MDK下99%用户都不知道的万能printf方法

 

本篇将介绍MDK下99%用户都不知道的万能printf方法。      

一、说在前面的话

你听说过J-Link的RTT么？官方的宣传是这样的：

简单来说，只要拥有了J-Link，你就可以享受以下的便利：

无需占用USART或者USB转串口工具，将printf重定位到一个由J-LINK提供的虚拟串口上；

支持任何J-LINK声称支持的芯片

高速通信，不影响芯片的实时响应

它的缺点也是明显的：

你必须拥有一个J-Link，如果你使用的是 CMSIS-DAP或者ST-Link之类的第三方调试工具，就无法享受这一福利；

你必须在工程中手动插入一段代码

曾几何时，J-Link的这一福利让多少非J-Link用户羡慕嫉妒恨，看看手中的ST-Link、ULINKpro和各类廉价的CMSIS-DAP板载调试器——“隔壁邻居的小孩都馋哭了”

 

如果我告诉你，其实MDK中内置了一种非常简单廉价的方式，可以让你实现类似的功能，并具有以下特点：

支持所有的调试仿真器，哪怕自己手搓的CMSIS-DAP都行

MDK原生功能，连CMSIS-Pack都不用安装

点几下鼠标就可以通过RTE完成部署

除了简单的初始化函数外，无需手动插入代码

可以将你的printf输出直接打印在MDK的Debug (printf) View窗口中

你是否心动了呢？

 

二、部署从未如此简单

2.1RTE配置

依次通过菜单 Project->Manage->Run-Time Environment 打开RTE配置窗口：

找到并展开Compiler选项卡，勾选Event Recorder，并确保Variant下拉列表选中的是默认的DAP。

展开 Compiler 下的 I/O ，勾选STDOUT，并在 Variant 下拉列表中选择 EVR——这里 EVR 是 Event Recorder 的缩写。单击确定后，我们会在工程管理器中看到以下的内容：

至此，所需的工具都已经成功地加入到工程中了。

虽然这里EventRecorderConf.h 是一个可以编辑的状态，但实践中，我们基本不用去碰他——使用默认配置即可。

2.2服务初始化

在包含 main() 函数的C代码文件中，按照如下的格式添加对头文件的包含：

 

#include 
#if defined(RTE_Compiler_EventRecorder)
#   include 
#endif

 

在 main() 函数中添加对EventRecorder服务的初始化：

 

void main(void)
{
    ...
#if defined(RTE_Compiler_EventRecorder) 
 && defined(RTE_Compiler_IO_STDOUT_EVR)
    EventRecorderInitialize(0, 1);
#endif
    ...
}

 

如果你从未使用过EventRecorder也不必惊慌，这段代码的主要作用是为printf专门开启一个数据通道。

理论上，到这里，我们就已经完成了部署，可以在进入调试模式后，通过MDK的 Debug (printf) View窗口来观察 printf 的输出结果了。比如，我们在 main() 函数中打印一个 "hello world ":

 

#include 

#include 
#if defined(RTE_Compiler_EventRecorder)
#   include 
#endif

void main(void)
{
    ...
#if defined(RTE_Compiler_EventRecorder) 
 && defined(RTE_Compiler_IO_STDOUT_EVR)
    EventRecorderInitialize(0, 1);
#endif
    ...

    printf("Hello World
");
    ...
}

 

编译，一切顺利的话，进入调试模式后通过菜单 View->Serial Windows->Debug (printf) View 打开窗口：

运行后，可以在 Debug (printf) View窗口中看到如下的结果：

 

三、常见问题

如果你的工程中从未提供过对 ".bss.noinit" 数据段的处理，那么很可能会发现通过上述方法实现的 printf 输出似乎不是很稳定——时有时无——处于一种薛定谔的状态。

这是由于 EventRecorder 有一段数据放置在了 “.bss.noinit” section中——以求芯片复位后不会破坏其中原有的内容。

如果你的工程没有专门针对 “.bss.noinit” 的处理，那么就会在进入调试模式后，从Command 窗口中看到类似如下的信息：

即：

 

Warning: Event Recorder not located in uninitialized memory!

 

如果遇到这种情况应该怎么办呢？

打开工程配置窗口“Options for Target”，切换到“Linker”选项卡：

首先，一定要确保你勾选了图中的“Use Memory Layout from Target Dialog”选项。在这一前提下，再次取消对它的勾选：

我们会看到，MDK基于当前的Memory Layout，为我们在Out目录下生成了一个与工程同名的链接脚本（比如图中的工程名叫example，因此生成的链接脚本为 example.sct）。

单击 Edit 按钮，可以看到脚本的内容：

先别着急半路开香槟——该文件是系统自动生成的，如果我们不移动它的位置，那么只要哪次手抖勾选了“Use Memory Layout from Target Dialog”，它的内容就会立即被覆盖掉——意味着我们在后续步骤中所做的修改就会付诸东流。

 

为了避免该问题，应该将它从 Object 目录中移动到工程目录下。具体步骤为：右键单击脚本文件名：

选择“Open Container Folder”来打开文件所在目录：

找到Scatter Script脚本文件后，将其拷贝到上一级目录下（也就是工程目录）：

重新打开工程配置窗口：

确保我们“没有”选中“Use Memory Layout from Target Dialog”选项，并在Scatter File文本框中直接填写我们刚刚拷贝出来的脚本文件名（由于我们直接放在工程目录下，因此这里直接用相对路径"./example.scat"或者"example.scat"就行）。单击OK保存配置。

打开example.sct，在 RW_IRAM1 后面追加如下的代码：

 

        ZI_RAM_UNINIT +0 UNINIT {
        .ANY (.bss.noinit)
    }

 

效果大约类似这样：

保存后重新编译，再次进入 Debug 模式，问题就应该解决了。

这里步骤的核心思想是在 scatter script 内紧接着为 RW和ZI的 execution region为 .bss.noinit 提供一个属性为UNINIT的专属execution region。

在领会精神的情况下，如果你的工程原本就使用了scatter script也可以如法炮制。俗话说解铃还须系铃人，如果你还是不知道怎么处理，那么就去找 你工程中scatter script 的作者吧。

值得强调的是：如果你的MDK版本太老，为了确保最佳的用户体验，还是推荐尽快升级吧。您可以在关注【裸机思维】公众号后发送关键字【MDK】来获取其最新的网盘链接。

四、说在后面的话

总的来说，MDK 通过 EventRecorder 为我们提供了一个通用便捷的方式来重定向 printf——无论你使用什么调试仿真器，甚至是FVP，都可以享受来自“MDK”的阳光普照。  

对很多有分发自己工程作为模板的小伙伴来说，使用该方法后将不再限制用户必须使用 J-Link 之类的工具，而是可以放开手脚，获得了“开袋即食”的调试体验。

最后强调一下哦，EventRecorder只在调试阶段有意义，如果我们需要在产品的正常工作模式下使用 printf，还是老老实实把 Compiler->IO->STDOUT 配置为 User：

实现stdout_putchar() 函数——用它来发送字符到具体的外设吧，比如：

 

int stdout_putchar(int ch)
{
    if ('
' == ch) {
        int temp = '
';
        while(Driver_USART0.Send(&temp, 1) != ARM_DRIVER_OK);
    }
    
    if (Driver_USART0.Send(&ch, 1) == ARM_DRIVER_OK) {
        return ch;
    }
    
    return -1;
}