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在QEMU/aarch64上完成smart用户态应用的运行并使用VSCode进行调试(基于xmake)

发布于 2023-09-15 19:20:03 浏览：992 订阅该版

[tocm]

# 在QEMU/aarch64上完成smart和smart用户态应用的运行，并使用VSCode进行调试
环境:Ubuntu20.04
## xmake安装

```
sudo add-apt-repository ppa:xmake-io/xmake
sudo apt update
sudo apt install xmake
```

## 下载源码

- 用户态应用程序

```
git clone https://github.com/RT-Thread/userapps.git
```

- rt-thread

```
git clone https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git
```

## QEMU安装

首先安装必要依赖：

```bash
sudo apt-get install -y libglib2.0-dev libpixman-1-dev
```

安装qemu:

```bash
sudo dpkg -i ./tools/qemu/qemu_7.1.0-2022111713_amd64.deb
```

## 编译

首先需要更新环境变量

```bash
source env.sh
```

进入apps目录进行编译

```bash
cd apps/

// notes：这里注意如果是linux平台下需要先安装解压缩工具，下面为7zip的下载方式
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update
sudo apt install p7zip-full p7zip-rar

xmake f -a aarch64	//选择目标平台为aarch64

xmake -j8
```

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/fa62f39520926948c0a3b59d46d11fcb.png.webp)

## 镜像制作

运行`xmake smart-rootfs`制作rootfs，运行`xmake smart-image`制作镜像

```bash
xmake smart-rootfsxmake smart-image -o ../prebuilt/qemu-virt64-aarch64/ext4.img # 将镜像输出至 qemu-virt64-aarch64 目录
```

## 运行qemu

进入`userapp/prebuilt/qemu-virt64-aarch64`，运行run.sh脚本启动qemu

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/145cbc61df19171918488478d46440d9.png.webp)
## 运行用户态应用

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/45c36898c8264fc223ae1ac8652a1308.png.webp)

## 使用VSCode调试用户态应用

### 准备工作

1. 下载源码（如上)

2. 安装VSCode：安装VSCode并安装C/C++扩展插件

```bash
   $ sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-desktop/ubuntu-make
   $ sudo apt-get update
   $ sudo apt-get install ubuntu-make
   $ umake ide visual-studio-code
   
   # 提示输入 a 即可
   ```

3. 安装内核编译工具

编译内核的时候需要用到 aarch64-linux-musleabi- 工具链，可以在 https://github.com/RT-Thread/toolchains-ci/releases 中下载

环境变量配置为：

```bash
export RTT_CC="gcc"
export RTT_EXEC_PATH="/opt/aarch64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin"
export RTT_CC_PREFIX="aarch64-linux-musleabi-"
export PATH="$RTT_EXEC_PATH:$PATH"
```

安装scons:

```bash
sudo apt-get install scons
```

安装xmake:

```bash
sudo add-apt-repository ppa:xmake-io/xmake
sudo apt update
sudo apt install xmake
```

安装gdb-multiarch:

```bash
sudo apt-get install gdb-multiarch
```

### 编译userapps与内核

在 userapps 中，编译 app：

用户态的应用用xmake编默认没有调试符号

```bash
cd apps
xmake f -m debug -a aarch64 # 配置为 aarch64 平台,并指定debug模式,就有调试信息了
xmake -j8
```

制作镜像：

```bash
xmake smart-rootfs
xmake smart-image -o ../prebuilt/qemu-virt64-aarch64/ext4.img # 将镜像输出至 qemu-virt64-aarch64 目录
```

基于 rt-thread 仓库的  qemu-virt64-aarch64 构建内核镜像：

1. 选择 RT-Thread Kernel 选项

2. 使能Smart内核

3. 在该目录下执行scons编译

4. 将生成的内核镜像 rtthread.bin 和 rtthread.elf 更新到 userapps\prebuilt\qemu-virt64-aarch64 目录中。

5. 使用命令 `./run.sh`，测试 qemu 正常运行后，使用 ctrl a,x 结束运行。

## VSCode配置

要想使用VSCode配置用户态应用，需要先在工程路径下添加调试配置

1. 首先在 `\userapps` 目录下使用命令 `code .`，使用 VSCode 打开该目录。
2. 在 `\userapps` 目录下创建launch.json ，如下所示（需要更新实际的 gdb 路径）：

```json
{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
      {
        "name": "Debug smart @ Linux",
        "type": "cppdbg",
        "request": "launch",
        "args": [],
        "stopAtEntry": true,
        "externalConsole": true,
        "cwd": "${workspaceRoot}",
        "program": "${workspaceRoot}/apps/build/rootfs/bin/smart-fetch",
        "serverLaunchTimeout": 2000,
        "miDebuggerPath":"/usr/bin/gdb-multiarch",
        "miDebuggerServerAddress": ":1234",
        "setupCommands": [
          {
            "text": "cd ${workspaceRoot}"
          },
          {
            "text": "file ${workspaceRoot}/apps/build/rootfs/bin/smart-fetch"
          },
          {
            "text": "break main"
          }
        ],
        "customLaunchSetupCommands": [],
        "launchCompleteCommand": "exec-run"
      },
    ]
  }

```

launch.json 配置文件中的 `smart-fetch`，改为自己要调试的应用。

如果上述配置 launch.json 的文件无法进行调试，那就使用以下配置：

```json
{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "aarch64-debug",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb-multiarch",
            "program": "${workspaceFolder}/rtthread.elf",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                },
                {
                    "text": "target remote localhost:1234"
                },
                {
                    "text": "restore ${workspaceFolder}/rtthread.elf"
                }
            ],
            "launchCompleteCommand": "None",
            "cwd": "${workspaceFolder}"
        }
    ]
}

```

launch.json 配置文件中的 `rtthread.elf`，改为自己要调试的应用。

## 调试用户态应用

这部分开始正式调试用户态应用，具体步骤如下：

1. 修改run.sh脚本，在脚本里添加-s -S
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/7a268dd6600845f0230bc354c0a61ee4.png.webp)
2. 在 VSCode 终端输入 `./run.sh`，如果调试的是内核，可以看到启动过程被挂起，等待调试前端来连接。
3. 在 VSCode 中按下 F5 开始调试内核，可以看到应用的源码文件被打开，运行的代码将停在断点处。
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/c0c717c296dd625505dbf4539831ef3a.png.webp)
4. 如果调试的是用户态应用，我们以smart_fetch为例，在VSCode终端输入`./run.sh`，并按下F5开始调试，选择要运行的用户态应用，运行的代码将停在断点处
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/0a6a83fa33ce2a2bd3e3e610736676a7.png.webp)
5. 后续就可以单步调试用户态应用了。单步运行后，应用代码执行的打印将显示在终端上。
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230915/8c3d6bb96776050668ba0d0e5d7d2306.png.webp)