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由于嵌入式設備資源受限，通常無法在其上安裝龐大的IDE調試程序，且許多嵌入式系統并無桌面環境。為了方便調試自開發程序，本文介紹利用VSCode與gdbserver進行嵌入式設備上程序的遠程調試方法。

?前言

嵌入式Linux系統，由于系統資源的匱乏，通常無法安裝本地編譯器進行本地開發，而需要在借助一臺主機進行交叉開發。一般情況下，在主機安裝相應的交叉編譯器，將在主機編輯好的程序交叉編譯后，通過一定方式如以太網或者串口將程序下載到目標系統運行，或者進行調試。一般的交叉開發流程如圖1所示。關于Windows上搭建交叉編譯環境，可以參考《不借助Linux系統，在Windows下如何搭建ZMC900E交叉編譯環境》。

圖1 嵌入式Linux交叉開發一般流程

由于系統資源限制，通常在ZMC600E/900E上無法安裝龐大的IDE來調試程序，同時ZMC600E/900E中默認不帶桌面。我們可以通過VSCode+ssh協議遠程到ZMC600E/900E來開發和運行程序，但通常只能在設備上通過gdb命令行程序進行調試。為了更加方便地調試程序，可以通過VSCode+gdbserver程序來實現遠程調試的目的。接下來將詳細介紹如何在Windows上實現遠程調試ZMC600E/900E。

?測試環境

1. 遠程設備：ZMC900E主站控制器2. 主機：Win103. IDE: VS Code4. 所需軟件環境：

cmake版本3.xx，推薦3.20及以上版本
mingw64（主要需要mingw32-make.exe）獲取最新版本
aarch64-linux-gnu(windows)交叉編譯鏈，包括：① 編譯器aarch64-linux-gnu-gcc.exe aarch64-linux-gnu-g++.exe等；② aarch64-linux-gnu.cmake 交叉編譯工具鏈配置文件；③ 調試器aarch64-linux-gnu-gdb.exe gdbserver(arm Linux程序)；④可以聯系我們技術支持獲取。

5. VSCode需要的插件：

C/C++
C/C++ Extension Pack
CMake
CMake Integration
CMake Tools
GDB Debug
Remote - SSH
Remote development

圖2 VSCode中需要的插件6. 環境變量：

將交叉編譯鏈解壓到D:/aarch64-linux-gnu（或其他容易找到的地方），將D:/aarch64-linux-gnu/bin 加入環境變量。
將CMake和mingw64也加入到環境變量。
重啟使其生效。

圖3 Windows環境變量配置

7. OpenSSL

對win10及更新版本的Windows系統，已默認包含在系統軟件中。舊版本Windows需要自行安裝。

?基本步驟

1. Windows下交叉編譯鏈的搭建，并嘗試編譯程序進行驗證；2. 在VSCode上搭建圖形化編譯環境；3. 搭建遠程gdbserver和本地gdb聯調。前兩步可以參考《不借助Linux系統，在Windows下如何搭建ZMC900E交叉編譯環境》。

?遠程GDB調試

遠程調試的基本邏輯是：

將程序、動態庫、gdbserver以及ENI文件上傳遠程ZMC900E設備上，同時在本地需要保留一份一樣的程序用于調試；
在遠程ZMC900E上啟動gdbserver，在本地程序啟動aarch64-linux-gnu-gdb.exe程序遠程連接到服務器。

1. 修改CMakeLists.txt為Debug模式打開CMakeLists.txt，輸入以下內容。

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(test)
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
add_definitions(-Wall -ggdb -O0 -pipe)
include_directories("../../include")link_directories("../../lib")
add_executable(testtest.c)
target_link_options(testPRIVATE -lpthread -lrt -ldl -lstdc++ -lm)target_link_libraries(testzecm)

其中新增了以下內容：

set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)配置編譯類型為debug模式；
add_definitions(-Wall -ggdb -O0 -pipe)增加編譯參數，-Wall開啟所有編譯警告與提示，指定調試器為gdb，并-O0關閉所有編譯優化。

注意：set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) add_definitions(-Wall -ggdb -O0 -pipe)這兩行為debug必需，且不能開-O優化，必須寫-O零，否則調試信息會不完整并錯亂，斷點或單步調試會錯位。2. 配置本地VSCode的gdb在側邊欄點Debug，打開下拉欄，點Add Configure，生成新的配置文件。或點擊“create a new launch.json file”。將以下配置復制進去并作相應修改，保存。

圖4 配置launch.json

圖5 配置launch.json 2在launch.json中寫入以下內容。

{// Use IntelliSense to learn about possible attributes.// Hover to view descriptions of existing attributes.// For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387"version":"0.2.0","configurations": [ { "name":"g++", "type":"cppdbg", "request":"launch", "program":"${workspaceFolder}/build/${fileBasenameNoExtension}", "args": [ "test.xml" ], "cwd":"${workspaceFolder}", "stopAtEntry":false, "externalConsole":false, "useExtendedRemote":true, "MIMode":"gdb", "targetArchitecture":"arm", "setupCommands": [ { "description":"Enable pretty-printing for gdb", "text":"-enable-pretty-printing", "ignoreFailures":true }, { "description":"set up remote debug program", "text":"set remote exec-file${fileBasenameNoExtension}", "ignoreFailures":false }, ], "miDebuggerPath":"D:/aarch64-linux/bin/aarch64-linux-gnu-gdb.exe", // "miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb-multiarch", "miDebuggerServerAddress":"192.168.1.136:2000" } ]}

這個文件很重要，遠程gdb調試的配置項大多都在這個文件中。下面會對文件中的每個需要配置的選項進行說明：2.1 "program": "${workspaceFolder}/build/${fileBasenameNoExtension}"，此選項要指向放在本地的要執行的程序。例如可以寫成${workspaceFolder}/build/hello。fileBasenameNoExtension的意思是，如果當前主界面打開hello.c源文件，則fileBasenameNoExtension == hello，將啟動同名程序調試，根據實際情況替換為實際程序名或保留。
2.2 "args": ["test.xml"]，傳給程序的命令行參數。注意調試EtherCAT的時候，命令行參數ENI文件名從此項配置傳入，但是ENI文件必須先上傳到ZMC900E，與gdbserver和調試程序放在同一路徑下。2.3

{"description":"set up remote debug program","text":"set remote exec-file${fileBasenameNoExtension}","ignoreFailures":false}

項設置配合gdbserver --multi COM使用，可以避免頻繁重啟gdbserver，${fileBasenameNoExtension}同樣根據實際情況替換為實際程序名或保留。2.4 "miDebuggerPath": "D:/aarch64-linux/bin/aarch64-linux-gnu-gdb.exe"，指向本地gdb，推薦使用絕對路徑，這里指向的是交叉編譯鏈里的gdb。2.5 "miDebuggerServerAddress": "192.168.1.136:2000" ，遠程gdbserver開啟時綁定的接口。3. 啟動ZMC900E上的遠程gdbserverssh遠程登錄到ZMC900E，把gdbserver傳到ZMC900E并放在和待執行程序同一路徑下，切換到工作路徑，運行。

# ZMC900E./gdbserver --multi 192.168.1.136:200

此處參數—multi（兩條杠）可以避免頻繁啟動gdbserver，使其開啟后可以反復遠程連接。192.168.1.136為與電腦連接的網口的IP地址，net1默認為192.168.1.136。端口號選擇一個不會和其他程序沖突的端口，例如2000。4. VSCode連接遠程gdbserver，開始調試在VSCode中，打開源代碼，在gdb調試頁中選擇剛剛配置的調試選項，按F5，等待其連接并運行。

圖6 啟動遠程調試可以看到程序成功運行且斷點有效，并且變量列表里也可以實時獲取變量的值，可進行單步調試，與本地程序調試無異。5. VSCode Debug調試界面介紹首先介紹工具欄。啟動調試后，會在代碼編輯界面上方浮動一個工具欄。該工具欄的功能從左到右為：繼續運行、按行/步驟運行、按步運行、運行直到當前調用棧退出、重新啟動程序和停止調試。