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Beim Embedded Debugging passiert es oft, dass man beim zeilenweisen Single-Stepping plötzlich in der Interrupt-Vektor-Tabelle landet. Ein weiteres Problem ist, dass einzelne Schritte manchmal Ewigkeiten dauern können. In diesem Blogbeitrag gehe ich auf beide Probleme ein, und zeige, welche Maßnahmen in einem Gdbserver diese Probleme verhindern können. Alles natürlich im Kontext von AVR MCUs.
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Das Debuggen von klassischen AVRs in der Arduino IDE 2 ist endlich Realität geworden! Es hat eine Weile gedauert, diese Funktion zu implementieren, aber jetzt ist es nur noch ein Kinderspiel, das Debugging zu aktivieren und den Debugger zu benutzen.
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Das Bild in diesem Blogbeitrag basiert auf einer Vektorgrafik von captainvector bei 123RF.
Was hält die Leute davon ab, einen Debugger zu benutzen? Nun, meistens sind es die anfänglichen Kosten für die Einrichtung der Debugging-Umgebung und das Erlernen des Umgangs mit dem Debugging-Tool. Ich hoffe, dass die nächste Version meines Hardware-Debugging-Tools dw-link, mit dem man klassische ATtinys und ATmegaX8s debuggen kann, diese Belastung etwas verringert, vor allem, weil man die dazugehörige Hardware jetzt bei Tindie kaufen kann.
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Man will nur einen einzelnen Schritt in einem Programm ausführen, aber der Debugger springt zu einem völlig unbekannten Bereich des Programms. Dies war in der Tat meine erste Erfahrung, als ich den MPLAB-X-Debugger von Microchip auf dem Blink-Programm ausprobierte habe. Fehler oder Feature?
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Wie in einem früheren Blogbeitrag erwähnt, sind Hardware-Debugger die Königs-Klasse der eingebetteten Debugging-Werkzeuge. Bis heute gab es jedoch nur sehr wenige, relativ teure Tools für die debugWIRE-Schnittstelle, die von den klassischen ATtinys und einigen ATmega-MCUs verwendet wird.
Die gute Nachricht ist, dass man jetzt einen Arduino Uno, Nano oder Pro Mini in einen debugWIRE-Hardware-Debugger verwandeln kann, der mit avr-gdb, der AVR-Version des GNU-Projektdebuggers, kommunizieren kann.
Das Titelbild dieses Beitrags ist von Albert Guillaume – Gils Blas, 24 décembre 1895, Public Domain, Link
Wenn man ein Werkzeug für ein Protokoll entwickelt, das undokumentiert ist, ist es nicht verwunderlich, dass man auf überraschende Situationen stößt. Und genau das habe ich bei der Entwicklung des Hardware-Debuggers dw-link erlebt, der debugWIRE-MCUs mit dem GDB-Debugger verbindet. Obwohl ein wesentlicher Teil des debugWIRE-Protokolls rekonstruiert wurde, habe ich einige überraschende Phänomene beobachtet: MCUs mit gespaltener Persönlichkeit, Stuck-at-One-Bits in Programmzählern, halblegale Opcodes und mehr.
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Das vorgestellte Bild dieses Beitrags ist ein Comic aus xkcd.com.
Der obige xkcd-Comic mit dem Titel Debugger spielt auf das Problem an, dass man bei der Anwendung einer bestimmten Methode auf sich selbst möglicherweise nicht das bekommt, wonach man gefragt hat. Turings Halteproblem ist ein bekanntes Beispiel dafür: Man kann algorithmisch nicht entscheiden, ob ein Algorithmus auf einer gegebenen Eingabe terminiert. Haben wir dieses Problem auch bei Debuggern? Insbesondere habe ich mich gefragt, ob es sinnvoll ist, den Hardware-Debugger, den ich entwickle, mit sich selbst zu debuggen.
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Das Titelbild dieses Beitrags basiert auf einem Bild von TheDigitalArtist auf Pixabay.
Link-Zeit-Optimierung (LTO) ist eine sehr leistungsfähige Compiler-Optimierungstechnik. Wie ich feststellen musste, ist LTO nicht verträglich mit dem Debuggen objektorientierter Programme unter GCC, zumindest für AVR-MCUs. Ich bemerkte das im Zusammenhang mit dem Debuggen eines Arduino-Programms und es dauerte eine ganze Weile, bis feststellte, dass LTO hier der Schuldige ist.
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Das Titelbild ist von Hebi B. auf Pixabay
Dieser Blogbeitrag zeigt, wie man in 7 einfachen Schritten zu einer funktionierenden Debugging-Lösung mit einem gdb-Stub für einige 8-Bit-AVR-MCUs gelangt. Die einzige zusätzliche Hardware, die man benötigt, ist ein ISP-Programmiergerät, um einen neuen Bootloader zu brennen (wenn man mit einem sehr langsam laufenden Programm zufrieden ist, braucht man nicht einmal das).
Titelbild: OpenClipart-Vectors auf Pixabay.
Man muss dem Titel (zitiert aus einem Tweet von Filipe Fortes) hinzufügen, dass der Detektiv an einem Gedächtnisverlust leidet. Andernfalls könnte der Fall leicht gelöst werden. Ähnlich beim Debugging: Wenn ich nur wüsste, welche fiesen Dinge ich im Quellcode versteckt habe, könnte ich sie einfach entfernen – aber ich weiß es einfach nicht. In diesem Blogbeitrag werden wir einen Blick darauf werfen, welche Art von Werkzeugen man verwenden kann, um die im Keller versteckten Leichen zu finden (speziell für eingebettete Systeme).
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