在VSCode中使用QEMU調(diào)試FreeRTOS

在這篇文章中，我們將逐步完成一個(gè)示例設(shè)置，該設(shè)置以模擬 Arm Cortex-M3 微控制器為例，展示了如何使用 QEMU 在 Visual Studio Code （VSCode） 編輯器中調(diào)試 FreeRTOS 應(yīng)用程序。此示例不需要實(shí)際硬件，需要筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)作為開發(fā)環(huán)境。

首先，什么是 QEMU，我們?yōu)槭裁匆褂盟M(jìn)行調(diào)試？QEMU 是一個(gè)計(jì)算機(jī)仿真器，允許你虛擬化硬件類型，支持跨不同的CPU架構(gòu)進(jìn)行虛擬化。這對(duì)于嵌入式開發(fā)非常有用，因?yàn)槟憧梢葬槍?duì)可能無法立即訪問的硬件目標(biāo)板運(yùn)行應(yīng)用程序。這可能是因?yàn)椋?）你仍在為嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)選擇芯片的過程中，（2）你的電路板在其他地方，如實(shí)驗(yàn)室，（3）你希望在沒有物理硬件的情況下運(yùn)行自動(dòng)化測(cè)試，或（4）真正的硬件供不應(yīng)求。如果你遇到到這些限制中的任何一個(gè)，并且軟件開發(fā)必須繼續(xù)進(jìn)行，那么 QEMU 可以提供幫助。

QEMU支持許多不同的硬件平臺(tái)，從x86到ARM再到RISC-V。FreeRTOS 也支持許多不同的硬件平臺(tái)。因此，值得指出的是，我們將在下面介紹的示例不僅限于 FreeRTOS 和 Arm Cortex-M3硬件平臺(tái)。如果你有 Arm Cortex-M3 以外的目標(biāo)板或者其他OS，你可以調(diào)整一下，使用基本相同的方法。

我們?nèi)绾伍_始？為了啟動(dòng)和運(yùn)行該示例，有許多先決條件和依賴項(xiàng)。我在下面分 7 個(gè)步驟列出了這個(gè)過程，你可以遵循這些步驟。順序并不那么重要，除了第7步應(yīng)該保持最后一步。開發(fā)計(jì)算機(jī)上可能已經(jīng)安裝了部分或全部這些工具，如果是這種情況，請(qǐng)仔細(xì)檢查它們是否是最新的，并存在于你的工作路徑中。

Step

步驟

1）下載和安裝VSCode：

2）下載和安裝QEMU：

3）下載和安裝 Arm GNU Toolchain：

4）下載和安裝 CMake：

5）針對(duì) Windows,環(huán)境 下載和安裝 Git

(包括 Bash terminal)：Git應(yīng)該已經(jīng)安裝MacOS 和 Linux 系統(tǒng)里面。

6）確保系統(tǒng)上安裝了“make”。根據(jù)你的平臺(tái)，有不同的方法可以做到這一點(diǎn)。

在Windows上，你可以使用 Chocolatey在命令提示符下使用下面命令安裝 “make”：> choco install make。

在MacOS上，您可以使用以下命令在終端應(yīng)用程序中使用Homebrew安裝“make” $ brew install make。

在 Linux 上，您可以使用以下命令從終端使用包管理器安裝“make”：$ sudo apt install build-essential。

7）添加 QEMU, Arm GNU Compiler, CMake, 和 'make' 安裝路徑到你的路徑環(huán)境參數(shù)中。操作系統(tǒng)不同，完成方法不一樣，確信使用了正確的方式。

安裝必備工具后，繼續(xù)克隆我們將使用的源代碼。從命令行中，導(dǎo)航到要在其中使用演示代碼克隆 FreeRTOS 存儲(chǔ)庫的文件夾(FreeRTOS repository with the demo code:

https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS)，例如 $ cd $HOME/project。然后，繼續(xù)從 GitHub 克隆 FreeRTOS 存儲(chǔ)庫，如下所示：$ git clone https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS.git --recurse-submodules

克隆存儲(chǔ)庫完成后，啟動(dòng) VSCode。在 VSCode 中，在菜單中選擇“File > Open Folder'”。導(dǎo)航到你剛剛克隆的 FreeRTOS 存儲(chǔ)庫，然后選擇此子文件夾

'.../FreeRTOS/FreeRTOS/Demo/CORTEX_MPS2_QEMU_IAR_GCC'

VScode 加載演示文件夾后，在編輯器中打開“.vscode/launch.json”。找到 miDebuggerPath 參數(shù)并將值更改為你使用的電腦上“arm-none-eabi-gdb”所在的路徑。

現(xiàn)在打開“main.c”并確保mainCREATE_SIMPLE_BLINKY_DEMO_ONLY設(shè)置為 1，代碼構(gòu)建后將生成簡(jiǎn)單的閃燈演示。

接下來，在VSCode中按左側(cè)面板中的“Run and Debug”按鈕。從頂部的下拉菜單中選擇“Launch QEMU RTOSDemo”，然后按“play”按鈕。這將生成代碼、運(yùn)行程序并聯(lián)動(dòng)了調(diào)試器。

從那里，你可以從按鈕欄中“Continue”，“Step Over”，“Step Into”，“Step Out”和“Stop”，你還可以通過右鍵單擊行號(hào)旁邊，在代碼中添加斷點(diǎn)。

按“Continue”按鈕將執(zhí)行代碼，將在終端中產(chǎn)生如下輸出：

QEMU RTOSdemo started

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這就是你在VSCode中使用QEMU調(diào)試FreeRTOS的一個(gè)范例，你可以使用此示例來嘗試和探索一切的可能性，來調(diào)試一下吧！

審核編輯：湯梓紅