gdb执行。现在，我们在这个窗口中输入”gdb“，按回车后，command-line窗口自动关闭，而在当前窗口上方又打开一个窗口，这个窗口是gdb输出窗口。现在vim的窗口布局如下(我又按空格打开了command-line窗口)：

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小技巧: command-line窗口是一个特殊的窗口，在这种窗口中，你可以像编辑文本一样编辑命令，完成编辑后，按回车，就会执行此命令。你要重复执行某条命令，可以把光标移到该命令所在的行，然后按回车即可；你也可以对历史命令进行修改后再执行。详见”:help cmdline-window“。

接下来，在command-line窗口中输入以下命令：

cd ~/tmp
file sample 

这两条命令切换gdb的当前工作目录，并加载我们编译的sample程序准备调试。

现在使用vim的移动命令，把光标移动到sample.c的第7行和14行，按”CTRL-B“在这两处设置断点，然后按”R“，使gdb运行到我们设置的第一个断点处(“CTRL-B“和”R“都是gdb_mappings.vim定义的键绑定，下面介绍的其它调试命令相同)。现在vim看起来是这样：

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断点所在的行被置以蓝色，并在行前显示标记1和2表明是第几个断点；程序当前运行到的行被置以黄色，行前以”=>”指示，表明这是程序执行的位置(显示的颜色用户可以调整)。

接下来，我们再按”C“，运行到第2个断点处，现在，我们输入下面的vim命令，在右下方分隔出一个名为gdb-variables的窗口：

:bel 20vsplit gdb-variables 

然后用”v“命令选中变量i，按”CTRL-P“命令，把变量i加入到监视窗口，用同样的方式把变量result也加入到监视窗口，这里可以从监视窗口中看到变量i和result的值。

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现在我们按”S“步进到factor函数，vim会自动打开factor/factor.c文件并标明程序执行的位置。我们再把factor()函数中的变量n加入到监视窗口；然后按空格打开command-line窗口，输入下面的命令，把变量*r输入到变量窗口：

createvar *r 

现在，vim看起来是这样的：

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现在，你可以用”S“、”CTRL-N“或”C“来继续执行，直至程序运行结束。

如果你是单步执行到程序结束，那么vim最后可能会打开一个汇编窗口。是的，vimgdb支持汇编级的调试。这里我们不用进行汇编级调试，忽略即可。

如果你发现程序有错误，那么可以按”Q“退出调试(gdb会提示是否退出，回答y即可)，然后修改代码、编译、调试，直到最终完成。在修改代码时，你可能并不喜欢vimgdb的键映射(例如，它把CTRL-B映射为设置断点，而这个键又是常用的翻页功能)，你可以按<F7>取消vimgdb的键映射，或者你直接修改gdb_mappings.vim文件中定义的映射。

看，vim + gdb调试是不是很简单?!

我们可以再定制一下，使调试更加方便。

打开~/.vim/macros/ gdb_mappings.vim文件，在”let s:gdb_k = 0“这一行下面加上这段内容：

" easwy add
if ! exists("g:vimgdb_debug_file")
    let g:vimgdb_debug_file = ""
elseif g:vimgdb_debug_file == ""
    call inputsave()
    let g:vimgdb_debug_file = input("File: ", "", "file")
    call inputrestore()
endif
call gdb("file " . g:vimgdb_debug_file)
" easwy end 

在”let s:gdb_k = 1“这一行下面加上这段内容：

" easwy add
call gdb("quit")
" end easwy 

注释掉最后一行的”call s:Toggle()“。

然后在你的vimrc中增加这段内容：

""""""""""""""""""""""""""""""
" vimgdb setting
""""""""""""""""""""""""""""""
let g:vimgdb_debug_file = ""
run macros/gdb_mappings.vim 

现在，在启动vim后，按<F7>，就进入调试模式以及设定调试的键映射。在第一次进入调试模式时，会提示你输入要调试的文件名，以后就不必再输入了。再按一次<F7>，就退出调试模式，取消调试的键映射。

利用vim的键映射(map)机制，你可以把你喜欢的gdb命令映射为vim的按键，方便多了。映射的例子可以参照~/.vim/macros/ gdb_mappings.vim。

再附上一张抓图，这是使用putty远程登录到linux上，在终端vim中进行调试。这也是我为什么喜欢vimgdb的原因，因为它可以在终端vim中调试，而clewn只支持gvim：

点击查看大图

因为我不常使用gdb调试，所以本文仅举了个简单的例子，以抛砖引玉。欢迎大家共享自己的经验和心得。

我在文章vimgdb调试时的常见问题及解决中列出了一些常见问题及其解决方法，希望对大家有帮助。

最后，让我们感谢vimgdb作者xdegaye的辛勤劳动，我们后续文章会介绍pyclewn，这是vim与gdb结合的另外一种形式，它和vimgdb同属一个项目。