分类： C/C++
2008-11-02 15:28:27
GUI是现代调试器的一个必备部分。这个模式为GDB提供了一个GUI，并保持了Emacs的强大功能。
GNU symbolic debugger（GDB）是一个强大的开发工具，但是不足之处在于它只能在命令行下工作。GDB有一些聪明的特性，例如命令名与过程名的补全功能、使用 Enter重复之前的命令（这在单步执行前一项命令和查看列表时很有用）以及readline接口，这使得它在命令行下使用起来非常轻松。
但是在某些任务中，图形用户界面（GUI）十分有用。GDB有若干图形前端，包括Insight，但是它们需要独立的编辑器。到目前为 止，Emacs使用一个由Eric Raymond在1992年编写的模式，它包括一个GUD buffer，用于输入GDB的命令行命令；一个源代码 buufer，其中有一个箭头（“=>”）指向当前程序执行到的那一行。在本文中，我会讲述一个新模式，我将之称为GDB-UI，它是Emacs下 一版本（21.4）的一部分，为许多现代调试器提供了GUI功能。这个模式相较于其他调试器的优势在于可以在任务中使用Emacs强大的功能，如编辑和搜 索，这提供了一个真正的集成开发环境。
Eric Raymond写过一个gud.el，它是一个大型统一调试器（grand unified debugger）模式，用于将GDB和其他调试器作为Emacs的一部分来运行。不久之前，工作于Cygnus的Tom Lord和Jim Kingdon编写了另一个称为gdba.el的模式。此模式源于gud.el，但是仅为使用GDB而设计，它随着GDB一起发布。
GDB在通过gud.el运行于Emacs中时，它会使用-fullname选项输出一个称为annotation的tag，这个tag在每次运行 中断的时候提供了当前文件名、行号和地址。Lord和Kingdon给GDB添加了更多的annotation，使得像Emacs这样的前端可以知道运行 状态的更多信息。他们将这个机制称为2级annotation，而fullname选项则是1级。这就使得Emacs可以显示更多的信息，包括调用堆栈、 当前栈的局部变量以及各断点的状态。我认为这是一个巨大的改进，但是出于某种原因，他们的成果未能被Emacs社区采纳，反而变得无用并被从GDB的发行 版中去除。很多GDB用户可能没有注意到有这么个东西存在过，因为它只是随着GDB源代码发布的。
在我第一次见到gdba.el的时候，Emacs已经有了许多改进。 特别是它有了工具栏和speedbar。另外，Savannah的CVS版可以在边栏上放置图片，以作为断点图标。其成果gdb-ui.el尝试使用这些 新特性，以及gdba.el中的那些特性。它保存在lisp/progmodes子目录下，与gud.el放在一起。
下面用一个简单的程序来说明GDB-UI是如何工作的。
myprog.c
myproc.c
{
int p;
p = 2*n;
("Two times %d is %d\n", n, p);
}
用 -g 选项编译程序：
在minibuffer中键入M-x gdb，调用GDB-UI。如有必要，输入可执行文件的文件名myprog，然后回车。Emacs会像以前的版本一样显示出GUD buffer。现在当变量gdb-many-windows设为t，可以通过选中菜单栏 (Gud -> GDB-UI-> Display other windows) 的复选框或通过minibuffer完成。
Emacs会将主程序段的源代码以及GUD、本地变量、断点和栈的buffer在一个frame中。在本教程中我们默认界面会这样排列，但是一般来说，如果lisp变量gdb-many-windows的值为nil，其他的buffer只会当用户特别请求的时候才会出现。要让它们出现，进入菜单栏GUD项中的GDB-windows或GDB-Frames，然后选中你想要的buffer。
如果工具栏没有出现，输入M-x toolbar-mode。慢慢将移动鼠标移过工具栏上的图标，工具提示会告诉你每个按钮的功能。这些图标大多数取自Cygnus Insight调试器，不过有几个是新图标。要特别注意的是，Stop和Go按钮不会停止和启动程序，它们的功能是设置和清除断点。
图 1. 工具栏
图 2. 源代码
在源代码buffer的第14行左键单击行首，会出现一个红色的圆点，这表示在此行设了一个断点。再单击一次可以清除此断点，同时圆点消失。还可以通过在GUD buffer中输入break 14，或者将光标停留在14行并单击工具栏上的Stop按钮来设置。之后在GUD buffer中输入clear 14，或将光标停留在14行并单击工具栏上的Go按钮，可以将断点清除。
再设置刚才说的断点，在GUD buffer中输入break myproc来设置另一个断点，现在看看breakpoints（断点）buffer。这个buffer在它自己的frame中显示所有断点的状态，如图3所示。
图 3. 断点状态
将光标放到第一个断点的详细信息上，按下空格。这个操作将断点禁用，断点会变成灰色。再按一次空格可以重新启用断点。在第二个断点上单击右键，源代码buffer会访问含有这个断点的文件并显示其位置。
设置了断点后，单击Run按钮（样子为一个奔跑的人）来启动程序。第14行断点会显示一个小箭头，标示着程序执行停止在此。
查看locals（局部变量） buffer，你会看到局部变量n的值为4。所有简单类型的局部变量的值都会在这个buffer中显示。数组、结构体和联合等复合类型只会简单地显示其类型，如图4所示。在本例中，变量m是一个数组。
图 4. Locals Buffer
将光标置于数组名上（本例中为m），单击样子为一对眼镜的按钮，speedbar会出现并显示数组的名字和类型。不过要注意的是，这个功能需要 GDB 6.0 或更高版本。
图 5. Watch Expression
复合数据类型在 speedbar 中以树型格式展现。要查看m的所有值，右键单击表达式左边的标签。再次单击可将表达式收缩。这些表达式称为watch expression，当其值改变时会自动更新。不要将它们和watchpoint混淆，watchpoint会停止在GDB下执行的程序。全局变量c之类的结构体的嵌套层次比数组更深，其值也可以用类似方法浏览。
用同样的方法显示将本地变量n显示为watch expression，使用工具栏或GUD buffer单步（step over）执行myprog的语句。注意这个表达式和其值的前景色变成红色，以提醒你它被改变了。
继续执行myprog，它现在应该停止在myproc上。你可以使用工具栏或GUD buffer在栈上上下来回，源代码buffer和locals buffer也会相应更新。你也可以在stack buffer中右键单击以选择你要查看的frame。这个buffer显示调用堆栈，对当前frame反色显示。
图 6. Stack Buffer
结束调试后，按C-x k关闭GUD buffer，同时会关闭所有相关的buffer。如果你想编辑源代码并用Emacs重新编译的话不必这么做。这么做的优点在于可以保持GUDbuffer的shell历史以及GDB的断点。但是你要检查最近编辑过的代码的断点是不是你所想要的。
本教程涉及了GDB-UI的基本功能。其他buffer留给读者自行探索。这些buffer有：
Input/Output（输入/输出） Buffer：如果lisp变量gdb-use-inferior-io-buffer为非nil值，所调试的可执行程序从中读取输入并将输出显示到其中。某些shell模式中的命令也可以在此使用。
Assembler（汇编器） Buffer：以机器码的形式显示当前frame。有一个箭头指向当前指令，你可以像在源代码buffer中一样设置和清除断点。断点图标同样显示在边框或边栏上。
Threads（线程） Buffer：显示程序当前的所有线程。指向列表中的任意一个线程按回车，可以让该线程变为当前线程。接着源代码buffer会显示出相应的代码。另外，右键单击可以将选中的线程变成当前线程。
Registers（寄存器） Buffer：显示寄存器中的值。
你可能不会用到这篇文章所述的所有功能，但是其中很多是可定制的。详细信息请参考发行版中自带的Emacs Info手册。
Richard Stallman是Emacs和GDB的创始人，在GNU Project开始时，这两个程序是在同一个磁带中发布的。之后这两个程序都变得更为复杂，如今各自都有了自己的版本库、开发人员和邮件列表。但是，编辑 器和调试器之间有着天然的联系，笔者在此所述的模式正致力于强化这一点。
