如何配置VSCode来调试ROS节点

梦里梦外; 2023-03-12 12:12 387阅读 0赞

# 0. 写在最前面 #

本文持续更新地址：[https://haoqchen.site/2019/08/15/debug-ros-with-vscode/][https_haoqchen.site_2019_08_15_debug-ros-with-vscode]

本文档介绍了如何用VSCode的Debug功能来调试ROS的CPP节点。ROS节点的调试一直非常麻烦，在此之前尝试过gdb、CLion、Qt插件，用起来都不太顺手，直到发现了VSCode的调试功能

调试的好处有：

1.  bug导致的`core dumped`、`segmentation fault`等会停到相应的位置，方便查找
2.  想到什么，断点停那里就可以看到变量状态，不用增加输出代码再编译这么麻烦
3.  条件中断，这个也不用再增加if判断再重新编译

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# 1. 推荐几个VSCode插件 #

*  [C/C++插件][C_C]：这个是微软官方的CPP插件，装了后就可以愉快地编写、编译C++代码了。
 *  [C++ Intellisense][C_ Intellisense]：这个插件能够很好地辅助C++开发者进行开发，提供包括代码跳转，自动完成，智能提示等功能。
 *  [ROS (deprecated)][ROS _deprecated]：这个插件作者已经停止更新了，现在主要用来启动roscore～～～

# 2. debug原理及配置 #

# 2.1 debug原理 #

VSCode中是以`workspace`的概念处理文件关联的，每个`workspace`文件夹下会有一个`.vscode`文件夹，该文件夹下放置的是关于该`workspace`的路径配置、任务配置、运行配置等文件，我们正是通过编辑这些配置文件实现对工程的管理。

微软提供的[C/C++插件][C_C]集成了gdb调试功能，并提供变量界面显示以及断点、监视以及调用堆栈等功能。你只需要在.vscode文件夹中配置好`launch.json`，就可以按下`F5`快捷键启动相应调试。

由于目前并没有集成的ROS调试器，所以只能将每一个node当成一个CPP程序来进行调试。

# 2.2 编译配置 #

在VSCode中需要在.vscode文件夹中配置好`tasks.json`文件(没有的话可自己新建一个)后，就可以按`Ctrl + Shift + B`快捷键（这个快捷键需要将task归到build的group里才行，普通的task要`Ctrl + Shift + P`选`Run Task`），并选择相关的任务进行编译等操作。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTM4MzQ1MjU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

下面展示的配置文件主要配置了`prerun`、`catkin build`、`catkin clean`以及`ccb`四个任务。下面简介一些用到的变量，详情请看[VSCode的tasks页面][VSCode_tasks]。将鼠标停留在相关变量上也可以看到。

*  **label**  
    就是一个名字，你按下快捷键的时候用以区分不同task
 *  **type**  
    任务的类型，可设置成`shell`和`process`。前者将任务当成命令，启动终端运行，后者直接运行。
 *  **command**  
    实际运行的命令
 *  **args**  
    运行的参数，这里需要注意的是，如果需要进行调试，需要设置为`Debug`模式，并且要检查相应package中的CMakeLists.txt中有没有设置成`Release`模式，CMake中txt的设置优先级是最高的。比如我们的驱动就设置`Release`，所以即使你在这里怎么设置都没用的。
 *  **group**  
    这个是分组的，貌似可以从命令行来运行分组的任务，暂时没用到
 *  **presentation**  
    关于输出显示的设置，这里设置为总是输出到集成的终端，可通过`"panel": "new"`设置每次都启动新的终端
 *  **problemMatcher**  
    错误分析器，可以分析到输出的信息中有哪些错误并显示
 *  **dependsOn**  
    运行依赖，运行该task前会运行这些依赖的task，如果想要他们按顺序运行，需要显式声明`dependsOrder`
 *  **其他选型**  
    看到还有可以重定义当前路径等很多详细的功能。

`tasks.json`文件配置：

{
        
        "version": "2.0.0",
        "tasks": [
            {
        
                "label": "prerun",
                "type": "shell",
                "command": "source ./devel/setup.zsh && export ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311/ "
            },
            {
        
                "label": "catkin build",
                "type": "shell",
                "command": "catkin",
                "args": [
                    "build",
                    "-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug"
                ],
                "group": {
        
                    "kind": "build",
                    "isDefault": true
                },
                "presentation": {
        
                    "reveal": "always"
                },
                "problemMatcher": "$msCompile"
            },
            {
        
                "label": "catkin clean",
                "type": "shell",
                "command": "catkin",
                "args": [
                    "clean",
                    "-y"
                ],
                "group": {
        
                    "kind": "build",
                    "isDefault": true
                },
                "presentation": {
        
                    "reveal": "always"
                },
                "problemMatcher": "$msCompile"
            },
            {
        
                "label": "ccb",
                "dependsOrder": "sequence",
                "dependsOn": [
                    "catkin clean",
                    "catkin build"
                ],
                "problemMatcher": [
                    "$msCompile"
                ]
            }
        ]
    }

# 2.3 debug配置 #

主要是配置`launch.json`，这里只介绍几个常用参数，详细请参考[VSCode中关于Debugging的介绍][VSCode_Debugging]

*  **name**  
    任务的名字，该名字会在VSCode的Debug中显示，用户可选择需要调试的任务。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTM4MzQ1MjU_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
 *  **tpye**  
    调试器名称。
 *  **request**  
    有`launch`和`attach`两种方式，前者直接运行，后者将程序绑定到之前启动的程序
 *  **program**  
    这里需要写生成的二进制路径
 *  **args**  
    传进去的参数，这里分为ROS参数服务器形式传进去的参数以及以main函数参数传进去的参数，这里介绍的是前者。有兴趣可以Google一下。
 *  **stopAtEntry**  
    是否在运行前暂停
 *  **cwd**  
    设置当前路径，如果程序中用的是相对路径，则需要设置该参数为当前路径。
 *  **environment**  
    环境变量设置
 *  **externalConsole**  
    是否启动外部终端（默认是用集成终端）
 *  **preLaunchTask**  
    在启动前启动一个task，这个prerun在前面一节有说，主要是设置source当前ROS路径等
 *  **postDebugTask**  
    运行完了之后启动的task，节点运行完了进行清理工作
 *  **MIMode**  
    调试器名称
 *  **setupCommands**  
    是给gdb的参数

{
        
        "version": "0.2.0",
        "configurations": [
            {
        
                "name": "cloud_node",
                "type": "cppdbg",
                "request": "launch",
                "program": "${workspaceFolder}/devel/.private/rslidar_pointcloud/lib/rslidar_pointcloud/cloud_node",
                "args": [
                    "_model:=RS16",
                    "_resolution_type:=1.0cm"
                ],
                "stopAtEntry": false,
                "cwd": "${workspaceFolder}",
                "environment": [],
                "externalConsole": false,
                "preLaunchTask": "prerun",
                "MIMode": "gdb",
                "avoidWindowsConsoleRedirection": true,
                "setupCommands": [
                    {
        
                        "description": "Enable pretty-printing for gdb",
                        "text": "-enable-pretty-printing",
                        "ignoreFailures": true
                    }
                ]
            }
        ]
    }

# 2.4 多任务调试 #

根据[VSCode中关于Debugging的介绍][VSCode_Debugging]，可以启动完一个任务后再启动另外一个即可同时debug多个。

写完多个节点后，可以通过compounds来进行配置，但compounds不能确保顺序执行，尝试通过preLaunchTask延时2秒启动来实现顺序执行，但preLaunchTask任务启动的终端跟节点启动的终端不是同一个。

"compounds": [
      {
        
          "name": "rslidar",
          "configurations": [
              "rslidar_node",
              "cloud_node",
              "rviz_node"
          ]
      }
    ]

另外还有一个问题是，不知道怎么确保同一个程序下次运行还用同一个终端，现在是会新建一个终端，每次重启就新建一个，多次之后就一堆要自己删。

# todo feature #

*  集成其他好用的外部调试器：[Debugger Extension][]
 *  条件断点在[VSCode中关于Debugging的介绍][VSCode_Debugging]中有介绍
 *  在同一个终端启动名字相同的节点。

# 参考 #

*  [https://blog.csdn.net/weixin\_35695879/article/details/85254422][https_blog.csdn.net_weixin_35695879_article_details_85254422]
 *  [https://answers.ros.org/question/313371/vscode-debug-cpp-ros-node/][https_answers.ros.org_question_313371_vscode-debug-cpp-ros-node]

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[https_haoqchen.site_2019_08_15_debug-ros-with-vscode]: https://haoqchen.site/2019/08/15/debug-ros-with-vscode/
[Star]: https://github.com/HaoQChen/HaoQChen.github.io
[C_C]: https://code.visualstudio.com/docs/languages/cpp
[C_ Intellisense]: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=austin.code-gnu-global
[ROS _deprecated]: https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ajshort.ros
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTM4MzQ1MjU_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230312/49be77a0765c49688ee779749fcae053.png
[VSCode_tasks]: https://code.visualstudio.com/docs/editor/tasks#vscode
[VSCode_Debugging]: https://code.visualstudio.com/Docs/editor/debugging
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTM4MzQ1MjU_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230312/df43f46ac17047b98d962056b28fd611.png
[Debugger Extension]: https://code.visualstudio.com/api/extension-guides/debugger-extension
[https_blog.csdn.net_weixin_35695879_article_details_85254422]: https://blog.csdn.net/weixin_35695879/article/details/85254422
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