在QEMU/aarch64上完成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

rt-thread

QEMU安装

首先安装必要依赖：

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

安装qemu:

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

编译

首先需要更新环境变量

source env.sh

进入apps目录进行编译

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

镜像制作

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

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

运行用户态应用

使用VSCode调试用户态应用

准备工作

下载源码（如上)

安装VSCode：安装VSCode并安装C/C++扩展插件

$ 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

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
环境变量配置为：

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:

sudo apt-get install scons
安装xmake:

sudo add-apt-repository ppa:xmake-io/xmake
sudo apt update
sudo apt install xmake
安装gdb-multiarch:

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

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：

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：

选择 RT-Thread Kernel 选项

使能Smart内核

在该目录下执行scons编译

将生成的内核镜像 rtthread.bin 和 rtthread.elf 更新到 userappsprebuiltqemu-virt64-aarch64 目录中。

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

首先在 userapps 目录下使用命令 code .，使用 VSCode 打开该目录。

在 userapps 目录下创建launch.json ，如下所示（需要更新实际的 gdb 路径）：

{
"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：

{
"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：

修改run.sh脚本，在脚本里添加-s -S

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。

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。

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

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。