U-Boot的移植之(四)调试篇：下载U-Boot到目标板进行调试

编译完成之后，得到的几个重要文件是：

(1) u-boot.bin: 116K，原始二进制文件，用于下载到启动ROM进行系统引导；

(2) u-boot: 384K，ELF格式映像文件，可加载到SDRAM或SRAM中进行调试；

(3) u-boot.srec: Motorola S-Records格式映像。

(4) System.map: U-Boot映像文件的符号表，各符号的链接地址。

 

最有效的调试方法是下载到目标板的启动闪存，使用硬件仿真器进行跟踪调试。使用Skyeye，Qemu等软件仿真器不能达到真实的调试效果，尤其不能真实反映第一阶段的底层初始化过程，只适合作U-Boot的学习与研究之用。有人提出在没有硬件仿真器的情况下，使用“点灯大法(利用目标板的LED指示程序运行阶段)”进行跟踪调试，这实际上无异于盲人摸象，特别是在底层初始化阶段，一条指令就可能导致异常。也有人提出注释掉start.S中的lowlevel_init调用，将U-Boot映像加载到SDRAM中进行调试，这实际上只能对U-Boot进行功能调试，而无法跟踪U-Boot的底层初始化过程。当然，如果实在嫌烧写FLASH的速度较慢，又心疼其擦写寿命，也可以将U-Boot映像加载到片上SRAM中调试，因为U-Boot的开始一部分代码是位置无关的(除了后6个异常向量外，不过并不构成影响)；这要求片上SRAM够大，因为U-Boot的映像大小约有300K－400K。

 

笔者使用Banyan-U ARM EMULATOR JTAG仿真器，结合AXD软件平台进行调试。

首先将u-boot.bin下载到FLASH地址0x0，连接好串口，启动minicom或超级终端，目标板上电后，串口控制台无任何输出。这很有可能是lowlevel_init那段代码出了问题，因为它牵涉到GPIO的配置，处理器时钟频率设置，系统总线频率与存储器的时序匹配及初始化，稍有差错就会当机。当然也有可能是串口的配置不正确，但这部分比较简单，出错的可能性比较小。

对于下载到FLASH存储器的原始二进制文件，只能进行汇编级的跟踪调试。先利用objdump工具生成U-Boot映像的反汇编代码：

arm-iwmmxt-linux-gnueabi-objdump -S u-boot > u-boot.S

反汇编代码u-boot.S和符号表System.map将是跟踪调试过程中的得力助手。

另一个重要的调试技巧是在AXD中现场修改寄存器和存储单元的内容，这样可以帮助我们找到问题所在，而不必每次改动都重新编译u-boot，也避免了FLASH的频繁烧写。

例如，笔者在单步跟踪调试时，发现在地址0xa30804b4处，使用指令”str r1, [r0]”配置GPDR1(GPIO方向寄存器1)后，存储器0x0地址开始的大片内容全部被更改，导致异常终止。这时可以在该处设置一个断点，复位目标板全速运行到断点处，修改寄存器r1的值(GPDR1的初值)，再执行该条指令。经试验发现，对于XSBASE270开发板，必须要先初始化GAFRx，再初始化GPDRx，才不致于发生上述异常。而在start.S中，是先完成GPDRx的初始化之后，再初始化GAFRx的，因此需要在源代码中将这两段代码的位置互换，重新编译后，再下载到FLASH中。

U-Boot的串口控制台输出如下：

U-Boot 1.3.0-rc2 (Oct 16 2007 - 01:57:29)   DRAM: 64 MB Flash: 32 MB In: serial Out: serial Err: serial Hit any key to stop autoboot: 0 $

 

另一个问题是环境变量的设置与保存。将环境变量保存在FLASH中，使用setenv命令设置环境变量，再使用saveenv命令保存，这样在下次开机时，就会使用新的环境变量。如果使用的是U-Boot自带的CFI闪存驱动，在保存环境变量时可能会出现如下问题：

$ setenv ipaddr 192.168.1.21 $ saveenv Saving Environment to Flash... Un-Protected 1 sectors Erasing Flash... Flash erase error at address 40000 Block Erase Error. Block locked. done Erased 1 sectors

这是因为缺省情况下U-Boot对FLASH有软件写保护，这时在U-Boot启动完毕后即使使用jflashmm工具也无法对FLASH进行烧写：

[aaronwong@localhost Jflash-XSBase270]$ sudo ./jflashmm u-boot.bin JFLASH Version 5.01.007 COPYRIGHT (C) 2000 - 2003 Intel Corporation PLATFORM SELECTION: Processor= PXA27x Development System= XSBase270 Data Version= 1.00.001 PXA27x revision ?? Found flash type: 28F128K18 Erasing block at address 0 Error, Block erase timed out

解决办法可参考Uboot-Users邮件列表Erase error on dual P30(CFI) flash chips主题讨论，具体是在include/configs/xsbase270.h中定义CFG_FLASH_PROTECTION，该选项在README文件中的描述如下：

- CFG_FLASH_PROTECTION If defined, hardware flash sectors protection is used instead of U-Boot software protection.

修改完毕重新编译U-Boot，在目标板上电后U-Boot启动完毕之前，使用jflashmm工具将新的u-boot.bin烧写到目标板启动闪存。这时可成功修改环境变量并保存到FLASH中：

$ setenv ipaddr 192.168.1.21 $ saveenv Saving Environment to Flash... . done Un-Protected 1 sectors Erasing Flash... . done Erased 1 sectors Writing to Flash... done . done Protected 1 sectors

 

一旦U-Boot的基本功能调试通过，能正常在目标板运行，剩余的工作就是根据实际情况调整TEXT_BASE以及内核引导参数，使用U-Boot来引导Linux内核。在下一节中，将给出U-Boot引导Linux内核的实例。

 

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