Обзор возможностей Qt Creator 4.12 и QBS 1.16 для программирования микроконтроллеров

Здравствуйте, товарищи программисты «железячники» и все кто им сочувствует. Я хотел бы продолжить обзор возможностей IDE Qt Creator в связке с системой сборки QBS в части программирования микроконтроллеров.

Ранее я уже писал про улучшения в предыдущих версиях QtC 4.10 и QBS 1.14, QtC 4.11 и QBS 1.15.

Кому эта тема интересна, добро пожаловать по кат.

Буквально на днях, тихо и незаметно, вышел релиз Qt Creator 4.12, в котором добавлены некоторые улучшения для работы с микроконтроллерами (в простонародье — «baremetal» устройствами). В этот релиз Qt Creator интегрирована сборочная система QBS 1.16 в которой также есть новые улучшения.

Улучшения в Qt Creator

1. Добавлена интеграция с Keil MDK
   
   Главным новым улучшением является интеграция с отладчиком из Keil MDK v5. Keil предоставляет некий UVSC проприетарный интерфейс для интеграции отладчика со сторонними клиентскими приложениями. В качестве прослойки они предоставляют динамическую библиотеку (которая поставляется с самим Keil) и описание API для нее.
   
   Работа с этим отладчиком доступна только при включенном плагине BareMetal, который активируется через меню «Help -> About Plugins -> Device Support -> BareMetal».
   
   На данный момент поддерживаются следующие отладчики:
   

   Отладчик	Архитектура	Описание
   Simulator	ARM	Позволяет про симулировать работу MCU при отстутствии аппаратного отладчика.
   ST-Link	ARM	Позволяет отлаживать целевые MCU от STMicroelectronics.

   
   
   На данный момент поддерживаются следующие микроконтроллеры:
   

   MCU	Архитектура	Примечание
   STM32 от STMicroelectronics	ARM	По крайней мере точно работает с STM32F1x и STM32F4x.

   
   Теперь отладчик от Keil автоматически определяется на вкладке «Tools -> Options -> Kits -> Debugegrs -> Auto-detected».
   
   Например, у меня это выглядит следующим образом:
   
   
   
   Итак, базовые шаги настройки комплекта для компиляции и отладки Keil-овским набором инструментов выглядит следующим образом:
   
   
   1. Создание нового «bare-metal» устройства.
      
      Запустить создание нового устройства в «Tools -> Options -> Devices -> Add -> Bare Metal Device» и задать любое имя для этого устройства (пусть будет stm32f4), и поле провайдера сервера отладки оставить «None»:
      
      
      
   2. Выбор и настройка отладчика.
      
      На странице нового созданного устройства нажать на кнопку «Manage» для добавления провайдера отладки:
      
      
      
      И в выпадающем списке «Add» выбрать «UVision ST-Link»:
      
      
      
      Затем, необходимо выбрать путь к файлу 'tools.ini', который обычно находится в корневой директории установленного Keil:
      
      
      
      Примечание: Этот файл содержит конфигурацию Keil-а, включающую в себя пути к установленным пакетам описания микроконтроллеров, а также список доступных отладчиков.
      
      Далее, необходимо выбрать тип целевого устройства, которое планируется отлаживать, для чего нажать на кнопку «Target device -> Manage»:
      
      
      
      И в открывшемся диалоговом окне выбрать интересующее устройство (в моем случае я работаю с STM32F407 из отладочной платы STM32F4DISCOVERY):
      
      
      
      Примечание: Для этого необходимо чтобы в Keil заранее были установлены соответствующие «DFP» пакеты при помощи утилиты PackInstaller.
      
      Далее, нужно выбрать драйвер отладчика для работы, нажав на кнопку «Target driver -> Manage»:
      
      
      
      И в открывшемся диалоговом окне выбрать «ST-Link Debugger»:
      
      
      
      Теперь нужно вернуться на вкладку созданного устройства и выбрать наш сконфигурированный провайдер:
      
      
      
   3. Создание комплекта.
      
      Для чего нужно добавить новый комплект на вкладке «Tools -> Options -> Kits -> Add» и установить ему компиляторы (C и C++), отладчик и наше устройство. При этом, во вкладке с Qt установить «None»:
      
      
      
   
   Теперь можно компилировать и отлаживать проекты, используя QBS (как известно, на данный момент все это «заточено» именно под QBS).
   
   Например, можно открыть готовый QBS пример для STM32F4DISCOVERY и поморгать светодиодом.
   
   
   
   Что поддерживается:
   
   
   • Запуск/останов отладчика.
   • Шаги отладки Step-in/out/over/instruction.
   • Отображение и редактирование локальных переменных.
   • Отображение и редактирование переменных в Watch окне.
   • Отслеживание стека.
   • Отображение и редактирование стандартных регистров (не периферийных).
   • Установка точек-останова.
   
   Что еще НЕ поддерживается:
   
   
   • Просмотр/редактирование памяти.
   • Отображение и редактирование периферийных регистров.
   
   Какие есть ошибки:
   
   
   • Точки останова работают частично: некоторые устанавливаются нормально, а некоторые блокируются и возвращают ошибку тайм аута через 10 секунд, что вызывает «замирания» интерфейса Qt Creator. Это связано с ошибками в самом движке UVSC. Но это уже поправлено (магическим образом, через одно место) в следующей версии Qt Creator.
   • Невозможно получить информацию о корневом 'main' стеке (адрес, имя функции и пр.). Это связано с ошибками в самом движке UVSC.
   • Невозможно получить адреса локальных переменных (за исключением массивов и структур). Это связано с ошибками в самом движке UVSC.
   • Невозможно получить информацию о текущем кадре стека после 'step-into' и 'step-over' при переходе из корневого 'main' стека: всегда возвращается ошибка. Поэтому из 'main' стека Qt Creator выполняет 'step-instruction', как обходной вариант. Это связано с ошибками в самом движке UVSC.
   • Некорректное отображение значений полей структур после их инициализации в некоторых магических случаях. Это связано с ошибками в самом движке UVSC.
   
   Подробнее о текущем состоянии можно ознакомиться здесь.
   
   Примечание: Естественно, я писал об этих найденных ошибках в UVSC в поддержку Keil, но они игнорируют все это, т.к. я использую «evaluation» версию Keil. Говорят, что, извините, купите и тогда поговорим. Но это же нонсенс! Зачем мне покупать заведомо нерабочее ПО!
   
   Конечно, не судите строго, это всего-лишь первый шаг… Как говорится: лиха беда начало.
   
   
2. Добавлены новые отладчики для GDB
   
   Добавлена поддержка следующих новых отладчиков:
   

   Отладчик	Тип
   Segger J-Link	GDB
   EBLink	GDB

   
   
   Подробно расписывать их настройку я здесь не буду, т.к. там все просто.
   

Улучшения в QBS

Что касается программирования микроконтроллеров, то скажу что добавлена поддержка и авто-определение новых архитектур от Renesas для IAR EW.

Свойство qbs.architecture имеет следующие новые значения:

Что дальше

В следующих версиях в QBS планируется добавить архитектуры C251, C166 для Keil, а для Qt Creator новые отладчики и поддержку новых микроконтроллеров для Keil.

На этой ноте я заканчиваю свое повествование, всем спасибо, кто уделит внимание этому обзору.