讲述Nordic nRF5 SDK的主要调试手段，以帮助大家快速定位问题
本文将讲述nordicnrf5sdk的主要调试手段，以帮助大家快速定位问题，并解决问题。一般来说，你可以通过打log方式，ide的debug模式，sdk自带的app_error_check函数，以及命令行方式等多种手段来调试你的代码。
1. 通过打log方式进行调试
nrf5sdk支持uart和swdj-link（rtt）两种底层通信方式来打印日志，sdk14之后日志也可以通过蓝牙或者flash进行输出和存储打印，一般来说，uart和swd用得比较多，其中uart使用串口助手来查看日志，swd使用j-linkrttviewer（仅适用windows）或者j-linkrttclient（windows/mac/linux系统）来查看打印日志。由于uart日志打印方式会占用一个uart口，而大部分nrf5芯片都只有一个uart口，从而导致资源冲突，为此推荐大家使用rtt方式来打印日志，从而可以将uart口留给正常应用，更重要的是rtt打印方式功耗非常低（几乎可以忽略不计），大家可以在正式release的产品中也使能它，从而发现产品部署后有可能会出现的问题（uart打印方式功耗非常高，在正式release产品中必须关掉它）。
如果使用swd接口进行日志打印，那么你可以使用j-linkrttviewer或者rttclient来显示日志，二者选其一即可。在windows平台推荐使用rttviewer，否则使用rttclient。
1.1 j-link rtt viewer
rttviewer配置方式如下所示：
rttviewer日志打印窗口如下所示：（使用的是sdk15.3中的ble_app_hrs例子，下同）
1.2 j-link rttclient
rttclient配置方式如下所示（直接使用jlink命令进行配置）：
rttclient打印窗口如下所示：
1.3 uart串口助手
串口助手配置方式如下所示：
baudrate:115200
8 data bits
1 stop bit
no parity
hwflowcontrol:none
随便选择一款你熟悉的串口助手，比如putty或者termite，termite打印窗口如下所示：
putty打印窗口如下所示：
1.4 日志打印模块nrf_log
nrf5sdk日志打印功能是通过nrf_log模块实现的（上面展示的日志都是通过nrf_log打印出来的），sdk包含的大部分例子都自带打印功能，也就是说包含了nrf_log模块。一般来说，例子都是默认使用uart进行打印的，如果需要改为rtt进行打印，需要对nrf_log模块进行配置。在具体讲述nrf_log模块的配置选项之前，先大概讲述一下nrf_log的工作原理。
nrf_log工作原理
nrf_log模块包含前端和后端两部分代码。前端是面向用户的打印接口，比如nrf_log_info，它把用户要打印的数据放在一块ram中。后端用来具体实现打印功能，即把前端ram中的数据通过不同的后端接口打印出去。目前nrf_log支持的后端接口有：uart，rtt，flash和蓝牙。不管采用哪一种后端接口，对用户来说，其调用的前端api是一样的，nrf_log模块会根据用户的配置自动适配相应后端接口，而且用户可以同时使能多个后端接口，即把日志同时打印到多个后端端口上。nrf_log模块可以单独使能或禁止某一个模块的打印功能，比如advertising模块，当你调试advertising模块的时候，可以把log打开，调试完毕，把log关闭以让log界面变得更清爽。nrf_log模块还可以设置打印的级别（level），如果不分级别的话，打印界面会包含很多打印信息，让我们每次调试都要花费很多时间去寻找自己想要的日志上。设定级别后，我们可以有选择的打印需要的日志信息，没问题时，我们只打印info级别的日志；有问题时，我们就可以把所有debug级别的日志都打印出来。nrf_log还有一个功能：deferred，如果不使能deferred，那么调用nrf_log_info等api的时候，立马就flush，即把日志打印出去；如果使能了deferred，那么调用nrf_log_info等api的时候，只是把打印数据放在ram中，真正的打印由main函数中的nrf_log_process完成，这样可以最大程度降低打印对应用本身的影响，尤其在执行一些时序很关键的操作的时候。nrf_log还支持时间戳打印，即在每条日志之前加上时间戳信息。
nrf_log配置
从sdk12以后，nrf_log模块的配置主要放在sdk_config.h文件中，以工程nrf5_sdk_15.3.0_59ac345examplesle_peripheralle_app_hrspca10040s132arm5_no_packs为例，nrf_log的配置选项如下所示：
注意：nrf5sdkv11.0.0及以前版本是没有sdk_config.h文件的，此时你需要到optionsfortarget->c/c++->define里面定义一个宏（keil工程），如果定义“nrf_log_uses_uart=1”选择uart日志打印；如果定义”nrf_log_uses_rtt=1”则选择rtt日志打印，如下：
还是以nrf5_sdk_15.3.0_59ac345examplesle_peripheralle_app_hrspca10040s132arm5_no_packs为例，当nrf_log配置为info级别，无timestamp，打印信息如下（与前面配置一样）
当nrf_log配置为debug级别，打开timestamp，打印信息如下所示：
2. 使用ide调试界面进行调试
nordic产品支持单步，断点，寄存器查看，内存查看，callstack查看等所有常规调试手段。需要注意的是，由于softdevice在底层要维持一定的时钟以及处理很多中断事件，一旦蓝牙跑起来后，只能用一个断点进行全速跑，也就是说，执行完一个断点后，程序内部逻辑和时序已经紊乱，此时不能再继续全速跑第二个断点。如果要看第二个断点的内容，只能删掉第一个断点，重新开始执行。
keil ide
通过以下方式打开nrf5soc内部寄存器查看窗口：
用得比较多的几个keil窗口：
segger embedded studio ide
ses的调试界面如下所示（跟keil很像）：
这里要特别强调一下，所有ses工程都包含2个版本：release版和debug版，release是没有包含debug信息以节省代码空间，所以如果你要debug一个工程，请先选择debug版本，然后再进行debug，如下所示：
3. nrf5 sdk自带的app_error_check函数
app_error_check是nrf5sdk定义的一个用来检查api返回值是否正确的函数，在nrf5sdk中，nrf_success（0）为正确返回值，其它返回值皆为错误值。nrf5sdk所有协议栈api调用，以及sdk库函数调用，都会用app_error_check去检查调用的返回值。当出现非法调用时，比如传入的实参不对，api返回值就不会为nrf_success，此时app_error_check就会派上大用场。通过查看app_error_check函数定义，如下所示：
你会发现app_error_check行为受宏debug和有没有挂仿真器两个因素的影响，当没有定义debug宏时，系统将直接产生软复位；当定义了debug宏并且没有挂仿真器时，系统将把错误信息保存在callstack中。不管怎么配置，app_error_check都会把相应的错误信息打印出来，以方便你去排查问题，如下所示。通过打印出来的错误信息，你就可以知道是哪个文件哪一行代码出了什么类型的错误。
注意在sdk14以前，app_error_check不会主动把错误信息打印出来，而是把错误信息存在ram中，然后通过debug模式可以直接查看相关错误信息，如下所示：
默认情况下，nrf5sdk是没有定义debug宏的，所以一旦函数返回值不对，系统就会复位。这里要特别指出的是，在你开发调试过程中，经常会碰到复位的情况，这其中大部分都是由app_error_check引起的。针对这种情况的复位，你只需要在optionsfortarget->c/c++->define里面定义一个宏：debug，就可以快速找出是哪一个文件哪一行代码引出的复位，以及复位原因是什么，如下所示：
4.使用命令行（cli）方式进行调试
打log方式只能单方面输出，而不能接受终端的输入，在很多情况下，我们需要动态调整log信息，比如动态更改log的级别，动态更改log的颜色等等，这个时候就需要用到nrf_cli模块，跟nrf_log相似，nrf_cli同时支持5种后端接口：uart，rtt，ble，flash和usbcdc。由于nrf_cli也有log输出功能，因此nrf_log模块可以直接选择nrf_cli为其后端接口。这里再次强调一下，nrf_log和nrf_cli是两个完全独立的模块，但是nrf_log可以选用nrf_cli为其后端接口，由nrf_cli完成后端打印功能。sdk中提供了三个cli的例子，分别为：
examplesperipheralclipca10040lankarm5_no_packs
examplesle_peripheralexperimentalle_app_clipca10040s132arm5_no_packs
examplesle_central_and_peripheralexperimentalle_app_interactivepca10040s132arm5_no_packs
如果大家的应用需要命令行交互方式，可以参考上面3个例子，以examplesperipheralclipca10040lankarm5_no_packs为例，交互成功后的界面如下所示：
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1. 通过打log方式进行调试
nrf5sdk支持uart和swdj-link（rtt）两种底层通信方式来打印日志，sdk14之后日志也可以通过蓝牙或者flash进行输出和存储打印，一般来说，uart和swd用得比较多，其中uart使用串口助手来查看日志，swd使用j-linkrttviewer（仅适用windows）或者j-linkrttclient（windows/mac/linux系统）来查看打印日志。由于uart日志打印方式会占用一个uart口，而大部分nrf5芯片都只有一个uart口，从而导致资源冲突，为此推荐大家使用rtt方式来打印日志，从而可以将uart口留给正常应用，更重要的是rtt打印方式功耗非常低（几乎可以忽略不计），大家可以在正式release的产品中也使能它，从而发现产品部署后有可能会出现的问题（uart打印方式功耗非常高，在正式release产品中必须关掉它）。
如果使用swd接口进行日志打印，那么你可以使用j-linkrttviewer或者rttclient来显示日志，二者选其一即可。在windows平台推荐使用rttviewer，否则使用rttclient。
1.1 j-link rtt viewer
rttviewer配置方式如下所示：
rttviewer日志打印窗口如下所示：（使用的是sdk15.3中的ble_app_hrs例子，下同）
1.2 j-link rttclient
rttclient配置方式如下所示（直接使用jlink命令进行配置）：
rttclient打印窗口如下所示：
1.3 uart串口助手
串口助手配置方式如下所示：
baudrate:115200
8 data bits
1 stop bit
no parity
hwflowcontrol:none
随便选择一款你熟悉的串口助手，比如putty或者termite，termite打印窗口如下所示：
putty打印窗口如下所示：
1.4 日志打印模块nrf_log
nrf5sdk日志打印功能是通过nrf_log模块实现的（上面展示的日志都是通过nrf_log打印出来的），sdk包含的大部分例子都自带打印功能，也就是说包含了nrf_log模块。一般来说，例子都是默认使用uart进行打印的，如果需要改为rtt进行打印，需要对nrf_log模块进行配置。在具体讲述nrf_log模块的配置选项之前，先大概讲述一下nrf_log的工作原理。
nrf_log工作原理
nrf_log模块包含前端和后端两部分代码。前端是面向用户的打印接口，比如nrf_log_info，它把用户要打印的数据放在一块ram中。后端用来具体实现打印功能，即把前端ram中的数据通过不同的后端接口打印出去。目前nrf_log支持的后端接口有：uart，rtt，flash和蓝牙。不管采用哪一种后端接口，对用户来说，其调用的前端api是一样的，nrf_log模块会根据用户的配置自动适配相应后端接口，而且用户可以同时使能多个后端接口，即把日志同时打印到多个后端端口上。nrf_log模块可以单独使能或禁止某一个模块的打印功能，比如advertising模块，当你调试advertising模块的时候，可以把log打开，调试完毕，把log关闭以让log界面变得更清爽。nrf_log模块还可以设置打印的级别（level），如果不分级别的话，打印界面会包含很多打印信息，让我们每次调试都要花费很多时间去寻找自己想要的日志上。设定级别后，我们可以有选择的打印需要的日志信息，没问题时，我们只打印info级别的日志；有问题时，我们就可以把所有debug级别的日志都打印出来。nrf_log还有一个功能：deferred，如果不使能deferred，那么调用nrf_log_info等api的时候，立马就flush，即把日志打印出去；如果使能了deferred，那么调用nrf_log_info等api的时候，只是把打印数据放在ram中，真正的打印由main函数中的nrf_log_process完成，这样可以最大程度降低打印对应用本身的影响，尤其在执行一些时序很关键的操作的时候。nrf_log还支持时间戳打印，即在每条日志之前加上时间戳信息。
nrf_log配置
从sdk12以后，nrf_log模块的配置主要放在sdk_config.h文件中，以工程nrf5_sdk_15.3.0_59ac345examplesle_peripheralle_app_hrspca10040s132arm5_no_packs为例，nrf_log的配置选项如下所示：
注意：nrf5sdkv11.0.0及以前版本是没有sdk_config.h文件的，此时你需要到optionsfortarget->c/c++->define里面定义一个宏（keil工程），如果定义“nrf_log_uses_uart=1”选择uart日志打印；如果定义”nrf_log_uses_rtt=1”则选择rtt日志打印，如下：
还是以nrf5_sdk_15.3.0_59ac345examplesle_peripheralle_app_hrspca10040s132arm5_no_packs为例，当nrf_log配置为info级别，无timestamp，打印信息如下（与前面配置一样）
当nrf_log配置为debug级别，打开timestamp，打印信息如下所示：
2. 使用ide调试界面进行调试
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keil ide
通过以下方式打开nrf5soc内部寄存器查看窗口：
用得比较多的几个keil窗口：
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这里要特别强调一下，所有ses工程都包含2个版本：release版和debug版，release是没有包含debug信息以节省代码空间，所以如果你要debug一个工程，请先选择debug版本，然后再进行debug，如下所示：
3. nrf5 sdk自带的app_error_check函数
app_error_check是nrf5sdk定义的一个用来检查api返回值是否正确的函数，在nrf5sdk中，nrf_success（0）为正确返回值，其它返回值皆为错误值。nrf5sdk所有协议栈api调用，以及sdk库函数调用，都会用app_error_check去检查调用的返回值。当出现非法调用时，比如传入的实参不对，api返回值就不会为nrf_success，此时app_error_check就会派上大用场。通过查看app_error_check函数定义，如下所示：
你会发现app_error_check行为受宏debug和有没有挂仿真器两个因素的影响，当没有定义debug宏时，系统将直接产生软复位；当定义了debug宏并且没有挂仿真器时，系统将把错误信息保存在callstack中。不管怎么配置，app_error_check都会把相应的错误信息打印出来，以方便你去排查问题，如下所示。通过打印出来的错误信息，你就可以知道是哪个文件哪一行代码出了什么类型的错误。
注意在sdk14以前，app_error_check不会主动把错误信息打印出来，而是把错误信息存在ram中，然后通过debug模式可以直接查看相关错误信息，如下所示：
默认情况下，nrf5sdk是没有定义debug宏的，所以一旦函数返回值不对，系统就会复位。这里要特别指出的是，在你开发调试过程中，经常会碰到复位的情况，这其中大部分都是由app_error_check引起的。针对这种情况的复位，你只需要在optionsfortarget->c/c++->define里面定义一个宏：debug，就可以快速找出是哪一个文件哪一行代码引出的复位，以及复位原因是什么，如下所示：
4.使用命令行（cli）方式进行调试
打log方式只能单方面输出，而不能接受终端的输入，在很多情况下，我们需要动态调整log信息，比如动态更改log的级别，动态更改log的颜色等等，这个时候就需要用到nrf_cli模块，跟nrf_log相似，nrf_cli同时支持5种后端接口：uart，rtt，ble，flash和usbcdc。由于nrf_cli也有log输出功能，因此nrf_log模块可以直接选择nrf_cli为其后端接口。这里再次强调一下，nrf_log和nrf_cli是两个完全独立的模块，但是nrf_log可以选用nrf_cli为其后端接口，由nrf_cli完成后端打印功能。sdk中提供了三个cli的例子，分别为：
examplesperipheralclipca10040lankarm5_no_packs
examplesle_peripheralexperimentalle_app_clipca10040s132arm5_no_packs
examplesle_central_and_peripheralexperimentalle_app_interactivepca10040s132arm5_no_packs
如果大家的应用需要命令行交互方式，可以参考上面3个例子，以examplesperipheralclipca10040lankarm5_no_packs为例，交互成功后的界面如下所示：
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