[04]ESP32-代码调试-几种调试方法总结

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工欲善其事，必先利其器。

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一. JTAG
二. 日志系统
三. Core Dump

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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：

• Eclipse调试环境搭建
• JTAG 调试
• 调试范例

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

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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

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二、日志系统

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三、Core Dump

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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
  
  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。

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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

• openOCD是硬件层次的调试，gdb是源码层次的调试。
• 在gdb中可以使用monitor发送openOCD的命令，例如monitor reset;halt

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