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技術支持Technical

基于AM335x的U-Boot/SPL 的CCS 調試

時間:2016-11-28     作者:


 在基于Linux的AM335x軟件開發流程中,第一步就是U-Boot/SPL(SecondProgram Loader)的移植。在移植中遇到問題比較常見,而U-Boot/SPL的調試手段比較簡陋,不便于迅速找到問題。利用仿真器可以單步調試的特點,就可以迅速定位到出問題的代碼所在位置,加速移植的調試過程。本文主要介紹如何用CCS+emulator調試基于AM335x的U-Boot/SPL。
1. AM335x Linux啟動過程以及U-Boot/SPL調試代碼的準備
1.1 [url=]AM335x Linux[/url]的啟動過程
AM335x Linux的啟動主要包括ROM,SPL, U-Boot 和kernel四個啟動步驟:
A. ROM code
ROM code是固化在芯片內部的代碼,當上電時序正確,而且晶振等芯片啟動所需的條件都具備時,AM335x會從ROM code開始運行。
ROM code首先會讀取sys_boot引腳上的配置,以確定存放SPL的存儲器,或者可以獲取SPL的外設。
具體可以參考AM335x technical reference manual中的第26章 Initialization。
ROM code會從相應的地方讀取/獲取SPL,并運行SPL。
B. SPL
SPL 和U-Boot 是bootloader的兩個階段。這里分為兩個階段的原因是, ROM code中不會配置DDR,時鐘等最小系統,所以ROM code只能把bootloader加載到片上SRAM中,而片上SRAM對成本影響很大,所以通常很小,例如在AM335x上只有64K,不足夠放下整個U-Boot,所以將U-Boot分成兩部分,SPL和U-Boot。
SPL主要的職責就是初始化DDR,時鐘等最小系統,以讀取U-Boot,并加載到DDR中。具體來看,SPL 由ROM code加載到片上SRAM的起始位置,也就是0x402F0400。SPL會進一步對芯片進行配置,主要包括以下幾個方面以完成其主要職責:
a. 配置ARM core。 主要包括對中斷向量表,cache,MMU等的配置。
b. 配置時鐘系統,主要是PLL等。這個是配置各個功能模塊的基礎。
c. 配置UART,timer等。主要用于輸出必要的調試信息,或者提供些時鐘工具。
d. 配置I2C和PMIC。這個主要是為了配置電源管理芯片。
e. 配置DDR。
f. 配置 U-Boot所在的存儲器或者外設。
完成配置后,SPL會讀取U-Boot,并運行U-Boot。
C. U-Boot
U-Boot 主要的工作就是正確加載Kernel。和SPL類似,U-Boot也是要加載下一個階段的image,但是U-Boot提供了更多外設的支持和更多的調試工具。所以,U-Boot也要進行各個模塊的配置,上述SPL配置的部分, 除了DDR外,U-Boot也會根據需求重新配置(這里重置主要是U-Boot是一個開源工程,其要兼容某些特殊的芯片,從而需要做重載)。此外,U- Boot也會對網口,SD卡等根據需求進行配置。
U-Boot 和SPL的工作流程比有一點是有較大差異的,就是會對自身進行一次重載。這個在后面介紹U-Boot調試的時候,會有具體介紹。
完成配置后,U-Boot 會從相應的存儲器或者外設讀取Kernel,并傳遞參數給kernel,運行kernel。
D. Kernel
Kernel運行起來就代表Linux運行起來了,表明了啟動過程的結束。
1.2 U-Boot/SPL 調試代碼的準備
1.2.1下載U-Boot/SPL 代碼
U-Boot/SPL的代碼在一個包里面,通過編譯宏來分別編譯。目前TI U-Boot/SPL 代碼發布主要有兩個渠道,具體如下
A. 通過GIT開源的方式發布:
git://arago-project.org/git/projects/U-Boot-am33x.git
可以獲取最新的代碼,包含了最新的bug的修復。
B. 通過TI的官網的EZSDK發布:
http://software-dl.ti.com/dsps/dsps_public_sw/am_bu/sdk/AM335xSDK/latest/index_FDS.html
EZSDK是正式發布的軟件包,經過全面測試,性能穩定,U-Boot/SPL在board-support 目錄中??梢赃x擇EZSDK作為開發的基礎代碼。當有問題時, 可到GIT上查找最新的代碼是否有bug fix。
1.2.2 U-Boot/SPL的編譯
為了便于用CCS進行調試, 在編譯上需要注意兩點,其一,是要加入調試信息,就是為了加入symbol等信息;其二,去掉編譯器的性能優化編譯選項,這個主要是因為,優化后的代碼執行順序相對C代碼會有調整。
針對這兩點,在Uboot/SPL中,需要在config.mk中進行修改:
A. 在CFLAG 和 AFLAG中加入調試編譯選項,從而加入調試信息:
278ALL_AFLAGS = $(AFLAGS) $(AFLAGS_$(BCURDIR)/$(@F)) $(AFLAGS_$(BCURDIR)) –g
279ALL_CFLAGS = $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(BCURDIR)/$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) –g
B. 去掉 CFLAG中的編譯選項, -O2(U-Boot中默認是-O2)
61 HOSTCFLAGS = -Wall -Wstrict-prototypes -O2-fomit-frame-pointer
編譯過程可以參考http://processors.wiki.ti.com/index.php/AM335x_U-Boot_User%27s_Guide
1.2.3 可執行文件
經過編譯后,就會生成可執行文件,也就是我們通常所說的image,這里會生成的image主要用AM335xLinux啟動的兩個階段,MLO(SPL)和U-Boot。
這里,SPL生成的image在am335/U-Boot-am33x/am335x/spl中,
A. am335/U-Boot-am33x/MLO 負責AM335x啟動的第一階段。
B. U-Boot-spl 作為帶有調試信息的image,可以在CCS中用作導入調試信息。
C. U-Boot-spl.bin 包含有調試信息,是調試時需要的image。
D. U-Boot-spl.map 這個文件里面存儲了spl的memory map信息,可以找到各函數入口的地址。
U-Boot生成的image在U-Boot-am33x/am335x中,具體如下:
A. U-Boot.img負責AM335x啟動的第二階段
B. U-Boot 包含有調試信息,屬于ELF格式,是調試時需要的image。
C. U-Boot.map這個文件里面存儲了U-Boot的memory map信息,可以找到各函數入口的地址
調試環境主要包含3個部分,仿真器,集成調試環境和開發板。下面將逐一介紹:
2.1 仿真器(emulator)
目前支持AM335x的仿真器的型號比較多,有XDS560v2,XDS510,XDS100v2, XDS100v3,等,比較常見的是XDS560v2和XDS100v2。
XDS560v2,性能好,速度快,具有trace功能,但是價格偏貴。 XDS100v 

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