使用VS Code调试Docker Container中的Autoware.ai代码

第一种方法 – 在VS Code中进行Debug

在用这个方法时踩到了一些坑，一度搞得我很无奈。后面解决的方法也有点莫名其妙。下面详细叙述下。

Step1

首先创建docker container，这里我是用命令行创建的。然后运行autoware提供的/docker/generic/下的run.sh，即会自动创建docker container并进入到container中。此时docker --version为Docker version 20.10.18, build b40c2f6.
更新vs code到最新版本，安装docker 插件

Step2

点击左侧任务栏的docker按钮， 可以看到显示所有的container，右击选择Attach Visual Studio Code


会弹出一个新的窗口，可以在左侧任务栏看到DEV CONTAINERS已经连接，如下图所示。

这里曾经遇到两个坑
第一个是在点击Attach Visual Studio Code后，VS Code出现弹框报错，内容为“Remote - Containers Docker version 17.12.0 or later required.”
但其实Docker的版本已经是20往上了，搜到了这个解决办法，但是貌似没啥用。。
第二个坑是，把后面的都配置好之后，点击Debug按钮调试cpp文件，调用的竟然是python的debugger，然后发现是在文档里面，调试过python代码，不知道为啥默认就用了那个，选择gdb也不好使。把之前的目录删了以后，发现可以了。。。
而且同时，再点Attach Visual Studio Code就可以用了。。。所以不知道是不是因为这个影响了第一个问题。
总而言之解决的莫名其妙。
按理说，VS Code这边的Docker插件都能检测到container里面的内容，所有代码均可查看，而且执行Attach to Shell命令，也可以正常进入到docker container里面的命令行，应该说vscode是连接到了container了，不知道为啥会出现第一个问题。
总之解决了。

Step3

点击File按钮，打开/home/autoware/Autoware/src/autoware目录作为工作目录。

Step4

在/home/autoware/Autoware/src/autoware/目录下创建文件夹.vscode
分别创建四个文件，文件名和内容分别如下

c_cpp_properties.json

{"configurations": [{"browse": {"databaseFilename": "","limitSymbolsToIncludedHeaders": true},"includePath": ["/opt/ros/melodic/include/**","/usr/include/**"],"name": "ROS","intelliSenseMode": "gcc-x64","compilerPath": "/usr/bin/clang","cStandard": "c11","cppStandard": "c++14"//"compileCommands": "${workspaceFolder}/build/compile_commands.json"}],"version": 4
}

launch.json

// {
//     // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
//     // Hover to view descriptions of existing attributes.
//     // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
//     "version": "0.2.0",
//     "configurations": []
// }
{"version": "0.2.0","configurations": [{"name": "(gdb) Launch", // 配置名称，将会在调试配置下拉列表中显示"type": "cppdbg",  // 调试器类型 该值自动生成"request": "launch",  // 调试方式,还可以选择attach"program": "/home/autoware/Autoware/build/gnss_localizer/devel/lib/gnss_localizer/fix2tfpose", //要调试的程序（完整路径，支持相对路径）"args": [],  // 传递给上面程序的参数，没有参数留空即可"stopAtEntry": false,  // 是否停在程序入口点（停在main函数开始）"cwd": "${workspaceRoot}",  // 调试程序时的工作目录"environment": [], //针对调试的程序，要添加到环境中的环境变量. 例如: [ { "name": "squid", "value": "clam" } ]"externalConsole": false,   //如果设置为true，则为应用程序启动外部控制台。 如果为false，则不会启动控制台，并使用VS Code的内置调试控制台。"MIMode": "gdb",  // VSCode要使用的调试工具名称"miDebuggerPath": "/usr/bin/gdb","setupCommands": [{"description": "Enable pretty-printing for gdb","text": "-enable-pretty-printing","ignoreFailures": true}]}]
}

settings.json

{"files.associations": {"iostream": "cpp"}
}

task.json

{"version": "2.0.0","tasks": [{"type": "catkin_make","args": ["--directory","/home/autoware/Autoware/src/autoware/","-j4","-DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug","-DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=<package_name>"],"problemMatcher": ["$catkin-gcc"],"group": {"kind":"build","isDefault":true},"label": "catkin_make: build"}]}

Step5

在docker container中安装gdb debugger

$ gdb -help 
$ sudo apt-get install libc6-dbg gdb valgrind  # to install

确保gdb的地址是正确的。检查launch.json文件中包含miDebuggerPath的一行。

Step6

在launch.json文件中，编辑program这一行，指定在/build目录下，比如

/home/autoware/Autoware/build/op_global_planner/devel/lib/op_global_planner/op_global_planner

Step7

在/src目录下找到对应的cpp文件，比如

/home/autoware/Autoware/src/autoware/core_planning/op_global_planner/nodes/op_global_planner.cpp

确保所有的必要topic信息都可以被订阅到，点击debug按钮，并选择"(gdb)launch" debugger

参考链接

Open container fails with “Docker version 17.12.0 or later is required” #5396
Attached container configuration reference
VSCode代码调试器
【VSCode】调试器debugger详细使用手册

第二种方法 – cmake重新编译

Autoware默认编译的版本为release版本，因此需要编译为debug模式来进行调试。
要完成这个任务，需要做几个方面的工作。

• 学习cmake
• 了解Autoware中的编译结构
• 修改CMakeLists.txt文件，并重新编译为debug模式

cmake

Autoware项目是用cmake编译的，首先需要对cmake的用法有所了解。
众所周知，C++中cpp文件无法直接运行，需要编译成.o或.obj这种object目标文件，才能够执行。

使用gcc命令可以分别编译每个cpp文件，但这样很麻烦，cmake则提供了批量编译很多文件的简便方法。

使用方法（简介）

为一个项目建立CMakeLists.txt文件，在文件里按照规定的语法编写，然后执行

$ cmake ..
$ make

命令，会生成编译文件，主要的（应该也是最基础的文件）包括

CMakeCache.txt  CMakeFiles  cmake_install.cmake  Makefile

并可以用make clean命令来清楚生成的object文件

cmake常用目录结构

build

通常为项目创建build目录，在这个目录下执行cmake和make命令，生成的文件都在这下面（除了目标文件），将编译生成的文件都放在build目录下还有一个好处是，重新编译需要删除这些编译文件时，可以直接删除，不会和其他需要的文件混在一起。

bin

通常用来存放生成的object文件，但是也不一定，比如Autoware就放在每个小模块的CMakeFiles文件夹下面

lib

通常用来存放库文件，包括.a静态库和.so动态库。

src

用来存放cpp源文件。

教程

【C++】Cmake使用教程（看这一篇就够了）
【C++】静态库和动态库文件的生成和使用

Autoware编译结构

Autoware路径下的目录结构为

build/ install/ log/ src/

其中:
build文件夹存放了各个模块编译相关的文件，模块目录下的CMakeFiles存放了生成的object文件。
src文件夹存放了CMakeLists.txt文件。比如/home/autoware/Autoware/src/autoware/core_planning/op_global_planner/路径

查看Autoware的编译类型

How to check if program was compiled with debug symbols?

修改CMakeList.txt文件

在CMakeLists.txt文件里增加两行，

set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
set(CMAKE_BUILD_TYPE RelWithDebInfo)

然后回到build目录，执行以下命令进行编译

$ colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo

如果要编译为Release版本，则执行
Without CUDA Support

$ colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

With CUDA support

$ AUTOWARE_COMPILE_WITH_CUDA=1 colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

参考链接

OpenPlanner项目独立的github链接

https://github.com/hatem-darweesh/autoware.ai.openplanner/tree/dd9bda08e2bb13b0ad501514098f853a38be7732

colcon使用文档

https://colcon.readthedocs.io/en/released/user/quick-start.html

build Autoware from source

https://gitlab.com/autowarefoundation/autoware.ai/autoware/-/wikis/Source-Build?version_id=a33764ab4b6e7a1798c9f79465c74d565e92904b

How to check if program was compiled with debug symbols? [duplicate]

https://stackoverflow.com/questions/3284112/how-to-check-if-program-was-compiled-with-debug-symbols

VSCode debug cpp ROS node - compile package with debug mode

https://answers.ros.org/question/313371/vscode-debug-cpp-ros-node/

C/C++: How do you set GDB debug flag (-g) with cmake?

https://bytefreaks.net/programming-2/cc-how-do-you-set-gdb-debug-flag-g-with-cmake