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04 ESP32-Code Debugging-Summary Of Several Debugging Methods

* 工欲善其事,必先利其器.

一. JTAG 二. 日志系统 三. Core Dump

一、JTAG调试

这里先介绍第一种调试方法-JTAG调试,JTAG是从STM32转过来的开发者的第一反应,这里放在最前面介绍.但是对于双核多任务的ESP32应用程序,并非最优的调试方法.

1. 官方文档

关于调试环境的搭建,参考乐鑫官方文档即可,有中文版详细配置过程:

2. 硬件准备

2.1 ESP32 WROVER KIT

ESP-WROVER-KIT板载了JTAG功能(FT2232),但是需要连接4个跳线帽接通线路,如下图:

FT2232 是多协议 USB 转串口桥接器.在这里替换了cp2102,并且可以同时提供 USB-to-JTAG ,USB-to-Serial 接口功能,便利开发人员的应用开发与调试.具体配置信息可以查阅 ESP-WROVER-KIT V4.1 入门指南

2.2. ESP32 Core Board V2

ESP32 Core Board V2 没有JTAG插口,如果需要硬件调试,需要准备:

  1. JTAG 适配器与杜邦线

  2. OpenOCD 软件包

  3. ESP32 目标板

按照如下方式连接:

|   | ESP32 引脚    | JTAG 信号 |
| 1 | CHIP_PU       | TRST_N    |
| 2 | MTDO / GPIO15 | TDO       |
| 3 | MTDI / GPIO12 | TDI       |
| 4 | MTCK / GPIO13 | TCK       |
| 5 | MTMS / GPIO14 | TMS       |
| 6 | GND           | GND       |

ESP32 使用标准的 JTAG 接口,支持STM32常用的J-Link,如何使用 J-Link 调试 ESP32,但是不支持ST-Link,也不支持SWD接口:

官方描述: 在软件方面,OpenOCD 支持相当多数量的 JTAG 适配器,可以参阅 OpenOCD 支持的适配器列表 (尽管上面显示的器件不太完整),这个页面还列出了兼容 SWD 接口的适配器,但是请注意,ESP32 目前并不支持 SWD.此外那些被硬编码为只支持特定产品线的 JTAG 适配器也不能在 ESP32 上工作,比如用于 STM32 产品家族的 ST-LINK 适配器.

3. JTAG调试笔记

3.1. 开启openOCD

cd ~/esp/openocd-esp32      
bin/openocd -s share/openocd/scripts -f interface/ftdi/esp32_devkitj_v1.cfg -f board/esp-wroom-32.cfg  #在openocd安装目录执行,开启openOCD server

3.2. 运行xtensa-esp32-elf-gdb

cd ~/esp/esp-idf-v3.2.2/examples/get-started/blink
xtensa-esp32-elf-gdb -x gdbinit build/blink.elf  #在工程目录执行,连接openOCD

3.3. 输入gdb命令,进行调试

  • 断点设置:

    break N:在第N行设置断点
delete N:删除第N行的断点
info break:查看已设置的断点

  • 调试运行

    s(或step):单步调试,可以跳入函数内部
n(或next):单步调试,不跳入函数内部
c:Continue,继续运行,到断点处停止
Ctrl+C:随机停止
q:结束会话

  • 查看、修改内存

    x /1wx 0x3FF44004 #查看0x3FF44004内存位置内容
0x3ff44004: 0x00000000
set {unsigned int}0x3FF44004=0x000010 #设置0x3FF44004内存位置内容

  • 查看代码

    ```

    i threads:查看当前所有线程

    thread N:查看编号N线程的代码

    bt(或backtrace):查看上一层,查看当前函数调用处(仅查看,未跳出)

    l:打印停止点处代码

    l 30, 40:打印第30-40行代码

* 查看帮助

help xxx:查看指令xxx的帮助

具体可以查看:[使用命令行的调试示例](https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/zh_CN/latest/api-guides/jtag-debugging/debugging-examples.html#jtag-debugging-examples-command-line)
***

## 二、日志系统

* 
* 
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## 三、Core Dump

* 
* 


***

## 四、其他讨论

### 附1:通过gdb命令点亮LED灯

ESP32 WROVER KIT 自带RGB指示灯,分别接入了IO0、IO2、IO4,注意IO0、IO2的特殊作用.

| ESP32管脚 | RGB LED |
|:--------:|-----:|
| GPIO0 | 红色|
| GPIO2 | 绿色|
| GPIO4 | 蓝色|

*  查找到GPIO 0-31 output register的地址0x3FF44004
该寄存器可以用来控制(设置或者清除)某个 GPIO 的电平
![寄存器列表](https://img-blog.csdnimg.cn/2019072519594793.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIwNTE1NDYx,size_16,color_FFFFFF,t_70)
查询当前寄存器值:

(gdb) x /1wx 0x3FF44004 0x3ff44004: 0x00000000 #返回0x00000000

设置GPIO2对应的寄存器标志位为1,点亮LED:

(gdb) set {unsigned int}0x3FF44004=0x00000004

==遗留问题:== 只有写入0x00000004(对应IO2)才能正常点亮,IO0、IO4直接写GPIO_OUT_REG(GPIO 0-31 output register: 0x3FF44004 ),无法实现灯的操作.怀疑受到其他寄存器钳制.




***

### 附2: openOCD与xtensa-esp32-elf-gdb关系？


==无论先使用命令行还是eclipse调试,都需要先打开openOCD,关系图如下:==

cd ~/esp/openocd-esp32 bin/openocd -s share/openocd/scripts -f interface/ftdi/esp32_devkitj_v1.cfg -f board/esp-wroom-32.cfg

```

  • OpenOCD:

    • 创建一个Server接收 gdb debugger 的连接请求

    • 通过JTAG适配器与ESP32 交互,控制设备运行状态

  • xtensa-esp32-elf-gdb debugger:

    • 作为一个client,连接OpenOCD

    • 与用户交互,接收用户的 debug 命令(s\n等指令),发送到OpenOCD

  • eclipse

    -图形化方式调用xtensa-esp32-elf-gdb debugger,包装命令行

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