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，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啟動過程以及U-Boot/SPL調(diào)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(nèi)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(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(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(tǒng)，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(diào)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(diào)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(jù)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(wǎng)口，SD卡等根據(jù)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(diào)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(shù)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(jié)束。

1.2 U-Boot/SPL 調(diào)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(fā)布主要有兩個渠道，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。

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?？梢赃x擇EZSDK作為開發(fā)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(diào)試， 在編譯上需要注意兩點，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，這個主要是因為，優(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，在Uboot/SPL中，需要在config.mk中進行修改：

A. 在CFLAG 和 AFLAG中加入調(diào)試編譯選項，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， -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(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(diào)試信息的image，可以在CCS中用作導入調(diào)試信息。

C. U-Boot-spl.bin 包含有調(diào)試信息，是調(diào)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(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負責AM335x啟動的第二階段

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(shù)入口的地址

調(diào)試環(huán)境主要包含3個部分，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，但是價格偏貴。 XDS100v2價格比較便宜。 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。