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如何在 Vitis 中調(diào)試 Zynq UltraScale 器件啟動鏡像

YCqV_FPGA_EETre ? 來源:XILINX產(chǎn)品應(yīng)用工程師 ? 作者:Stephen MacMahon ? 2021-06-01 15:35 ? 次閱讀

在本篇博文中,我們將探討如何在 Vitis 中調(diào)試 Zynq UltraScale 器件啟動鏡像。這些啟動鏡像包括 ARM 可信固件 (ATF) 和 U-boot。

本篇博文乃是系列博文中的一篇,此系列博文旨在探討如何在 Petalinux 鏡像中調(diào)試各種組件。

啟動鏡像調(diào)試是任何定制板啟動過程中不可或缺的一環(huán),希望本篇博文能夠幫助用戶完整完成定制板啟動鏡像的調(diào)試工作。即使您使用的是開發(fā)板,本篇博文也將能夠提供有關(guān)啟動鏡像在 Zynq UltraScale 器件上的工作方式方面的諸多實(shí)用見解。

啟動鏡像的生成途徑多種多樣。用戶可以使用 PetaLinux/Yocto,或者也可以從 GiT 源代碼手動構(gòu)建鏡像。本文將演示如何使用 PetaLinux 2020.1 來為 Zynq UltraScale 器件創(chuàng)建啟用調(diào)試功能的啟動鏡像。

PetaLinux 流程:

在此次演示中使用的是 ZCU104 板,但其中步驟應(yīng)適用于所有 Zynq UltraScale 器件。

在 images/Linux 文件夾中提供的 u-boot.elf 不具有在 Vitis 中進(jìn)行調(diào)試所需的符號信息。因此,我們將使用 PetaLinux 內(nèi)的工作目錄下的 u-boot 二進(jìn)制文件。

并且 PetaLinux 移除了其中間文件以節(jié)省磁盤空間,因此我們需要在 PetaLinux 工程中禁用此功能。

下列步驟演示了用戶如何獲取啟用調(diào)試功能的 ATF 和 U-boot:

petalinux-create -t project --template zynqMP -n linux_image

cd linux_image

注: 很遺憾,在 PetaLinux 存在 1 個已知問題,即無法將 debug=1 傳遞到此處的 makefile。用戶可以使用此處所述的變通方法來手動添加該值。

用戶還應(yīng)注意 TMP 目錄:

5be621aa-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

退出“配置 (Config)”屏幕并單擊“Save”以保存。

如上所述,PetaLinux 提供的 u-boot 可執(zhí)行文件不具有調(diào)試所需的符號信息。用戶可以通過修改 build/conf 文件夾下的 local.conf 文件來阻止 PetaLinux 移除中間構(gòu)建文件。

創(chuàng)建任何構(gòu)建時都會創(chuàng)建 build 文件夾,因此我們可以執(zhí)行 petalinux-build,隨后使用 Ctrl + c 在創(chuàng)建此文件時停止操作。打開 local.conf 文件并注釋掉以下行:

5bf60048-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

現(xiàn)在,只需構(gòu)建啟動鏡像并使用 PetaLinux 創(chuàng)建可啟動鏡像 (BOOT.BIN) 即可

petalinux-build -c bootloader

完成構(gòu)建后,將 u-boot 重命名為 u-boot.elf 并從 tmp 文件夾復(fù)制到 images/linux 文件夾中:

5c0b83f0-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

下一步,使用 PetaLinux 創(chuàng)建可啟動鏡像 (BOOT.BIN)

cd images/linux

petalinux-package --boot --u-boot

作為完整性檢查,我們還可測試可執(zhí)行文件以確認(rèn)其中包含符號信息:

5c16008c-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

在 Vitis 中執(zhí)行調(diào)試:

我發(fā)現(xiàn)調(diào)試啟動鏡像最簡單的方法是將啟動鏡像加載到 SD/QSPI 上,并在運(yùn)行目標(biāo)上執(zhí)行調(diào)試。

啟動 Vitis 并關(guān)閉歡迎屏幕。

創(chuàng)建新的“調(diào)試配置 (Debug Configuration)”:

5c44eed8-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

雙擊“單應(yīng)用調(diào)試 (Single Application Debug)”:

5c50b434-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

將“調(diào)試類型 (Debug Type)”設(shè)置為“連接到運(yùn)行目標(biāo) (Attach to Running Target)”:

5c8416da-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

注: 由于我當(dāng)前使用遠(yuǎn)程連接,因此還需一并設(shè)置遠(yuǎn)程連接。

選擇“應(yīng)用并調(diào)試 (Apply and Debug)”。這樣即可打開調(diào)試透視圖。

您可以看到其中 Cortex A53 正在運(yùn)行(我們的啟動鏡像)。

5cb3560c-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

重定位前的調(diào)試:

展開賽靈思軟件命令行工具 (XSCT) 窗口。

我們要在其中將符號文件傳遞給 Cortex A53 #0 以供 ATF 和 U-Boot 使用。

在 XSCT 中使用 memmap 命令設(shè)置符號文件:

5ce627e4-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

然后即可在 ATF 和 U-Boot 中添加中斷點(diǎn)。

我將 ATF 中的中斷點(diǎn)設(shè)置在 bl31_main,將 U-boot 中的中斷點(diǎn)設(shè)置在 board_init_f:

5d2a56bc-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

如果將板掉電并重新上電,則會在 ATF 中看到中斷點(diǎn)被命中。

5d4b3922-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

隨后,用戶可以執(zhí)行恢復(fù) (resume)、單步進(jìn)入 (step into)、單步跳過 (step over) 等:

5d5c3484-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

用戶可以單步執(zhí)行此處代碼。例如,用戶可以使用其中的 setup_reloc 功能來查找 uboot 重定位地址(或者使用 bdinfo)。

重定位地址因用戶而異,我這里的重定位地址為 0x77DE5000。

重定位后的調(diào)試:

uboot 代碼將對自身進(jìn)行重定位,由于我們已映射符號文件存儲器,因此,該重定位地址是錯誤的。

由此導(dǎo)致我們需要傳遞重定位地址以便調(diào)試器能夠?qū)Υ诉M(jìn)行補(bǔ)償:

5d7ef4ba-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

讓我們使用 board_init_r 功能。

這是重定位后處理功能:

5d8e8664-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

重定位后,board_init_r 地址將變?yōu)?0x77DE5000 + 0x801A880 = 0x7FDFF880。

如果我在 board_init_r 處添加中斷點(diǎn),即可看到實(shí)際地址符合預(yù)期:

5d9ced58-c28d-11eb-9e57-12bb97331649.png

如果此時掉電并重新上電,則將命中 ATF 中的中斷點(diǎn),并且此時還會命中重定位后的 U-boot。

編輯:jq

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原文標(biāo)題:PetaLinux 鏡像調(diào)試系列-在 Vitis 中調(diào)試 ARM 可信固件和 U-boot

文章出處:【微信號:FPGA-EETrend,微信公眾號:FPGA開發(fā)圈】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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