Emacs調(diào)試秘籍之GUD調(diào)試器
本文簡短地對 Emacs 的調(diào)試工具 GUD 的特性進(jìn)行了探索。
如果你是一個(gè) C 或 C++ 開發(fā)者，你很可能已經(jīng)使用過 GDB（GNU 調(diào)試器），毫無疑問，它是現(xiàn)今最強(qiáng)大、最無可匹敵的調(diào)試器之一。它唯一的缺點(diǎn)就是它基于命令行，雖然仍能提供許多強(qiáng)大的功能，但有時(shí)也會(huì)具有一些局限性。這也就是為什么聰明的人們開始追求整合了編輯器和調(diào)試器的圖形化集成開發(fā)環(huán)境。仍有些開發(fā)者堅(jiān)信使用鼠標(biāo)會(huì)降低工作效率，在 GUI 上用鼠標(biāo)點(diǎn)～點(diǎn)～點(diǎn)～是來自惡魔的誘惑。
因?yàn)?Emacs 是現(xiàn)今最酷的文本編輯器之一，我將為你展示如何在不碰鼠標(biāo)且不離開 Emacs 的情況下，實(shí)現(xiàn)寫代碼、編譯代碼、調(diào)試代碼的過程。
GUD（LCTT 譯注：全稱大統(tǒng)一調(diào)試器，鑒于其縮寫形式更為人熟知，以下全文將使用縮寫替代此全稱）是 Emacs 下的一個(gè)模式，用于在 Emacs 中運(yùn)行 GDB。它向 GDB 提供了 Emacs 的所有特性，使用戶無需離開編輯器就可以對代碼進(jìn)行調(diào)試。
使用 GUD 的前期準(zhǔn)備
如果你正在使用一個(gè) Linux 機(jī)器，很可能你已經(jīng)安裝了 GDB 和 gcc，接下來就是要確保已經(jīng)安裝了 Emacs。以下的內(nèi)容我將假設(shè)讀者熟悉 GDB 并且至少用它做過基本的調(diào)試。如果你未曾接觸過 GDB，你可以做個(gè)快速入門，這些資料在網(wǎng)上隨處可得。
對于那些 Emacs 新手，我將向你介紹一些基本術(shù)語?？v覽整篇文章，你將看到諸如 C-c M-x 等快捷鍵。此處 C 代表 Ctrl 鍵，M 代表 Alt 鍵。C-c 代表 Ctrl 鍵和 c 鍵被同時(shí)按下。如果你看到 C-c c，它代表同時(shí)按下 Ctrl 鍵和 c 鍵，釋放后緊接著按下 c 鍵。在 Emacs 中，編輯文本的主要區(qū)域被稱為主緩沖區(qū)，而在 Emacs 窗口下方用于輸入命令的區(qū)域被稱為迷你緩沖區(qū)。
啟動(dòng) Emacs，并按下 C-x C-f 來創(chuàng)建一個(gè)新文件。Emacs 將提示你輸入一個(gè)文件名，此處讓我們將文件命名為 buggyFactorial.cpp。一旦文件打開，輸入如下代碼：
#include<iostream>#include <assert.h>int factorial(int num) {int product = 1;while(num--) {product *= num;}return product;}int main() {int result = factorial(5);assert(result == 120);}
使用 C-x C-s 快捷鍵保存文件。文件保存完畢，是時(shí)候進(jìn)行編譯了。按下 M-x，在彈出的提示符后輸入 compile 并點(diǎn)擊回車。然后在提示符后，將內(nèi)容替換為 g++ -g buggyFactorial.cpp 并再次點(diǎn)擊回車。
圖 1: Emacs 迷你緩沖區(qū)中編譯命令
這將在 Emacs 中開啟另一個(gè)緩沖區(qū)，顯示編譯的狀態(tài)。如果你的代碼輸入沒有錯(cuò)誤，你將預(yù)期得到如圖 2 所示的緩沖區(qū)。
圖 2: 編譯狀態(tài)
要想隱藏編譯緩沖區(qū)，首先確保你的光標(biāo)在編譯緩沖區(qū)中（你可以不使用鼠標(biāo)，而是通過 C-x o 快捷鍵將光標(biāo)從一個(gè)緩沖區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)），然后按下 C-x 0。下一步就是運(yùn)行代碼，并觀察是否運(yùn)行良好。按下 M-! 快捷鍵并在迷你緩沖區(qū)的提示符后面輸入 ./a.out。
圖 3: 代碼在迷你緩沖區(qū)中的輸出
你可以看到迷你緩沖區(qū)中顯示斷言失敗。很明顯代碼中有錯(cuò)誤，因?yàn)?5 的階乘是 120。那么讓我們現(xiàn)在開始調(diào)試吧。
使用 GUD 調(diào)式代碼
現(xiàn)在，我們的代碼已經(jīng)編譯完成，是時(shí)候看看到底哪里出錯(cuò)了。按下 M-x 快捷鍵并在提示符后輸入 gdb。在接下來的提示符后，輸入 gdb -i=mi a.out。如果一切順利，GDB 會(huì)在 Emacs 緩沖區(qū)中啟動(dòng)，你會(huì)看到如圖 4 所示的窗口。
圖 4: Emacs 中的 GDB 緩沖區(qū)
在 gdb 提示符后，輸入 break main 來設(shè)置斷點(diǎn)，并輸入 r 來運(yùn)行程序。程序會(huì)開始運(yùn)行并停在 main() 函數(shù)處。
一旦 GDB 到達(dá)了 main 處設(shè)置的斷點(diǎn)，就會(huì)彈出一個(gè)新的緩沖區(qū)顯示你正在調(diào)試的代碼。注意左側(cè)的紅點(diǎn)，正是你設(shè)置斷點(diǎn)的位置，同時(shí)會(huì)有一個(gè)小的標(biāo)志提示你當(dāng)前代碼運(yùn)行到了哪一行。當(dāng)前，該標(biāo)志就在斷點(diǎn)處（如圖 5）。
圖 5: GDB 與代碼顯示在兩個(gè)分離的窗口
為了調(diào)試 factorial 函數(shù)，我們需要單步運(yùn)行。想要達(dá)到此目的，你可以在 GBD 提示符使用 GDB 命令 step，或者使用 Emacs 快捷鍵 C-c C-s。還有其它一些快捷鍵，但我更喜歡 GDB 命令。因此我將在本文的后續(xù)部分使用它們。
單步運(yùn)行時(shí)讓我們注意一下局部變量中的階乘值。參考圖 6 來設(shè)置在 Emacs 幀中顯示局部變量值。
圖 6: 在 Emacs 中使用獨(dú)立幀顯示局部變量
在 GDB 提示符中進(jìn)行單步運(yùn)行并觀察局部變量值的變化。在循環(huán)的第一次迭代中，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題。此處乘法的結(jié)果應(yīng)該是 5 而不是 4。
本文到這里也差不多結(jié)束了，讀者可以自行探索發(fā)現(xiàn) GUD 模式這片新大陸。GDB 中的所有命令都可以在 GUD 模式中運(yùn)行。我將此代碼的修復(fù)留給讀者作為一個(gè)練習(xí)?？纯茨阍谡{(diào)試的過程中，可以做哪一些定制化，來使你的工作流更加簡單和高效。
