Emacs 调试秘籍之 GUD 调试器

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本文简短地对 Emacs 的调试工具 GUD 的特性进行了探索。

如果你是一个 C 或 C++ 开发者,你很可能已经使用过 GDB(GNU 调试器),毫无疑问,它是现今最强大、最无可匹敌的调试器之一。它唯一的缺点就是它基于命令行,虽然仍能提供许多强大的功能,但有时也会具有一些局限性。这也就是为什么聪明的人们开始追求整合了编辑器和调试器的 图形化 GUI 集成开发环境 Integrated Development Environment 。仍有些开发者坚信使用鼠标会降低工作效率,在 GUI 上用鼠标点~点~点~是来自恶魔的诱惑。

因为 Emacs 是现今最酷的文本编辑器之一,我将为你展示如何在不碰鼠标且不离开 Emacs 的情况下,实现写代码、编译代码、调试代码的过程。

GUD(LCTT 译注:全称 大统一调试器 Grand Unified Debugger ,鉴于其缩写形式更为人熟知,以下全文将使用缩写替代此全称)是 Emacs 下的一个 模式 mode ,用于在 Emacs 中运行 GDB。它向 GDB 提供了 Emacs 的所有特性,使用户无需离开编辑器就可以对代码进行调试。

使用 GUD 的前期准备

如果你正在使用一个 Linux 机器,很可能你已经安装了 GDB 和 gcc,接下来就是要确保已经安装了 Emacs。以下的内容我将假设读者熟悉 GDB 并且至少用它做过基本的调试。如果你未曾接触过 GDB,你可以做个快速入门,这些资料在网上随处可得。

对于那些 Emacs 新手,我将向你介绍一些基本术语。纵览整篇文章,你将看到诸如 C-c M-x 等快捷键。此处 C 代表 Ctrl 键,M 代表 Alt 键。C-c 代表 Ctrl 键和 c 键被同时按下。如果你看到 C-c c,它代表同时按下 Ctrl 键和 c 键,释放后紧接着按下 c 键。在 Emacs 中,编辑文本的主要区域被称为 主缓冲区 main buffer ,而在 Emacs 窗口下方用于输入命令的区域被称为 迷你缓冲区 mini buffer

启动 Emacs,并按下 C-x C-f 来创建一个新文件。Emacs 将提示你输入一个文件名,此处让我们将文件命名为 buggyFactorial.cpp。一旦文件打开,输入如下代码:

#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 快捷键保存文件。文件保存完毕,是时候进行编译了。按下 M-x,在弹出的 提示符 prompt 后输入 compile 并点击回车。然后在提示符后,将内容替换为 g++ -g buggyFactorial.cpp 并再次点击回车。

图 1: Emacs 迷你缓冲区中编译命令

这将在 Emacs 中开启另一个缓冲区,显示编译的状态。如果你的代码输入没有错误,你将预期得到如图 2 所示的缓冲区。

图 2: 编译状态

要想隐藏编译缓冲区,首先确保你的光标在编译缓冲区中(你可以不使用鼠标,而是通过 C-x o 快捷键将光标从一个缓冲区移动到另一个),然后按下 C-x 0。下一步就是运行代码,并观察是否运行良好。按下 M-! 快捷键并在迷你缓冲区的提示符后面输入 ./a.out

图 3: 代码在迷你缓冲区中的输出

你可以看到迷你缓冲区中显示断言失败。很明显代码中有错误,因为 5 的阶乘是 120。那么让我们现在开始调试吧。

使用 GUD 调式代码

现在,我们的代码已经编译完成,是时候看看到底哪里出错了。按下 M-x 快捷键并在提示符后输入 gdb。在接下来的提示符后,输入 gdb -i=mi a.out。如果一切顺利,GDB 会在 Emacs 缓冲区中启动,你会看到如图 4 所示的窗口。

图 4: Emacs 中的 GDB 缓冲区

gdb 提示符后,输入 break main 来设置断点,并输入 r 来运行程序。程序会开始运行并停在 main() 函数处。

一旦 GDB 到达了 main 处设置的断点,就会弹出一个新的缓冲区显示你正在调试的代码。注意左侧的红点,正是你设置断点的位置,同时会有一个小的标志提示你当前代码运行到了哪一行。当前,该标志就在断点处(如图 5)。

图 5: GDB 与代码显示在两个分离的窗口

为了调试 factorial 函数,我们需要单步运行。想要达到此目的,你可以在 GBD 提示符使用 GDB 命令 step,或者使用 Emacs 快捷键 C-c C-s。还有其它一些快捷键,但我更喜欢 GDB 命令。因此我将在本文的后续部分使用它们。

单步运行时让我们注意一下局部变量中的阶乘值。参考图 6 来设置在 Emacs 帧中显示局部变量值。

图 6: 在 Emacs 中使用独立帧显示局部变量

在 GDB 提示符中进行单步运行并观察局部变量值的变化。在循环的第一次迭代中,我们发现了一个问题。此处乘法的结果应该是 5 而不是 4。

本文到这里也差不多结束了,读者可以自行探索发现 GUD 模式这片新大陆。GDB 中的所有命令都可以在 GUD 模式中运行。我将此代码的修复留给读者作为一个练习。看看你在调试的过程中,可以做哪一些定制化,来使你的工作流更加简单和高效。


via: https://opensourceforu.com/2019/09/debugging-in-emacs-the-grand-unified-debugger/

作者:Vineeth Kartha 选题:lujun9972 译者:cycoe 校对:wxy

本文由 LCTT 原创编译,Linux中国 荣誉推出

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