基于AM335x的U-Boot/SPL 的CCS 調(diào)試

在基于Linux的AM335x軟件開發(fā)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(diào)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(diào)試的特點(diǎn)，就可以迅速定位到出問題的代碼所在位置，加速移植的調(diào)試過程。本文主要介紹如何用CCS+emulator調(diào)試基于AM335x的U-Boot/SPL。

1. AM335x Linux啟動(dòng)過程以及U-Boot/SPL調(diào)試代碼的準(zhǔn)備

1.1 [url=]AM335x Linux[/url]的啟動(dòng)過程

AM335x Linux的啟動(dòng)主要包括ROM，SPL， U-Boot 和kernel四個(gè)啟動(dòng)步驟：

A. ROM code

ROM code是固化在芯片內(nèi)部的代碼，當(dāng)上電時(shí)序正確，而且晶振等芯片啟動(dòng)所需的條件都具備時(shí)，AM335x會從ROM code開始運(yùn)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(shè)。

具體可以參考AM335x technical reference manual中的第26章 Initialization。

ROM code會從相應(yīng)的地方讀取/獲取SPL，并運(yùn)行SPL。

B. SPL

SPL 和U-Boot 是bootloader的兩個(gè)階段。這里分為兩個(gè)階段的原因是， ROM code中不會配置DDR，時(shí)鐘等最小系統(tǒng)，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(gè)U-Boot，所以將U-Boot分成兩部分，SPL和U-Boot。

SPL主要的職責(zé)就是初始化DDR，時(shí)鐘等最小系統(tǒng)，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(jìn)一步對芯片進(jìn)行配置，主要包括以下幾個(gè)方面以完成其主要職責(zé)：

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(shí)鐘系統(tǒng)，主要是PLL等。這個(gè)是配置各個(gè)功能模塊的基礎(chǔ)。

c. 配置UART，timer等。主要用于輸出必要的調(diào)試信息，或者提供些時(shí)鐘工具。

d. 配置I2C和PMIC。這個(gè)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(shè)。

完成配置后，SPL會讀取U-Boot，并運(yùn)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(gè)階段的image，但是U-Boot提供了更多外設(shè)的支持和更多的調(diào)試工具。所以，U-Boot也要進(jìn)行各個(gè)模塊的配置，上述SPL配置的部分， 除了DDR外，U-Boot也會根據(jù)需求重新配置(這里重置主要是U-Boot是一個(gè)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(wǎng)口，SD卡等根據(jù)需求進(jìn)行配置。

U-Boot 和SPL的工作流程比有一點(diǎn)是有較大差異的，就是會對自身進(jìn)行一次重載。這個(gè)在后面介紹U-Boot調(diào)試的時(shí)候，會有具體介紹。

完成配置后，U-Boot 會從相應(yīng)的存儲器或者外設(shè)讀取Kernel，并傳遞參數(shù)給kernel，運(yùn)行kernel。

D. Kernel

Kernel運(yùn)行起來就代表Linux運(yùn)行起來了，表明了啟動(dòng)過程的結(jié)束。

1.2 U-Boot/SPL 調(diào)試代碼的準(zhǔn)備

1.2.1下載U-Boot/SPL 代碼

U-Boot/SPL的代碼在一個(gè)包里面，通過編譯宏來分別編譯。目前TI U-Boot/SPL 代碼發(fā)布主要有兩個(gè)渠道，具體如下

A. 通過GIT開源的方式發(fā)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(fù)。

B. 通過TI的官網(wǎng)的EZSDK發(fā)布：

http://software-dl.ti.com/dsps/dsps_public_sw/am_bu/sdk/AM335xSDK/latest/index_FDS.html

EZSDK是正式發(fā)布的軟件包，經(jīng)過全面測試，性能穩(wěn)定，U-Boot/SPL在board-support 目錄中。可以選擇EZSDK作為開發(fā)的基礎(chǔ)代碼。當(dāng)有問題時(shí)， 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(jìn)行調(diào)試， 在編譯上需要注意兩點(diǎn)，其一，是要加入調(diào)試信息，就是為了加入symbol等信息;其二，去掉編譯器的性能優(yōu)化編譯選項(xiàng)，這個(gè)主要是因?yàn)?，?yōu)化后的代碼執(zhí)行順序相對C代碼會有調(diào)整。

針對這兩點(diǎn)，在Uboot/SPL中，需要在config.mk中進(jìn)行修改：

A. 在CFLAG 和 AFLAG中加入調(diào)試編譯選項(xiàng)，從而加入調(diào)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(xiàng)， -O2(U-Boot中默認(rèn)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(zhí)行文件

經(jīng)過編譯后，就會生成可執(zhí)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(dòng)的兩個(gè)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(fù)責(zé)AM335x啟動(dòng)的第一階段。

B. U-Boot-spl 作為帶有調(diào)試信息的image，可以在CCS中用作導(dǎo)入調(diào)試信息。

C. U-Boot-spl.bin 包含有調(diào)試信息，是調(diào)試時(shí)需要的image。

D. U-Boot-spl.map 這個(gè)文件里面存儲了spl的memory map信息，可以找到各函數(shù)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(fù)責(zé)AM335x啟動(dòng)的第二階段

B. U-Boot 包含有調(diào)試信息，屬于ELF格式，是調(diào)試時(shí)需要的image。

C. U-Boot.map這個(gè)文件里面存儲了U-Boot的memory map信息，可以找到各函數(shù)入口的地址

調(diào)試環(huán)境主要包含3個(gè)部分，仿真器，集成調(diào)試環(huán)境和開發(fā)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(jià)格偏貴。 XDS100v2價(jià)格比較便宜。 其具備和XDS560v2一樣的基本調(diào)試功能，只是XDS100v2的速度相對略慢。