“高通近期開(kāi)源了其強(qiáng)大的嵌入式USB調(diào)試（EUD）接口源代碼。這一舉措有望徹底改變高通平臺(tái)的底層開(kāi)發(fā)與調(diào)試體驗(yàn)，使得以往需要昂貴專業(yè)設(shè)備的復(fù)雜調(diào)試工作，現(xiàn)在通過(guò)一根USB線即可輕松實(shí)現(xiàn)。”

今年二月，高通悄悄地發(fā)布了用于與 EUD 交互的源代碼。這或許是他們近期所做的最激動(dòng)人心的事情之一，特別是如果你花費(fèi)大量時(shí)間調(diào)試內(nèi)核或 U-Boot 的話。

EUD 的全稱是Embedded USB Debug（嵌入式 USB 調(diào)試）：本質(zhì)上，這是一個(gè)內(nèi)置于幾乎每一款自 2018 年以來(lái)高通 SoC 的調(diào)試接口。在內(nèi)部，它深入到 SoC 的核心，不僅為 CPU 提供調(diào)試功能，還為無(wú)數(shù)的 Hexagon 協(xié)處理器/DSP 提供支持。許多激動(dòng)人心的細(xì)節(jié)可以在這份追溯到 2014 年的專利中找到：

https://patents.google.com/patent/US20160124822A1/en

在實(shí)踐中，對(duì)于非生產(chǎn)設(shè)備（如開(kāi)發(fā)板），EUD 可以通過(guò)寫(xiě)入幾個(gè)寄存器然后啟動(dòng) USB phy 來(lái)啟用。與你可能預(yù)期的任何典型 USB 小工具不同，出現(xiàn)在你電腦上的是一個(gè) 7 端口的 USB 集線器，其中一個(gè)端口被“EUD 控制接口”占用。

通過(guò)發(fā)送正確的 USB 命令，第二個(gè)設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)，這個(gè)設(shè)備暴露了一個(gè)SWD 接口！沒(méi)錯(cuò)！SWD 直接通過(guò) USB 數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)，無(wú)需外部工具，無(wú)需焊接，也無(wú)需昂貴的調(diào)試器。這種閉殼調(diào)試（幾乎）讓谷歌的 Suzy-Q 都相形見(jiàn)絀！

對(duì)于不熟悉的人來(lái)說(shuō)：JTAG 和 SWD 都是用于調(diào)試設(shè)備內(nèi)部 CPU 核的機(jī)制，就像你可以使用 GDB 來(lái)調(diào)試你電腦上的程序（或你 IDE 的集成調(diào)試器）一樣。它們可以讓你設(shè)置斷點(diǎn)、暫停執(zhí)行、檢查寄存器、單步執(zhí)行指令以及進(jìn)行各種其他有用的操作。

代碼的發(fā)布

相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，高通在 CodeLinaro 上發(fā)布了一個(gè)引人注目的 OpenOCD 分支，承諾集成 EUD。然而，它依賴于一個(gè)當(dāng)時(shí)專有的 EUD 庫(kù)，該庫(kù)僅對(duì)高通員工及其 OEM 合作伙伴開(kāi)放。

設(shè)備端部分（啟用 EUD 接口使其在你的電腦上顯示出來(lái)）在一段時(shí)間內(nèi)已在上游 Linux 中得到部分支持。去年八月，有人嘗試為一些有額外需求的較新平臺(tái)擴(kuò)展此支持。這引發(fā)了一些關(guān)于內(nèi)核策略的討論：在 Linux 中擁有只能由某些內(nèi)部軟件使用的驅(qū)動(dòng)程序，并且這些軟件被高通及其付費(fèi)合作伙伴所把持，這是否可以接受？答案似乎是否定的，這似乎足以推動(dòng)高通朝著正確的方向前進(jìn)，因?yàn)樵诔良帕?8 個(gè)月之后，我們終于等到了！

代碼終于發(fā)布了（https://github.com/quic/eud），同時(shí)更新了他們的 OpenOCD 分支，使其指向現(xiàn)在開(kāi)源的庫(kù)，太棒了！

讓我們來(lái)試試…

src/swd_api.cpp:408:64: error: castfrom'std::nullptr_t'to'uint32_t'{aka'unsignedint'} loses precision [-fpermissive]408|    queue_swd_packet_special(swd_handle_p, SWD_CMD_STATUS, (uint32_t)NULL,&swd_status);` 

清理工作

公平地說(shuō)，它幾乎肯定可以在 Ubuntu 20.10 上用高通的 GCC 8.x 工具鏈正常構(gòu)建。但那并不是大多數(shù)人正在使用的環(huán)境，我們必須修復(fù)這個(gè)問(wèn)題！

事實(shí)證明問(wèn)題不算太糟，只是一些小毛病。不過(guò)，他們不知何故啟用了-Wall和-Werror標(biāo)志，我們目前還不可能讓所有代碼都通過(guò)檢查。

在所有東西都能構(gòu)建之后，必要的修復(fù)（和一個(gè)全新的.gitignore文件）已經(jīng)提交到了高通的倉(cāng)庫(kù)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)可以構(gòu)建 EUD 了，可以用 OpenOCD 來(lái)試試。看起來(lái)他們是基于最新的 OpenOCD 0.12.0 版本進(jìn)行修改的，非常好。但是等等，這個(gè)版本是 2023 年發(fā)布的，而 OpenOCD 仍在活躍開(kāi)發(fā)中……所以這中間有兩年的變更，而且：

; gitlog--oneline v0.12.0 up/master |wc-l10808

將近 11000 次提交！如果最終能將這些變更合并到上游就太好了，所以也許我們可以快速地進(jìn)行一次 rebase，反正我們也需要將它指向清理過(guò)的 EUD 分支。

在高通為支持 EUD 所做的更改中，還有一些增加了 Hexagon 調(diào)試支持的補(bǔ)丁（似乎還有一些對(duì) LLDB 的改進(jìn)）。這些在過(guò)程中丟失了，但幾乎肯定值得在某個(gè)時(shí)候研究一下。

所以，我們花了一天來(lái)修復(fù)和 rebase 一些代碼庫(kù)：

; ./src/openocd-f tcl/interface/eud.cfg-f tcl/target/qualcomm/qcom.cfgOpenOn-Chip Debugger0.12.0+dev-01935-g234bdc765544 (2025-04-02-15:20)Licensed under GNU GPL v2Forbug reports, read   http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.htmlforce hard breakpointsInfo : Listeningonport6666fortcl connectionsInfo : Listeningonport4444fortelnet connectionsInfo :UsingEUD2.1.7Error:Translationfromadapter speedtokhznotimplementedInfo : adapter-specificclock speedvalue6Info : SWD DPIDR0x5ba02477Info : QCOM.cpu0: hardware has6breakpoints,4watchpointsInfo : [QCOM.cpu0] Examination succeedInfo : [QCOM.cpu0] starting gdb serveron3333Info : Listeningonport3333forgdb connectionsInfo : QCOM.cpu0 cluster0core0multi coreQCOM.cpu0 haltedinAArch64 state duetodebug-request,currentmode: EL0Tcpsr:0x00000000pc:0xffff95cf9a4cMMU: enabled, D-Cache: enabled, I-Cache: enabled

你可以在 linux-msm GitHub（https://github.com/linux-msm/openocd） 上找到 rebase 后的 OpenOCD 補(bǔ)丁，以及 README 文件中的一些快速入門(mén)說(shuō)明。到目前為止，這已經(jīng)在驍龍 845 上進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)于 855 和 865 應(yīng)該也類似，我們只需修改啟用寄存器，然后使用 Linux 或 U-Boot 啟動(dòng)一個(gè) USB 小工具即可。然而，更新的 SoC 可能需要額外的更改，比如針對(duì) SM8450 的這些更改。希望這些舊的補(bǔ)丁系列現(xiàn)在能夠得到更新，因?yàn)楣ぞ叻矫娴那闆r已經(jīng)好多了！

實(shí)際用途

眾所周知，Torvalds 本人并不支持在內(nèi)核中使用調(diào)試器（盡管這沒(méi)有阻止 kgdb 的出色工作），他曾在 2000 年寫(xiě)道：

我不喜歡調(diào)試器。從來(lái)沒(méi)有，可能永遠(yuǎn)也不會(huì)。我不贊成通過(guò)單步執(zhí)行代碼來(lái)尋找 bug。

因此，JTAG 支持的實(shí)際用處確實(shí)取決于你的工作流程。在 Linaro 的高通落地團(tuán)隊(duì)中，由于成本和復(fù)雜性等典型原因，調(diào)試器從未成為我們工作的主要工具。然而，隨著越來(lái)越多的精力投入到非內(nèi)核領(lǐng)域，如 U-Boot 和 secure world，這種情況正在改變。

U-Boot 對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)明顯的例子，因?yàn)樗壳霸诒罎r(shí)不會(huì)提供堆棧跟蹤，診斷有時(shí)會(huì)是一個(gè)艱巨的過(guò)程，而使用(gdb) bt（gdb 的 backtrace 命令）會(huì)讓這個(gè)過(guò)程變得無(wú)限簡(jiǎn)單。

我們對(duì) EUD 為調(diào)試垂直集成的 BSP（板級(jí)支持包）所帶來(lái)的可能性特別感興趣，尤其是當(dāng) TF-A、OP-TEE 和 U-Boot 通過(guò) OpenEmbedded 的 Trusted Substrate 混合在一起時(shí)。

除了 SWD 外設(shè)，還有一個(gè) COM (UART) 外設(shè)和一個(gè) trace（追蹤）外設(shè)。這些尚未被探索（也未集成到 OpenOCD 中），但它們應(yīng)分別允許雙向串行端口和 MMIO（內(nèi)存映射 I/O）追蹤。這些確實(shí)為生產(chǎn)環(huán)境中的閉殼調(diào)試開(kāi)辟了一些更有趣的用例.這似乎是高通有意為之，EUD 作為生產(chǎn)簽名過(guò)程的一部分被禁用，但可以通過(guò)一個(gè)（經(jīng)過(guò)加密驗(yàn)證的）“調(diào)試策略”重新啟用。

你能如何提供幫助

不同的 SoC 對(duì)調(diào)試基址和 CTI 基址寄存器使用不同的地址，啟用 EUD 所需的額外更改也不同。如果你能在你的板子/SoC 上成功實(shí)現(xiàn)，請(qǐng)?jiān)?linux-msm 分支上提交一個(gè) issue，讓我們知道你是如何做到的。

此外，還有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，即 PRSR 寄存器的粘性復(fù)位位（sticky reset bit）總是被設(shè)置，這可能與 SMP（對(duì)稱多處理）有關(guān)。目前，OpenOCD 的粘性復(fù)位行為已被禁用，但查明其原因會(huì)很有幫助。

SMP 支持目前也普遍缺乏。配置文件已更新（以 rcar 為參考）以定義多個(gè) CPU 核心，但這在 Linux 中似乎無(wú)法正常工作。目前，如果你想實(shí)際調(diào)試你的內(nèi)核，建議使用maxcpus=1啟動(dòng)。

你的設(shè)備上是否可用 EUD 似乎取決于多種選項(xiàng)：有用于配置允許何種調(diào)試功能的熔斷位（fuses），以及支持可覆蓋此行為的、由 OEM 簽名的“調(diào)試策略”。在至少一款生產(chǎn)設(shè)備（OnePlus 6）上，EUD 似乎通過(guò)熔斷位禁用了，但它卻能正常工作。該設(shè)備還啟用了非典型的“崩潰轉(zhuǎn)儲(chǔ)模式”，這表明 OnePlus 可能在發(fā)貨時(shí)使用了一個(gè)寬松的調(diào)試策略，或許是無(wú)心之失。

最后，雖然擁有合適的 JTAG 來(lái)調(diào)試內(nèi)核（尤其是當(dāng)它如此輕松時(shí)！）當(dāng)然非常有用，但顯而易見(jiàn)的問(wèn)題是：這能否用來(lái)獲得更高執(zhí)行級(jí)別的控制權(quán)？不幸的是，答案似乎是否定的。如果你確實(shí)設(shè)法在 EL2（執(zhí)行級(jí)別 2）暫停了執(zhí)行，所有寄存器都將讀作 0，并且似乎做不了太多事情，至少在生產(chǎn)設(shè)備上是這樣。如果你的板子表現(xiàn)不同，請(qǐng)務(wù)必告訴我們！

結(jié)論

EUD 為我們提供了一個(gè)巨大的新探索領(lǐng)域，并有潛力極大地改善在高通板子上進(jìn)行底層調(diào)試的體驗(yàn)。我們?yōu)樗F(xiàn)在被發(fā)布并可免費(fèi)使用感到非常興奮，并非常希望隨著工具和驅(qū)動(dòng)程序的更好集成，它將成為一種無(wú)縫的體驗(yàn)。

看到高通致力于改善開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)并使其平臺(tái)更加開(kāi)放的承諾繼續(xù)體現(xiàn)在其行動(dòng)中，真是太棒了。EUD 有潛力節(jié)省昂貴調(diào)試設(shè)備的大量資金，大幅減少設(shè)置時(shí)間，并使遠(yuǎn)程調(diào)試變得更容易（毫無(wú)疑問(wèn)，它最終將被集成到我們現(xiàn)有的遠(yuǎn)程調(diào)試工具中）。簡(jiǎn)而言之，這為所有在高通平臺(tái)上工作的人奠定了基礎(chǔ)，我們迫不及待地想看到接下來(lái)的發(fā)展。

---

原文轉(zhuǎn)載自https://www.linaro.org/blog/hidden-jtag-qualcomm-snapdragon-usb/，經(jīng)翻譯、校對(duì)