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# log 实训
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## log简介
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**log的定义**：日志是将软件运行的状态、过程等信息，输出到不同的介质中（例如：文件、控制台、显示屏等），并进行显示和保存。为软件调试、维护过程中的问题追溯、性能分析、系统监控、故障预警等功能，提供参考依据。可以说，日志的使用，几乎占用的软件生命周期的至少 80% 的时间。
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**log的重要性**：对于操作系统而言，由于其软件的复杂度非常大，单步调试在一些场景下并不适合，所以日志组件在操作系统上几乎都是标配。完善的日志系统也能让操作系统的调试事半功倍.
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**log的作用：**
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* *** 确定程序的运行路径 *** 一个函数有没有被调用，一个 if 块有没有被执行，一个 while 循环执行了几次，到了哪一步中断了，都可以通过 输出出相关信息来查看。
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* *** 查看变量的状态 *** 程序自身的报错会告诉你发生了什么错误，但你还需要找出为什么会发生错误。**通过 log输出出错语句涉及到的相关变量的值和类型**，可以帮助分析出错原因。
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* *** 找出出错位置 *** 往往错误的原因并不在报错的位置，所以多输出一些标记，多 输出不同位置的变量值，**查看变量在运行过程中值的变化情况**，可以观察是在哪里发生了问题。
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## px4 log使用
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#### 代码添加log输出
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在飞控开发过程中可以使用以下代码进行log调试，根据不同的错误级别在相应的部分插入相应的信息。不同的信息代表不同的情况，info一般用来表示重要功能完成了。warn表示发生异常但不影响系统使用，err代表使用已经影响到了系统的工作必须马上解决问题。
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```c++
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PX4_INFO("输出需要的数据");
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PX4_WARN(" 输出警告信息");
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PX4_ERR("输出错误信息" );
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```
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在代码的需要的位置插入这三种log输出代码，原则如下：
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**多输出一些辅助信息**，方便自己查看，不然一堆数据看花眼。一般输出时会标注上**变量名，再输出变量类型，以及变量的值**
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**在出错行之前输出**。报错行涉及的一些变量，把他们的数值和类型，全都输出出来，看看和预期是否一致。
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**一行做一件事 **。如果你出错的一行里连续调用了多个函数或运算，要分开写，分开输出。
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### nsh调试
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debug方式主要分仿真器调试和真机调试，一般都是先进行软件仿真调试，再进行真机调试。二者调试时的终端都会输出log信息。根据输出的log信息可以快速定位问题所在。也可以在把编译生成的固件写入飞控之后，飞控连接[QGC地面站][http://qgroundcontrol.com/ ]之后打开mavlink console也可以运行自己所写的module.仿真器和QGC地面站都可以输入help来查看有效的命令和语法.这里以px4_simple_app为例,下图是在jmavsim仿真器运行px4_simple_app时所输出的log信息。
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### 日志分析
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#### logger
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px4 的logger会把订阅的uorb消息记录成.ulg文件存在SD卡中．logger可以订阅任何uorb消息并且可以进行配置选择需要的消息主题和频率.logger输出保存ulog文件也可以通过mavlink向客户端发送ulog数据.这两个后台任务可以同时进行.
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**logger实现**
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使用两个线程:
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- 主线程以固定速率运行（如果以-p参数启动的话，则轮询主题），并检查数据更新
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- 写入线程，将数据写入文件
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两个线程之间有一个可配置大小的写入缓存区。
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logger默认情况下飞机解锁之后就会开始记录日志,飞机锁定之后停止记录日志.也可以在终端使用logger on手动开启.logger off停止记录.日志记录的主要内容为飞行数据和debug信息．记录的日志文件可以用于对飞机的系统和飞行性能的评估、调整和事故分析.日志的格式是ulog.记录的日志文件会存储成.ulg文件存在SD卡中.可以安装使用pyulog查看日志信息.
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**logger 命令**
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```
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logger <命令> [参数...]
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命令:
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start
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[-m <val>] 后端模式
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可选: file|mavlink|all, 缺省: all
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[-e] 启动后立即开始记录，直到上锁(否则只在解锁后开始记录)
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[-f] 记录直到关闭为止(包含 -e)
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[-t] 使用日期/时间命名日志目录和文件
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[-r <val>] 记录速率，单位：Hz，值为0则不限速
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缺省: 280
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[-b <val>] 记录缓存大小，单位：KiB
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缺省: 12
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[-q <val>] mavlink模式下uORB队列大小
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缺省: 14
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[-p <val>] 轮询主题而不是以固定速率运行(记录速率和主题间隔将被忽略)
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可选: <topic_name>
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on 立即开始记录，覆盖解锁(日志系统必须在运行中)
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off 立即停止记录，覆盖锁定(日志系统必须在运行中)
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stop
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status 打印状态信息
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```
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**pyulog安装方法**
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```shell
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git clone https://github.com/PX4/pyulog.git
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cd pyulog
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python setup.py build install
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```
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pyulog常用命令
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```shell
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ulog2csv sample.ulg //将sample.ulg文件转成.csv文件这些文件可以使用excel打开
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ulog_messgaes sample.ulg //查看ulog中的uorb的消息
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ulog_info sample.ulg //显示sample.ulg记录的信息
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ulog_params sample.ulg //查看sample.ulg文件的参数
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```
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下方是ulg文件转成csv后的几个比较重要的文件和所记录的信息。
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airspeed_0.csv 存放了飞行的指示空速和滤波前后的真空速
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vehicle_attitude_0.csv 存放了四元数及pqr
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vehicle_attitude_setpoint_0.csv 存放了期望的姿态角及四元数、油门信息
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tecs_status_0.csv 存放了滤波后的高度、速度、加速度信息及期望的高度、速度、加速度信息以及跟总能量有关的一些参数
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actuator_outputs_0.csv、actuator_outputs_1.csv 存放了输出混控器的pwm信号，其中0是main out 1是aux out分别由主处理器和协处理器输出
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actuator_controls_0_0.csv 存放了输入混控器的归一化数据
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ekf2 两个文件中存放着互补滤波的数据更新
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home_position_0.csv 存放着地面站所在位置
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日志记录的消息主题也可以自己定义的,通过创建SD卡中的etc/logging/logger_topics.txt文件可以自定义记录需要的日志消息主题.一旦使用这个文件就会自动替换全部的默认主题.文件内容格式如下.
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```text
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<topic_name> <interval> <instance>
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```
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topic_name 就是所要订阅的消息主题的名称
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interval 是消息之间的间隔.如果指定了，则定义该主题的两条日志消息之间的最小间隔，单位为ms。如果不指定，则以全速率记录该主题.
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instance是消息的实例,如果不指定就记录该消息主题的所有实例,指定就记录相应的实例.如果不指定就记录该消息主题的所有实例.
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例子如下
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```text
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sensor_accel 0 0
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sensor_accel 100 1
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sensor_gyro 200
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sensor_mag 200 1
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```
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使用前的记录的数据
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替换后的数据
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