vscode图形化远程调试嵌入式linux开发板程序

概要

嵌入式开发往往采用交叉编译，在自己主机编译好开发板所需的程序，然后上传到开发板进行执行观察效果，在开发阶段往往会采用加日志打印的方式进行调试执行，有些场景往往没有debug调试来的直接，在嵌入式设备上虽然可以使用gdb来调试程序，但开发板资源（CPU、内存）通常有限，直接运行 gdb 可能影响调试效率，调试时开发板还要复制源代码才能做到代码定位，往往比较麻烦。

以下讲解主机vscode图形界面 + 交叉编译工具链的gdb + 开发板 gdbserver 的远程调试方式。

1. 开发板是sipeed公司的Maix-II-Dock(M2dock) M2dock
2. 开发的示例程序为libmaix，这个是我从官方fork的项目，基于官方的项目在examples/camera示例目录下开发的视频监控项目作为远程调试的演示
3. 主机使用的是windows下wsl子系统对开发板程序进行编译和远程调试
4. 开发工具使用vscode远程连接到wsl子系统
5. windows下安装usbipd工具，可以将开发板连接到windows系统产生的usb连接映射到wsl子系统中方便使用adb和开发板交互

整体架构流程

1. 下载windows下安装usbipd工具，将开发板接入电脑usb口，先usbipd查看开版本对应的BUSID，我这里是1-4然后执行usbipd attach -a -w -b=1-4命令将usb口抓取到wsl子系统使用，执行完毕后在子系统中可以执行adb devices查看是否有显示相应的设备，后续可以直接使用adb push将程序推送到开发板，以及后续可以直接adb shell进入开发板的shell来操作开发板，如果自己的wsl子系统没有adb命令先用apt安装adb
   

2. 示例代码编译完成后会在dist目录下生成相关可执行程序、库、启动程序的脚本，正常情况下我们直接将dist目录下的所有程序都推送到开发板中，直接在开发板中执行./start_app.sh脚本程序就能正常运行了，但是正常编译的程序并不带有调试信息。
   

3. 修改examples/camera目录下的CMakeLists.txt文件，增加带有调试信息的编译选择add_compile_options(-g -O0)，然后再重新编译程序，把编译得到的带调试信息的程序通过adb push推送到开发板
   

4. 使用交叉编译工具链编译能在开发板上运行的gdbserver
   安装必要依赖（编译 gdb 所需的基础工具）：
   sudo apt update && sudo apt install -y wget tar bzip2 build-essential libgmp-dev libmpfr-dev libmpc-dev zlib1g-dev libexpat1-dev texinfo

   下载 gdb 源码
   wget http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-10.2.tar.xz
   tar -xf gdb-10.2.tar.xz
   cd gdb-10.2/

   确保交叉编译工具链已正确设置，并且路径已添加到系统 PATH 中。
   export PATH=/opt/toolchain-sunxi-musl/toolchain/bin:$PATH
   设置 STAGING_DIR 环境变量，OpenWrt 工具链通常需要这个变量：
   export STAGING_DIR=/opt/toolchain-sunxi-musl

   手动指定头文件和库路径在编译时显式指定工具链的 include 和 lib 路径：
   ./configure
   –host=arm-openwrt-linux-muslgnueabi
   –prefix=$PWD/install
   –disable-werror
   CFLAGS=“-I/opt/toolchain-sunxi-musl/toolchain/arm-openwrt-linux-muslgnueabi/include”
   LDFLAGS=“-L/opt/toolchain-sunxi-musl/toolchain/arm-openwrt-linux-muslgnueabi/lib”
   CC=arm-openwrt-linux-muslgnueabi-gcc
   CXX=arm-openwrt-linux-muslgnueabi-g++

   编译
   make -j$(nproc)

   进入 gdbserver 目录
   cd gdbserver
   由于编译gdbserver需要依赖编译gdb生成的文件所以前面先编译gdb是必须的

   配置 gdbserver
   使用与 GDB 相同的工具链配置，显式指定头文件和库路径：
   ./configure
   –host=arm-openwrt-linux-muslgnueabi
   –prefix=$PWD/install
   CFLAGS=“-I/opt/toolchain-sunxi-musl/toolchain/arm-openwrt-linux-muslgnueabi/include”
   LDFLAGS=“-L/opt/toolchain-sunxi-musl/toolchain/arm-openwrt-linux-muslgnueabi/lib”
   CC=arm-openwrt-linux-muslgnueabi-gcc
   CXX=arm-openwrt-linux-muslgnueabi-g++

   编译 gdbserver
   make -j$(nproc)

   检查生成的 gdbserver
   file gdbserver
   正常输出应类似：
   gdbserver: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-musl-arm.so.1, not stripped

   使用adb push命令将gdbserver推送到和要调试的程序在相同目录下
   adb push gdbserver /root/maix_dist/

   该交叉编译工具链编译所得的gdbserver我已经上传到github上了，如有需要可以自取

5. 开发板使用gdbserver启动要调试的程序
   
   启动debug_app.sh脚本观察到以下打印说明启动正常
   

6. vscode配置launch.json来进行远程调试
   

7. 启动时可能会存在报错，这是因为wsl缺少libtinfo.so.5库
   

8. 创建libtinfo.so.5软链接到libtinfo.so.6，我wsl本机内有libtinfo.so.6，如果没有可使apt进行安装
   sudo ln -s /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.6 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtinfo.so.5
   

9. 再次启动调试，程序正常被调试
   

小结

以上就是vscode图形化远程调试嵌入式linux开发板程序的整个过程，如有问题欢迎沟通交流