概要
これを使って、Arduino Uno R4 MINIMAでgdbによるデバッグを行う。
ホストPCはUbuntu24.04
環境設定
ubuntu24.04では、arm-none-eabi-gdbがgdb-multiarchになっているので、
以下でgdbをインストールする。
$ sudo apt install gdb-multiarch
上記を参照して、Arduino CLIは以下でインストールする。
今回の例ではインストール先はhomeのbinを指定する。
$ curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/arduino/arduino-cli/master/install.sh | BINDIR=~/bin sh
Uno R4 MINIMAのRenesasコアのインストール
$arduino-cli core update-index
Downloading index: package_index.tar.bz2 downloaded
$arduino-cli core install arduino:renesas_uno
Tool arduino:arm-none-eabi-gcc@7-2017q4 already installed
Tool arduino:bossac@1.9.1-arduino5 already installed
Tool arduino:dfu-util@0.11.0-arduino5 already installed
Tool arduino:openocd@0.11.0-arduino2 already installed
Tool builtin:dfu-discovery@0.1.2 already installed
Downloading packages...
arduino:renesas_uno@1.5.3 downloaded
Replacing platform arduino:renesas_uno@1.5.2 with arduino:renesas_uno@1.5.3...
Uninstalling arduino:renesas_uno@1.5.2...
Running pre_uninstall script....
Platform arduino:renesas_uno@1.5.2 uninstalled
Uninstalling arduino:arm-none-eabi-gcc@7-2017q4, tool is no more required...
Uninstalling arduino:bossac@1.9.1-arduino5, tool is no more required...
Uninstalling arduino:dfu-util@0.11.0-arduino5, tool is no more required...
Uninstalling arduino:openocd@0.11.0-arduino2, tool is no more required...
Uninstalling builtin:dfu-discovery@0.1.2, tool is no more required...
Configuring platform....
You might need to configure permissions for uploading.
To do so, run the following command from the terminal:
sudo "/home/yopen/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3/post_install.sh"
Platform arduino:renesas_uno@1.5.3 installed
$arduino-cli board listall | grep R4
Arduino Nano R4 arduino:renesas_uno:nanor4
Arduino UNO R4 Minima arduino:renesas_uno:minima
Arduino UNO R4 WiFi arduino:renesas_uno:unor4wifi
サンプルをビルド
ビルド対象のinoのあるディレクトリで
$mkdir build
$arduino-cli compile --fqbn arduino:renesas_uno:minima --build-path build --build-property compiler.cpp.extra_flags="-g -O0" --build-property compiler.c.extra_flags="-g -O0" --verbose
build/*.ino.elfができたらOK
デバッグイメージの書き込み
ボードのRESETを２回押してLEDがゆるく点滅したら、
$arduino-cli upload --fqbn arduino:renesas_uno:minima
dfu-util 0.11-arduino4
Copyright 2005-2009 Weston Schmidt, Harald Welte and OpenMoko Inc.
Copyright 2010-2021 Tormod Volden and Stefan Schmidt
This program is Free Software and has ABSOLUTELY NO WARRANTY
Please report bugs to http://sourceforge.net/p/dfu-util/tickets/
Opening DFU capable USB device...
Device ID 2341:0369
Device DFU version 0101
Claiming USB DFU Interface...
Setting Alternate Interface #0 ...
Determining device status...
DFU state(2) = dfuIDLE, status(0) = No error condition is present
DFU mode device DFU version 0101
Device returned transfer size 64
Copying data from PC to DFU device
Download [=========================] 100% 39344 bytes
Download done.
DFU state(7) = dfuMANIFEST, status(0) = No error condition is present
DFU state(2) = dfuIDLE, status(0) = No error condition is present
Done!
New upload port: (default)
なお、arduino-cliでは書き込むelfを指定できない。直前にビルドした内容を自動で使うので、連続して行うこと。
何故、elfを指定できないんだろう。。
書き込んだのと同じelfでGDBを実行
$gdb-multiarch ./build/0304.ino.elf
GNU gdb (Ubuntu 15.0.50.20240403-0ubuntu1) 15.0.50.20240403-git
Copyright (C) 2024 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<https://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
<http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from ./build/sample.ino.elf...
gdbの中で以下を実行する
(gdb) target extended-remote /dev/ttyACM0
Remote debugging using /dev/ttyACM0
(gdb) monitor swdp_scan
Target voltage: 4.4V
Available Targets:
No. Att Driver
1 ARM Cortex-M
(gdb) attach 1
Attaching to program: path/build/sample.ino.elf, Remote target
warning: while parsing target memory map (at line 1): Required element <memory> is missing
0x0000961e in IRQManager::set_sci_tx_link_event (this=0x0, li=0, ch=0)
at /home/USER/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3/cores/arduino/IRQManager.cpp:1577
1577 else if(ch == 2) { R_ICU->IELSR[li] = BSP_PRV_IELS_ENUM(EVENT_SCI2_TXI);}
(gdb) bt
#0 0x0000961e in IRQManager::set_sci_tx_link_event (this=0x0, li=0, ch=0)
at /home/USER/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3/cores/arduino/IRQManager.cpp:1577
#1 0x00009624 in IRQManager::set_sci_tx_link_event (this=0x735, li=1889, ch=7489)
at /home/USER/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3/cores/arduino/IRQManager.cpp:1577
Backtrace stopped: previous frame inner to this frame (corrupt stack?)
(gdb) info registers
r0 0x7d0 2000
r1 0x10b 267
r2 0x800 2048
r3 0x5ab 1451
r4 0x20000950 536873296
r5 0xafc80 720000
r6 0x7d0 2000
r7 0x40046f00 1074032384
r8 0x200010dc 536875228
r9 0x6 6
r10 0x1 1
r11 0x4b08ca90 1258867344
r12 0x2 2
sp 0x20007ec8 0x20007ec8 <g_main_stack+968>
lr 0x9625 0x9625 <IRQManager::set_sci_tx_link_event(int, int)+68>
pc 0x961e 0x961e <IRQManager::set_sci_tx_link_event(int, int)+62>
xpsr 0x81000000 -2130706432
fpscr 0x60000010 1610612752
msp 0x20007ec8 0x20007ec8 <g_main_stack+968>
psp 0xb10c34e0 0xb10c34e0
special 0x4000000 67108864
無事つながった。割り込みの中で止まっている？
(gdb) break main
(gdb) break setup
(gdb) info breakpoints
Num Type Disp Enb Address What
1 breakpoint keep y 0x0000413c in main
at /home/USER/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3/variants/MINIMA/tmp_gen_c_files/main.c:5
2 breakpoint keep y 0x00004104 in setup() at /path/sample.ino:28
ブレークポイントもセットできた。
ボードのRESETを押したらmain()やsetup()で止まるかなと思ったが、来ない。
調査中。
トラブルシュート
/dev/ttyACMが認識されない
MINIMAに何を書いたかが定かではないが（多分Zephyr RTOS）、USB type-cをつないでも、デバイスが認識されなかった。
これを復旧した手順。
ボードのResetを２回押して、オレンジのLEDが弱く点滅する書き込みモードにして、
スケッチを書き込もうとすると、
dfu-util: Cannot open DFU device 2341:0069 found on devnum 10 (LIBUSB_ERROR_ACCESS)
dfu-util: No DFU capable USB device available Failed uploading: uploading error: exit status 74
こんな感じのエラーが出た。
ユーザはdialoutグループに入っているので、以下の手順でudevルールを追加して、復旧した
udevルールを追加する（ファイルを新設する）
$ sudo nano /etc/udev/rules.d/60-arduino-dfu.rules
SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="2341", MODE="0666"
を追記して、Ctrl + s -> Ctrl + x
上記の2341はボードを接続したときのlsusbで、
Bus 003 Device 013: ID 2341:0069 Arduino SA UNO R4 Minima
のIDで調べた。
ルールを適用する
$ sudo udevadm control --reload-rules
$ sudo udevadm trigger
ボードをType-cケーブルで接続して、RESETを２回押して、LEDがゆっくり点滅することを確認する。
Aruduino IDEのBoadr Managerで、ポートが認識されていることを確認して、適当なSampleのスケッチを書き込む。
これで復旧した。
Invalid FQBN: board arduino:renesas_uno:unor4minima not found
$arduino-cli compile --fqbn arduino:renesas_uno:unor4minima --build-property compiler.cpp.extra_flags="-g -O0" --build-property compiler.c.extra_flags="-g -O0" --verbose
Error during build: Invalid FQBN: board arduino:renesas_uno:unor4minima not found
デバッグ用にinoをコンパイルすると、
FQBN（Fully Qualified Board Name）が変わった／未インストール
のエラーが出た
現在のコアを確認する
$arduino-cli core list
ID インストール済 Latest Name
arduino:avr 1.8.7 1.8.7 Arduino AVR Boards
arduino:esp32 2.0.18-arduino.5 2.0.18-arduino.5 Arduino ESP32 Boards
arduino:megaavr 1.8.8 1.8.8 Arduino megaAVR Boards
arduino:renesas_uno 1.5.3 1.5.3 Arduino UNO R4 Boards
arduino:zephyr 0.53.1 0.53.1 Arduino UNO Q Board
esp32:esp32 3.3.7 3.3.7 esp32
m5stack:esp32 3.2.5 3.2.5 M5Stack
Seeeduino:avr 1.3.0 1.3.0 Seeeduino AVR
arduino:renesas_uno があるのでOK
次に、FQBNを確認する
$arduino-cli board listall | grep -i r4
Arduino Nano R4 arduino:renesas_uno:nanor4
Arduino UNO R4 Minima arduino:renesas_uno:minima
minimaが正解なので、改めてコンパイルするとできた。
$arduino-cli compile --fqbn arduino:renesas_uno:minima --build-property compiler.cpp.extra_flags="-g -O0" --build-property compiler.c.extra_flags="-g -O0" --verbose
FQBN: arduino:renesas_uno:minima
Using board 'minima' from platform in folder: /home/USER/.arduino15/packages/arduino/hardware/renesas_uno/1.5.3
なお、デフォルトのパスでビルドすると、$USER以下のテンポラリに生成物ができるので、「--build-path」でカレントのビルド用ディレクトリを指定すると良い。
monitor swdp_scanがfail
(gdb) target extended-remote /dev/ttyACM0 Remote debugging using /dev/ttyACM0
(gdb) monitor swdp_scan
Target voltage: 2.8V
SW-DP scan failed!
これはSWDのコネクタを挿す方向が左右逆。コネクタに出っ張りがある方が外側になる。
入れ替えると以下の通り成功する。
(gdb) target extended-remote /dev/ttyACM1
Remote debugging using /dev/ttyACM1
(gdb) monitor swdp_scan
Target voltage: 4.4V
Available Targets:
No. Att Driver
1 ARM Cortex-M