ARM JTAG仿真器调试方法之FLASH篇

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通常情况下，我们并不推荐在FLASH中进行程序调试，这是因为相对于其他调试方法而言：

       （1）将程序下载到FLASH中的速度较慢，操作也较复杂；

       （2）程序在FLASH中的运行和调试速度较慢；

       （3）对FLASH频繁擦写会缩短FLASH的使用寿命。

       但某些情况下，必须要在FLASH中进行程序调试，这是因为在实际的系统中，代码总是固化在FLASH中，在FLASH中运行程序更能反应程序的实际情况。例如以下情形之一：

       （1）程序在SDRAM中调试通过可以正确运行，而下载到FLASH中却运行异常；

       （2）使用AXD调试有中断服务例程的程序。

 

       本文主要简单介绍基于AXD使用JTAG仿真器（Banyan-UE）在FLASH中调试程序的基本方法。主要步骤如下：

       （1）将二进制映像文件（调试对象）下载到FLASH中。对于PXA270，使用外部FLASH存储器，可使用FlashWrite软件进行烧写。对于一些有内部FLASH的芯片如LPC21xx系列，还可以将.axf或其他格式的映像文件加载到内部FLASH进行调试。

（2）使用fromELF工具生成映像文件的反汇编代码，具体做法是：在CodeWarrior中对工程进行设置，在Edit->DebugRel Settings...的ARM fromELF一页中选择Output format为“Text information”，选中“Disassemble code”（这样fromELF工具就可以根据映像文件生成反汇编代码等信息，还可以选上Print symbol table、Print object size等），并在Output file name一栏指定输出到某一文本文件。本文使用这种方法，设置的对话框以及输出文件的部分内容如下图所示。

 

       这主要是为了帮助我们找到反汇编代码与源文件的对应关系，特别是一些符号值以及子程序入口地址（函数名）。生成的反汇编代码类似下图示例：

从ARM fromELF生成的反汇编代码还可以看出，链接器是按照输入段的属性对其在映像文件中进行排序的，Section #1为’ER_RO’（RO段，其中又按RO_CODE和RO_DATA的顺序来排列），Section #2为’ER_RW’（RW段），随后为’ER_ZI’段（如果有的话），再后面是调试信息的相关段。

（3）从开始菜单启动AXD——对于使用外部FLASH存储器的平台如PXA270，注意不要在CodeWarrior中的工程管理窗口启动AXD，这样AXD会自动试图加载该工程对应的映像文件（.axf格式），这并不能保证与FLASH中的映像文件相一致，还可能引发其他问题。

（4）在AXD中进行必要配置。假设已经在“Options->Configure Target...”中配置好JTAG仿真器。还必须对目标处理器进行配置，选择Options->Configure Processor...，如下图。

对于调试中断服务例程，通常要在中断服务程序入口处或IRQ/FIQ异常处理程序入口处设置断点，以观察程序是否进入了中断以及进入中断之后的运行状态。断点分为硬件断点和软件断点两种。软件断点的数目没有限制，而硬件断点只能有2个，这是ARM处理器的特性所决定的。设置Watchpoint、在FLASH空间设置断点、在不存在的地址空间设置断点（例如MMU使能前的虚拟地址空间），都会占用硬件断点；另外如果0地址对应的空间为FLASH，Vector Catch和Semihosting也会占用硬件断点。因此，在上面的设置中，我们将Vector Catch全部clear，并且不使用Semihosting机制。

提示：Vector catch选项中的各项实际上分别对应于ARM处理器的7种异常，如果勾选了某项例如“I”（对应IRQ），则表示发生IRQ异常时，由调试器来响应，这时AXD会弹出一个提示对话框，告诉我们检测到IRQ异常。因此，如果要调试IRQ中断程序，一定不能勾选“I”，这样调试器就不会捕捉目标处理器的IRQ异常并作出响应，而是由目标处理器自己来响应IRQ异常中断。

（5）从AXD菜单“Execute->Show Execution Context”打开FLASH中映像文件的反汇编代码，如图：

这时蓝色箭头指向0x0处的第一条语句，即跳转到Reset_Handler的入口。

这时，就可以对照第（2）步中使用fromELF工具生成的映像文件的文本信息（特别是反汇编代码）来进行程序调试了。

（6）另外还需要注意的是，应慎用“Processor Views->Memory”窗口，虽然Memory窗口是我们在调试过程中的得力助手，不过默认情况下，由于会自动单步刷新或定时刷新Memory窗口的内容，因此调试器会试图读目标平台的Memory，这样可能会读到某些存储器映射的寄存器，而对某些特殊的中断标志寄存器进行读操作会清除其中的中断标志，导致无法进入中断或者影响程序的调试工作。

在确保不会对程序的运行及调试产生影响的情况下，或者对Memory窗口的刷新进行了正确设置，使用Memory窗口是很有帮助的。相关设置可以在Options->Configure Interface的Timed refresh一页或者Memory窗口右键菜单Properties...对话框中进行。在AXD主菜单Windows下拉菜单中也可以对Timed Refresh进行开关控制，还可以人工进行Refresh All。