通常在调试微控制器软件时，有必要将调试消息，日志，捕获的数据和其他内容输出到PC屏幕。 同时，我希望输出速度更快，并且这些行不应在任何地方显示，而应直接在IDE中显示-可以这样说，而不会偏离代码。 实际上，这是关于文章的-我如何尝试使用printf（）在我最喜欢的Qt Creator环境（但不是非常微控制器）中输出和显示。
通常，您可以想出很多方法来从微控制器输出文本信息。 但是，最常用的技术并不多：
半主机相当慢，RTT与Segger *硬件和软件解决方案相关，USB并非在每个微控制器中都存在。 因此，通常情况下，我更喜欢最后两个-使用UART和ITM。 关于它们，将在下面讨论。
* 更新。 -实际上，正如评论中所建议的，事实并非如此。 在软件和硬件方面都有选项。 因此，在上述方法中，RTT可能是最通用的。
并立即对接下来将要使用的软件进行一些说明。 作为一个操作系统，我现在拥有Fedora 28，并且当前与微控制器一起使用的软件捆绑是：
在GCC中重定向printf（）
因此，为了在GCC中重定向printf（）的输出，您需要添加链接器键
-specs=nosys.specs -specs=nano.specs
如果需要显示浮点数，则需要记住键
-u_printf_float
并实现_write（）函数。 例如这样的东西
int _write(int fd, char* ptr, int len) { (void)fd; int i = 0; while (ptr[i] && (i < len)) { retarget_put_char((int)ptr[i]); if (ptr[i] == '\n') { retarget_put_char((int)'\r'); } i++; } return len; }
其中retarget_put_char（）是将字符直接加载到所需接口的函数。
printf（）-> ITM-> Qt Creator
仪器跟踪宏单元（ITM）是Cortex-M3 / M4 / M7内核内部的一个块，用于无创地输出（跟踪）各种类型的诊断信息。 要实现有关ITM的printf（），您需要了解以下内容：
- 使用TRACECLKIN时钟，其频率通常等于核心频率
- 具有32个所谓的激励端口用于数据输出
- CMSIS包含ITM_SendChar（）函数，该函数将符号加载到激励端口0中
- 数据通过同步总线（TRACEDATA，TRACECLK）或异步单线SWO线（TRACESWO）输出
- SWO行通常与JTDO多路复用，这意味着它只能在SWD的调试模式下工作
- SWO的提款使用曼彻斯特代码或NRZ（UART 8N1）进行
- 数据以某种格式的帧进行传输-您在接收端需要一个解析器
- ITM通常是通过IDE或相应的实用程序配置的（但是，没有人禁止在程序代码中进行设置-这样，在不增加调试会话的情况下，SWO的输出将起作用）
使用ITM的最方便方法是使用NRZ编码通过SWO输出-因此，您只需要一行，并且不仅可以使用具有特殊输入的调试器而且可以使用常规USB-UART适配器来接收数据，尽管速度较低。
我使用调试器跟踪该路径，并被迫修改我的中文STLink-V2以支持SWO。 然后一切都变得很简单-我们将JTDO / TRACESWO微控制器连接到相应的调试器引脚，然后进行软件配置。
Openocd具有命令“ tpiu config”-使用它可以配置显示跟踪信息的方法（有关详细信息，请参见《 OpenOCD用户指南》 ）。 例如使用参数
tpiu config internal /home/esynr3z/itm.fifo uart off 168000000
将输出配置到文件/home/esynr3z/itm.fifo，使用NRZ编码，并根据TRACECLKIN频率168 MHz计算最大传输速度-对于STLink，它是2 MHz。 还有另一个团队
itm port 0 1
将启用零端口进行数据传输。
OpenOCD源代码包括itmdump实用程序（contrib / itmdump.c）-使用该实用程序，您可以从接收到的数据中解析字符串。
要编译，我们输入
gcc itmdump.c -o itmdump
在启动时，指定必要的文件/管道/ ttyUSB *和-d1开关，以便将接收到的数据字节显示为字符串
./itmdump -f /home/esynr3z/itm.fifo -d1
还有最后一个。 要通过SWO发送字符，我们对_write（）进行了补充，并添加了一个函数
int retarget_put_char(int ch) { ITM_SendChar((uint32_t)ch); return 0; }
因此，总体计划是这样的：在Qt Creator中，我们配置openocd将SWO上收到的所有信息保存到先前创建的命名管道中，然后我们可以读取管道，解析字符串并使用作为外部工具运行的itmdump显示它。 当然，还有一种解决问题的更优雅的方法-为Qt Creator编写适当的插件。 但是，我希望下述方法对某人有用。
转到Bare Metal插件的设置（工具->选项->设备-> Bare Metal）。
选择使用的GDB服务器，并将行初始化命令添加到列表的末尾
monitor tpiu config internal /home/esynr3z/itm.fifo uart off 168000000 monitor itm port 0 1
现在，在调试器将光标置于main（）的最开始之前，将配置ITM。
将itmdump添加为外部工具（工具->外部->配置...）。
不要忘记设置变量
QT_LOGGING_TO_CONSOLE=1
将实用程序输出显示到Qt Creator控制台（面板7常规消息）。
现在打开itmdump，激活调试模式，开始执行代码，...什么都没有发生。 但是，如果中断调试，则itmdump执行将结束，并且通过printf（）打印的所有行都将出现在“常规消息”选项卡上。
经过简短的研究，发现应将itmdump中的行缓冲并显示在stderr中-然后在调试程序时以交互方式出现在控制台中。 我将itmdump的修改版本上传到GitHub 。
还有一个警告。 如果先前未运行itmdump，则启动时的调试将挂起“ monitor tpiu config ...”命令的执行。 发生这种情况的原因是，在openocd内部打开管道（/home/esynr3z/itm.fifo）进行写操作被阻塞，并且调试器将挂起，直到打开管道以从另一端进行读取。
这有点令人不愉快，尤其是在某些时候不需要ITM的情况下，但是您必须空转它，或者不停地切换GDB服务器或在其设置中删除/添加行。 因此，我不得不挖掘一些openocd资源，并找到需要替代小型拐杖的地方。
在src / target / armv7m_trace.c文件中，有一行带有所需的打开过程
armv7m->trace_config.trace_file = fopen(CMD_ARGV[cmd_idx], "ab");
它需要替换为
int fd = open(CMD_ARGV[cmd_idx], O_CREAT | O_RDWR, 0664); armv7m->trace_config.trace_file = fdopen(fd, "ab");
现在我们的管道将立即打开而不发亮。 因此，您可以保留Bare Metal设置，而itmdump仅在必要时运行。
结果，调试期间的消息输出看起来像这样
printf（）-> UART-> Qt Creator
在这种情况下，一切都差不多：
- 在代码中添加具有UART初始化功能
- 我们实现了retarget_put_char（），该字符将被发送到收发器缓冲区
- 我们连接USB-UART适配器
- 向外部工具添加一个实用程序，该实用程序将从虚拟COM端口读取行并将其显示在屏幕上。
我在C- uartdump中绘制了一个这样的实用程序。 使用非常简单-您只需要指定端口名称和波特率即可。
但是，值得注意的是一项功能。 该实用程序不依赖于调试，并且Qt Creator不提供任何选项来关闭正在运行的外部工具。 因此，为了停止读取COM端口，我添加了另一个外部工具。
好吧，以防万一，我将为显示在屏幕快照GitHub上的项目的CMake模板附加一个链接。