esp-idf/docs/zh_CN/api-guides/tools/idf-monitor.rst

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*******************
IDF 监视器
*******************
:link_to_translation:`en:[English]`
IDF 监视器是一个串行终端程序用于收发目标设备串口的串行数据IDF 监视器同时还兼具 IDF 的其他特性。
在 IDF 中调用以下目标函数可以启用此监视器:
- **若使用 CMake 编译系统,则请调用**``idf.py monitor``
- **若使用传统 GNU Make 编译系统,请调用**``make monitor``
操作快捷键
==================
为了方便与 IDF 监视器进行交互,请使用表中给出的快捷键。
.. list-table::
:header-rows: 1
:widths: 15 25 55
* - 快捷键
- 操作
- 描述
* - Ctrl+]
- 退出监视器程序
-
* - Ctrl+T
- 菜单退出键
- 按下如下给出的任意键之一,并按指示操作。
* - * Ctrl+T
- 将菜单字符发送至远程
-
* - * Ctrl+]
- 将 exit 字符发送至远程
-
* - * Ctrl+P
- 重置目标设备,进入 Bootloader通过 RTS 线暂停应用程序
- 重置目标设备,通过 RTS 线(如已连接)进入 Bootloader此时开发板不运行任何程序。等待其他设备启动时可以使用此操作。
* - * Ctrl+R
- 通过 RTS 线重置目标设备
- 重置设备,并通过 RTS 线(如已连接)重新启动应用程序。
* - * Ctrl+F
- 编译并烧录此项目
- 暂停 idf_monitor运行 ``flash`` 目标,然后恢复 idf_monitor。任何改动的源文件都会被重新编译然后重新烧录。如果 idf_monitor 是以参数 ``-E`` 启动的,则会运行目标 ``encrypted-flash``
* - * Ctrl+A (或者 A)
- 仅编译及烧录应用程序
- 暂停 idf_monitor运行 ``app-flash`` 目标,然后恢复 idf_monitor。 这与 ``flash`` 类似,但只有主应用程序被编译并被重新烧录。如果 idf_monitor 是以参数 ``-E`` 启动的,则会运行目标 ``encrypted-flash``
* - * Ctrl+Y
- 停止/恢复在屏幕上打印日志输出
- 激活时,会丢弃所有传入的串行数据。允许在不退出监视器的情况下快速暂停和检查日志输出。
* - * Ctrl+L
- 停止/恢复向文件写入日志输出
- 在工程目录下创建一个文件,用于写入日志输出。可使用快捷键停止/恢复该功能(退出 IDF 监视器也会终止该功能)
* - * Ctrl+I (或者 I)
- 停止/恢复打印时间标记
- IDF 监视器可以在每一行的开头打印一个时间标记。时间标记的格式可以通过 ``--timestamp-format`` 命令行参数来改变。
* - * Ctrl+H (或者 H)
- 显示所有快捷键
-
* - * Ctrl+X (或者 X)
- 退出监视器程序
-
* - Ctrl+C
- 中断正在运行的应用程序
- 暂停 IDF 监视器并运行 GDB_ 项目调试器,从而在运行时调试应用程序。这需要启 :ref:CONFIG_ESP_SYSTEM_GDBSTUB_RUNTIME 选项。
除了 ``Ctrl-]````Ctrl-T``,其他快捷键信号会通过串口发送到目标设备。
兼具 IDF 特性
=====================
自动解码地址
~~~~~~~~~~~~~~~~
ESP-IDF 输出形式为 ``0x4_______`` 的十六进制代码地址后IDF 监视器将使用 addr2line_ 查找该地址在源代码中的位置和对应的函数名。
.. highlight:: none
.. only:: CONFIG_IDF_TARGET_ARCH_XTENSA
ESP-IDF 应用程序发生 crash 和 panic 事件时,将产生如下的寄存器转储和回溯::
Guru Meditation Error of type StoreProhibited occurred on core 0. Exception was unhandled.
Register dump:
PC : 0x400f360d PS : 0x00060330 A0 : 0x800dbf56 A1 : 0x3ffb7e00
A2 : 0x3ffb136c A3 : 0x00000005 A4 : 0x00000000 A5 : 0x00000000
A6 : 0x00000000 A7 : 0x00000080 A8 : 0x00000000 A9 : 0x3ffb7dd0
A10 : 0x00000003 A11 : 0x00060f23 A12 : 0x00060f20 A13 : 0x3ffba6d0
A14 : 0x00000047 A15 : 0x0000000f SAR : 0x00000019 EXCCAUSE: 0x0000001d
EXCVADDR: 0x00000000 LBEG : 0x4000c46c LEND : 0x4000c477 LCOUNT : 0x00000000
Backtrace: 0x400f360d:0x3ffb7e00 0x400dbf56:0x3ffb7e20 0x400dbf5e:0x3ffb7e40 0x400dbf82:0x3ffb7e60 0x400d071d:0x3ffb7e90
IDF 监视器为寄存器转储补充如下信息::
Guru Meditation Error of type StoreProhibited occurred on core 0. Exception was unhandled.
Register dump:
PC : 0x400f360d PS : 0x00060330 A0 : 0x800dbf56 A1 : 0x3ffb7e00
0x400f360d: do_something_to_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:57
(inlined by) inner_dont_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:52
A2 : 0x3ffb136c A3 : 0x00000005 A4 : 0x00000000 A5 : 0x00000000
A6 : 0x00000000 A7 : 0x00000080 A8 : 0x00000000 A9 : 0x3ffb7dd0
A10 : 0x00000003 A11 : 0x00060f23 A12 : 0x00060f20 A13 : 0x3ffba6d0
A14 : 0x00000047 A15 : 0x0000000f SAR : 0x00000019 EXCCAUSE: 0x0000001d
EXCVADDR: 0x00000000 LBEG : 0x4000c46c LEND : 0x4000c477 LCOUNT : 0x00000000
Backtrace: 0x400f360d:0x3ffb7e00 0x400dbf56:0x3ffb7e20 0x400dbf5e:0x3ffb7e40 0x400dbf82:0x3ffb7e60 0x400d071d:0x3ffb7e90
0x400f360d: do_something_to_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:57
(inlined by) inner_dont_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:52
0x400dbf56: still_dont_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:47
0x400dbf5e: dont_crash at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:42
0x400dbf82: app_main at /home/gus/esp/32/idf/examples/get-started/hello_world/main/./hello_world_main.c:33
0x400d071d: main_task at /home/gus/esp/32/idf/components/{IDF_TARGET_PATH_NAME}/./cpu_start.c:254
.. only:: CONFIG_IDF_TARGET_ARCH_RISCV
ESP-IDF 应用程序发生 crash 和 panic 事件时,将产生如下的寄存器转储和回溯::
abort() was called at PC 0x42067cd5 on core 0
Stack dump detected
Core 0 register dump:
MEPC : 0x40386488 RA : 0x40386b02 SP : 0x3fc9a350 GP : 0x3fc923c0
TP : 0xa5a5a5a5 T0 : 0x37363534 T1 : 0x7271706f T2 : 0x33323130
S0/FP : 0x00000004 S1 : 0x3fc9a3b4 A0 : 0x3fc9a37c A1 : 0x3fc9a3b2
A2 : 0x00000000 A3 : 0x3fc9a3a9 A4 : 0x00000001 A5 : 0x3fc99000
A6 : 0x7a797877 A7 : 0x76757473 S2 : 0xa5a5a5a5 S3 : 0xa5a5a5a5
S4 : 0xa5a5a5a5 S5 : 0xa5a5a5a5 S6 : 0xa5a5a5a5 S7 : 0xa5a5a5a5
S8 : 0xa5a5a5a5 S9 : 0xa5a5a5a5 S10 : 0xa5a5a5a5 S11 : 0xa5a5a5a5
T3 : 0x6e6d6c6b T4 : 0x6a696867 T5 : 0x66656463 T6 : 0x62613938
MSTATUS : 0x00001881 MTVEC : 0x40380001 MCAUSE : 0x00000007 MTVAL : 0x00000000
MHARTID : 0x00000000
Stack memory:
3fc9a350: 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a5 0x3fc9a3b0 0x403906cc 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a50
3fc9a370: 0x3fc9a3b4 0x3fc9423c 0x3fc9a3b0 0x726f6261 0x20292874 0x20736177 0x6c6c61635
3fc9a390: 0x43502074 0x34783020 0x37363032 0x20356463 0x63206e6f 0x2065726f 0x000000300
3fc9a3b0: 0x00000030 0x36303234 0x35646337 0x3c093700 0x0000002a 0xa5a5a5a5 0x3c0937f48
3fc9a3d0: 0x00000001 0x3c0917f8 0x3c0937d4 0x0000002a 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a5e
3fc9a3f0: 0x0001f24c 0x000006c8 0x00000000 0x0001c200 0xffffffff 0xffffffff 0x000000200
3fc9a410: 0x00001000 0x00000002 0x3c093818 0x3fccb470 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a5 0xa5a5a5a56
.....
通过分析堆栈转储 IDF 监视器为寄存器转储补充如下信息::
abort() was called at PC 0x42067cd5 on core 0
0x42067cd5: __assert_func at /builds/idf/crosstool-NG/.build/riscv32-esp-elf/src/newlib/newlib/libc/stdlib/assert.c:62 (discriminator 8)
Stack dump detected
Core 0 register dump:
MEPC : 0x40386488 RA : 0x40386b02 SP : 0x3fc9a350 GP : 0x3fc923c0
0x40386488: panic_abort at /home/marius/esp-idf_2/components/esp_system/panic.c:367
0x40386b02: rtos_int_enter at /home/marius/esp-idf_2/components/freertos/port/riscv/portasm.S:35
TP : 0xa5a5a5a5 T0 : 0x37363534 T1 : 0x7271706f T2 : 0x33323130
S0/FP : 0x00000004 S1 : 0x3fc9a3b4 A0 : 0x3fc9a37c A1 : 0x3fc9a3b2
A2 : 0x00000000 A3 : 0x3fc9a3a9 A4 : 0x00000001 A5 : 0x3fc99000
A6 : 0x7a797877 A7 : 0x76757473 S2 : 0xa5a5a5a5 S3 : 0xa5a5a5a5
S4 : 0xa5a5a5a5 S5 : 0xa5a5a5a5 S6 : 0xa5a5a5a5 S7 : 0xa5a5a5a5
S8 : 0xa5a5a5a5 S9 : 0xa5a5a5a5 S10 : 0xa5a5a5a5 S11 : 0xa5a5a5a5
T3 : 0x6e6d6c6b T4 : 0x6a696867 T5 : 0x66656463 T6 : 0x62613938
MSTATUS : 0x00001881 MTVEC : 0x40380001 MCAUSE : 0x00000007 MTVAL : 0x00000000
MHARTID : 0x00000000
Backtrace:
panic_abort (details=details@entry=0x3fc9a37c "abort() was called at PC 0x42067cd5 on core 0") at /home/marius/esp-idf_2/components/esp_system/panic.c:367
367 *((int *) 0) = 0; // NOLINT(clang-analyzer-core.NullDereference) should be an invalid operation on targets
#0 panic_abort (details=details@entry=0x3fc9a37c "abort() was called at PC 0x42067cd5 on core 0") at /home/marius/esp-idf_2/components/esp_system/panic.c:367
#1 0x40386b02 in esp_system_abort (details=details@entry=0x3fc9a37c "abort() was called at PC 0x42067cd5 on core 0") at /home/marius/esp-idf_2/components/esp_system/system_api.c:108
#2 0x403906cc in abort () at /home/marius/esp-idf_2/components/newlib/abort.c:46
#3 0x42067cd8 in __assert_func (file=file@entry=0x3c0937f4 "", line=line@entry=42, func=func@entry=0x3c0937d4 <__func__.8540> "", failedexpr=failedexpr@entry=0x3c0917f8 "") at /builds/idf/crosstool-NG/.build/riscv32-esp-elf/src/newlib/newlib/libc/stdlib/assert.c:62
#4 0x4200729e in app_main () at ../main/iperf_example_main.c:42
#5 0x42086cd6 in main_task (args=<optimized out>) at /home/marius/esp-idf_2/components/freertos/port/port_common.c:133
#6 0x40389f3a in vPortEnterCritical () at /home/marius/esp-idf_2/components/freertos/port/riscv/port.c:129
IDF 监视器在后台运行以下命令,解码各地址::
{IDF_TARGET_TOOLCHAIN_PREFIX}-addr2line -pfiaC -e build/PROJECT.elf ADDRESS
.. note::
将环境变量 ``ESP_MONITOR_DECODE`` 设置为 ``0`` 或者调用 idf_monitor.py 的特定命令行选项:``idf_monitor.py --disable-address-decoding`` 来禁止地址解码。
配置 GDBStub 以启用 GDB
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
默认情况下,如果 ESP-IDF 应用程序发生 crash 事件panic 处理器将在串口上打印相关寄存器和堆栈转储(类似上述情况),然后重置开发板。
此外,可以配置应用程序在后台运行 GDBStub 并处理运行中的应用程序突然中断事件 (Ctrl+C)。
或者选择配置 panic 处理器以运行 GDBStubGDBStub 工具可以与 GDB_ 项目调试器进行通信允许读取内存、检查调用堆栈帧和变量等。GDBStub 虽然没有 JTAG 通用,但不需要使用特殊硬件。
如需在发生 panic 事件时启用 GDBStub请运行 ``idf.py menuconfig`` 打开项目配置菜单,并将 :ref:`CONFIG_ESP_SYSTEM_PANIC` 选项设置为 ``GDBStub on panic``,或者将 :ref:`CONFIG_ESP_SYSTEM_PANIC` 设置为 ``GDBStub on runtime``
在这种情况下,如果 panic 处理器被触发或应用程序突然中断 (Ctrl+C),只要 IDF 监视器监控到 GDBStub 已经加载panic 处理器就会自动暂停串行监控并使用必要的参数运行 GDB。GDB 退出后,通过 RTS 串口线复位开发板。如果未连接 RTS 串口线,请按复位键,手动复位开发板。
IDF 监控器在后台运行如下命令::
{IDF_TARGET_TOOLCHAIN_PREFIX}-gdb -ex "set serial baud BAUD" -ex "target remote PORT" -ex interrupt build/PROJECT.elf :idf_target:`Hello NAME chip`
输出筛选
~~~~~~~~~~~~~~~~
可以调用 ``idf.py monitor --print-filter="xyz"`` 启动 IDF 监视器,其中,``--print-filter`` 是输出筛选的参数。参数默认值为空字符串,可打印任何内容。
若需对打印内容设置限制,可指定 ``<tag>:<log_level>`` 等选项,其中 ``<tag>`` 是标签字符串,``<log_level>````{N, E, W, I, D, V, *}`` 集合中的一个字母,指的是 :doc:`日志 <../../api-reference/system/log>` 级别。
例如,``PRINT_FILTER="tag1:W"`` 只匹配并打印 ``ESP_LOGW("tag1", ...)`` 所写的输出,或者写在较低日志详细度级别的输出,即 ``ESP_LOGE("tag1", ...)``。请勿指定 ``<log_level>`` 或使用详细级别默认值 ``*``
.. note::
编译时,可以使用主日志在 :doc:`日志库 <../../api-reference/system/log>` 中禁用不需要的输出。也可以使用 IDF 监视器筛选输出来调整筛选设置,且无需重新编译应用程序。
应用程序标签不能包含空格、星号 ``*``、冒号 ``:``,以便兼容输出筛选功能。
如果应用程序输出的最后一行后面没有回车,可能会影响输出筛选功能,即,监视器开始打印该行,但后来发现该行不应该被写入。这是一个已知问题,可以通过添加回车来避免此问题(特别是在没有输出紧跟其后的情况下)。
筛选规则示例
~~~~~~~~~~~~~~~~
- ``*`` 可用于匹配任何类型标签。但 ``PRINT_FILTER="*:I tag1:E"`` 打印关于 ``tag1`` 的输出时会报错,这是因为 ``tag1`` 规则比 ``*`` 规则的优先级高。
- 默认规则(空)等价于 ``*:V``,因为在详细级别或更低级别匹配任意标签即意味匹配所有内容。
- ``"*:N"`` 不仅抑制了日志功能的输出,也抑制了 ``printf`` 的打印输出。为了避免这一问题,请使用 ``*:E`` 或更高的冗余级别。
- 规则 ``"tag1:V"````"tag1:v"````"tag1:"````"tag1:*"````"tag1"`` 等同。
- 规则 ``"tag1:W tag1:E"`` 等同于 ``"tag1:E"``,这是因为后续出现的具有相同名称的标签会覆盖掉前一个标签。
- 规则 ``"tag1:I tag2:W"`` 仅在 Info 详细度级别或更低级别打印 ``tag1``,在 Warning 详细度级别或更低级别打印 ``tag2``
- 规则 ``"tag1:I tag2:W tag3:N"`` 在本质上等同于上一规则,这是因为 ``tag3:N`` 指定 ``tag3`` 不打印。
- ``tag3:N`` 在规则 ``"tag1:I tag2:W tag3:N *:V"`` 中更有意义,这是因为如果没有 ``tag3:N````tag3`` 信息就可能打印出来了;``tag1````tag2`` 错误信息会打印在指定的详细度级别(或更低级别),并默认打印所有内容。
高级筛选规则示例
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
如下日志是在没有设置任何筛选选项的情况下获得的::
load:0x40078000,len:13564
entry 0x40078d4c
E (31) esp_image: image at 0x30000 has invalid magic byte
W (31) esp_image: image at 0x30000 has invalid SPI mode 255
E (39) boot: Factory app partition is not bootable
I (568) cpu_start: Pro cpu up.
I (569) heap_init: Initializing. RAM available for dynamic allocation:
I (603) cpu_start: Pro cpu start user code
D (309) light_driver: [light_init, 74]:status: 1, mode: 2
D (318) vfs: esp_vfs_register_fd_range is successful for range <54; 64) and VFS ID 1
I (328) wifi: wifi driver task: 3ffdbf84, prio:23, stack:4096, core=0
``PRINT_FILTER="wifi esp_image:E light_driver:I"`` 筛选选项捕获的输出如下所示::
E (31) esp_image: image at 0x30000 has invalid magic byte
I (328) wifi: wifi driver task: 3ffdbf84, prio:23, stack:4096, core=0
``PRINT_FILTER="light_driver:D esp_image:N boot:N cpu_start:N vfs:N wifi:N *:V"`` 选项的输出如下::
load:0x40078000,len:13564
entry 0x40078d4c
I (569) heap_init: Initializing. RAM available for dynamic allocation:
D (309) light_driver: [light_init, 74]:status: 1, mode: 2
IDF 监视器已知问题
=============================
Windows 环境下已知问题
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
- 由于 Windows 控制台限制,有些箭头键及其他一些特殊键无法在 GDB 中使用。
- 偶然情况下,``idf.py````make`` 退出时,可能会在 IDF 监视器恢复之前暂停 30 秒。
- GDB 运行时,可能会暂停一段时间,然后才开始与 GDBStub 进行通信。
.. _addr2line: https://sourceware.org/binutils/docs/binutils/addr2line.html
.. _gdb: https://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/
.. _pySerial: https://github.com/pyserial/pyserial
.. _miniterm: https://pyserial.readthedocs.org/en/latest/tools.html#module-serial.tools.miniterm