Отладка S-функций MEX на C

Об отладке S-функций на C MEX

В этом разделе приведены советы высокого уровня по отладке S-функций C MEX в Simulink^® окружение и использование стороннего программного обеспечения. В следующих списках перечислены некоторые из наиболее распространенных ошибок, допущенных при написании S-функции. Для более подробного анализа используйте отладчик, предоставленный с вашими Компиляторами C.

Примеры в конце этого раздела показывают, как отлаживать S-функцию C MEX во время симуляции, используя стороннее программное обеспечение.

В первом примере используется Microsoft^® Визуальный C++^® Окружение .NET (версия 7.0).
Второй пример отлаживает S-функцию в The Open Group UNIX^® платформы.

Для получения дополнительной информации о файлах отладки см. документацию компилятора.

Отладка в окружение Simulink

Прежде чем вы начнете, убедитесь, что у вас есть хорошее понимание того, как записать C S-функции и необходимые методы коллбэка. За помощью:

Прочитайте раздел Доступные реализации S-функций, чтобы определить, реализовали ли вы свою S-функцию с помощью наиболее подходящего метода.

Используйте блок S-Function Builder, чтобы сгенерировать простые S-функции и изучить содержимое исходных файлов.
Смотрите модели примера S-функции, доступные в sfundemos. Папка matlabroot/ simulink/src (open) содержит исходные файлы S-функций для этих моделей.

Если ваша S-функция не компилируется, сначала убедитесь, что mex команда правильно сконфигурирована, и ваша S-функция включает все необходимые файлы:

Выполняйте mex -setup чтобы убедиться, что ваш компилятор правильно установлен.
Подтвердите, что вы передаете все исходные файлы, необходимые вашей S-функции, в mex команда.
Проверьте, что эти дополнительные исходные файлы находятся в MATLAB^® путь.
Убедитесь, что ваша S-функция включает в себя simstruc.h заголовочный файл. Если вы обращаетесь к унаследованному коду, убедитесь, что любые заголовочные файлы, необходимые этому коду, также включены в вашу S-функцию.
Убедитесь, что ваша S-функция не включает simstruc_types.h или rtwtypes.h заголовочные файлы. Эти файлы заголовка Coder™ Simulink и Simulink автоматически включаются для вас. Если вы компилируете свою S-функцию как файл MEX для симуляции, включая rtwtypes.h файл приводит к ошибкам.

Если на mex команда компилирует вашу S-функцию, но ваша S-функция не моделирует или симуляция приводит к неправильным результатам, проверьте исходный код вашей S-функции, чтобы убедиться, что:

Вы не перезаписываете важную память
Вы не используете никакие неинициализированные переменные

В следующей таблице описаны дополнительные общие конструкции S-функций, которые могут привести к ошибкам компиляции и симуляции.

Ваша S-функция...	Ищите...
Использование `for` циклы для назначения памяти?	Образцы, в которых ваша S-функция может непреднамеренно присвоить значения за пределами границ массива.
Использовать глобальные переменные?	Расположения в коде, где глобальные переменные могут быть повреждены. Если у вас есть несколько образцы вашей S-функции в модели, они могут записать через одно и то же место памяти.
Выделить память?	Память, которую ваша S-функция не отменяет. Всегда освобождайте память, которую распределяет ваша S-функция, используя `malloc` и `free` команды для выделения и удаления памяти, соответственно.
Есть прямое сквозное соединение?	Неправильная установка флага прямой передачи в вашей S-функции. S-функция может получить доступ к своим входам в `mdlOutputs` метод только в том случае, если он указывает, что входные порты имеют прямое сквозное соединение. Доступ к входным сигналам в `mdlOutputs` если для входного порта установлен флаг прямой передачи `false` приводит к неопределенному поведению. Чтобы проверить, если у вас неправильно установлен флаг прямой передачи, можно включить свойство модели `TryForcingSFcnDF` использование команды set_param(model_name,'TryForcingSFcnDF','on') Эта команда задает, что все S-функции в модели `model_name` иметь прямой прямой флаг `true` для всех их входных портов. После того, как вы включите это свойство, если ваша симуляция выдает правильные ответы, не вызывая алгебраического цикла, одна из ваших S-функций в модели потенциально устанавливает неправильный прямой обратный флаг. Проконсультируйтесь по прямому сквозному соединению в `sfuntmpl_doc.c` для получения дополнительной информации о диагностике ошибок прямой передачи.
Получить правильный доступ к входным сигналам?	Образцы в коде, где ваша S-функция использует неправильные макросы для доступа к входным сигналам, например, при доступе к несмежному сигналу. Несмежные сигналы результата, когда входной порт S-функции подается блоком Selector, который выбирает каждый другой элемент массива вектора сигнал. Для разъединенных входных сигналов используйте следующие команды: // In mdlInitializeSizes ssSetInputPortRequiredContiguous(S, 0, 0); // In mdlOutputs, access the inputs using InputRealPtrsType uPtrs1 = ssGetInputPortRealSignalPtrs(S,0); Для смежных входных сигналов используйте следующие команды: // In mdlInitializeSizes ssSetInputPortRequiredContiguous(S, 0, 1); // In mdlOutputs, access the inputs using const real_T u0 = (const real_T) ssGetInputPortSignal(S,0); /* If ssSetInputPortRequiredContiguous is 0, ssGetInputPortSignal returns an invalid pointer.*/

Методы отладки

Для дополнительной помощи при отладке S-функции можно использовать следующие методы.

Скомпилируйте S-функцию в режиме отладки с помощью -g опция для mex команда. Это включает дополнительные функции диагностики, которые вызываются только при компиляции S-функции в режиме отладки.

Место ssPrintf операторы внутри методов коллбэка, чтобы убедиться, что они выполняются и выполняются в том порядке, в котором вы ожидаете. Кроме того, используйте ssPrintf операторы для печати возвращаемых значений в командной строке MATLAB, чтобы проверить, дает ли ваш код ожидаемые результаты.
Тип feature memstats в командной строке MATLAB запросить использование памяти.
Используйте инструмент ФАЙЛ MATLAB & folder Comparisons или другое приложение для дифференцирования текста, чтобы искать текстовые изменения в различных версиях вашей S-функции. Это может помочь вам найти изменения, которые отключили S-функцию, которая ранее скомпилировалась и выполнялась. Инструкции по использованию инструмента «Сравнение файлов и папок» см. в разделе Сравнение файлов и папок и слияние файлов.
Используйте настройки в диалоговом окне Параметров конфигурации, чтобы проверить на проблемы с памятью.
- Установите диагностику Solver data inconsistency равной warning.
- Установите диагностику Array bounds exceeded равной warning или error(Дополнительные сведения о том, как использовать эту диагностику, см. в разделе Проверка границ массивов).
- Отключите оптимизацию Повторного использования памяти (Simulink Coder).
Отделите алгоритм S-функции от интерфейса Simulink, затем используйте S-Function Builder, чтобы сгенерировать новый интерфейс Simulink для алгоритма. S-Function Builder гарантирует, что интерфейс реализован наиболее последовательным методом.

Отладка с использованием стороннего программного обеспечения

Вы можете отлаживать и профилировать фрагмент алгоритма вашей S-функции с помощью стороннего программного обеспечения, если вы отделяете алгоритм от интерфейса Simulink S-функции. Вы не можете отлаживать и профилировать интерфейс S-функции с движком Simulink, потому что код интерфейса Simulink не поставляется с продуктом.

Можно дополнительно использовать стороннее программное обеспечение для отладки S-функции во время симуляции, как показано в следующих двух примерах. Эти примеры используют модель Simulink sfcndemo_timestwo и S-функцию MEX на C timestwo.c.

Отладка S-функций MEX C с использованием окружения Microsoft Visual C++ .NET

Прежде чем начинать пример, сохраните файлы sfcndemo_timestwo и timestwo.c в рабочую папку.

Откройте модель Simulink sfcndemo_timestwo.
Создайте версию файла MEX, которую можно отлаживать, скомпилировав файл C с помощью mex команда со -g опция.
```
mex -g timestwo.c
```
The -g опция создает исполняемый файл timestwo.mexw64 с включенными символами отладки. На данной точке можно захотеть симулировать sfcndemo_timestwo модель, чтобы убедиться, что он работает правильно.
Не выходя из окружения MATLAB, запустите среду разработки Майкрософт.
В панели меню среды разработки Майкрософт выберите Tools > Debug Processes.
В открывшемся Processes окне выберите MATLAB.exe обработайте в списке Available Processes и нажмите Attach.
В открывшемся Attach to Process окне выберите Native в списке типов программ и нажмите OK. Теперь вы должны быть присоединены к процессу MATLAB.
Нажмите Close в диалоговом окне Processes.
Очистить MEX-функции в MATLAB можно используя clear команда.
```
clear mex
```
В меню File среды разработки Майкрософт выберите Open > File. Выберите timestwo.c исходные файлы из открывшегося браузера файлов.
Установите точку останова на нужной строке кода, щелкнув правой кнопкой мыши по линии и выбрав Insert Breakpoint из контекстного меню. Если вы ранее не запускали модель, точка останова может появиться с вопросительным знаком, указывающим, что исполняемый файл не загружен. Впоследствии выполнение модели загружает .mexw32 Файл и удаляет вопросительный знак из точки останова.
Запустите симуляцию из sfcndemo_timestwo Модель Simulink. Вы должны запустить S-функцию в среде разработки Майкрософт и можете отлаживать файл в этом окружении.

Отладка функций MEX S на платформах UNIX открытой группы

Прежде чем начинать пример, сохраните файлы sfcndemo_timestwo и timestwo.c в рабочую папку.

Создайте версию файла MEX для отладки:

Откройте модель Simulink sfcndemo_timestwo.
Создайте версию файла MEX, которую можно отлаживать, скомпилировав файл C с помощью mex команда со -g опция:
```
mex -g timestwo.c
```
The -g опция создает исполняемый файл timestwo.mexa64 с включенными символами отладки.
Симулируйте sfcndemo_timestwo модель, чтобы убедиться, что он работает правильно.
Выход из окружения MATLAB.

Отлаживайте файл MEX:

Запустите окружение MATLAB в режиме отладки с помощью этой команды:
```
matlab -D<nameOfDebugger>
```
The -D флаг запускает окружение MATLAB в указанном отладчике. Для примера использовать gdb инструмент отладки в Linux^® platform, введите эту команду.
```
matlab -Dgdb
```
После загрузки отладчика продолжите загрузку окружения MATLAB, введя run в приглашении отладчика (gdb).
```
run -nodesktop
```
```
Starting program: matlab
...
```
Примечание
Отладчик может остановиться на ложных сигналах нарушения сегментации, которые являются результатом взаимодействий с базовым Java^® Виртуальная машина (JVM™). Можно игнорировать эти сообщения и продолжить, используя cont команда. Если вы не отлаживаете сигналы нарушения сегментации и хотите подавить эти сообщения, введите команду handle SIGSEGV nostop noprint pass.
Откройте sfcndemo_timestwo Модель Simulink.
Нажмите Ctrl+C, чтобы открыть отладчик.
На (gdb) подсказка, установка точек по оси Х в исходном коде, например:
```
break timestwo.c:37
```
```
Breakpoint 1 (timestwo.c:37) pending
(gdb)
```
На (gdb) приглашение, введите cont команда для продолжения.
```
cont
```
Используйте стандартные программы отладчика для отладки S-функции. Для получения дополнительной информации смотрите gdb документация, являющаяся частью документации операционной системы.

См. также

Level-2 MATLAB S-Function | MATLAB Function | S-Function | S-Function Builder

Документация