本文來自 XILINX 產品應用工程師Stephen MacMahon

在本篇博文中，我們將探討如何在 Vitis 中調試 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 鏡像中調試各種組件。 (更多系列博文請持續關注公眾號文章推送)

啟動鏡像調試是任何定制板啟動過程中不可或缺的一環，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試工作。即使您使用的是開發板，本篇博文也將能夠提供有關啟動鏡像在 Zynq UltraScale 器件上的工作方式方面的諸多實用見解。

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 源代碼手動構建鏡像。本文將演示如何使用 PetaLinux 2020.1 來為 Zynq UltraScale 器件創建啟用調試功能的啟動鏡像。

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 中進行調試所需的符號信息。因此，我們將使用 PetaLinux 內的工作目錄下的 u-boot 二進制文件。

并且 PetaLinux 移除了其中間文件以節省磁盤空間，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。

用戶還應注意 TMP 目錄：

退出“配置 (Config)”屏幕并單擊“Save”以保存。

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

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

現在，只需構建啟動鏡像并使用 PetaLinux 創建可啟動鏡像 (BOOT.BIN) 即可

petalinux-build -c bootloader

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

下一步，使用 PetaLinux 創建可啟動鏡像 (BOOT.BIN)

cd images/linux
petalinux-package --boot --u-boot

作為完整性檢查，我們還可測試可執行文件以確認其中包含符號信息：

在 Vitis 中執行調試：

我發現調試啟動鏡像最簡單的方法是將啟動鏡像加載到 SD/QSPI 上，并在運行目標上執行調試。

啟動 Vitis 并關閉歡迎屏幕。

創建新的“調試配置 (Debug Configuration)”：

雙擊“單應用調試 (Single Application Debug)”：

將“調試類型 (Debug Type)”設置為“連接到運行目標 (Attach to Running Target)”：

注: 由于我當前使用遠程連接，因此還需一并設置遠程連接。

選擇“應用并調試 (Apply and Debug)”。這樣即可打開調試透視圖。

您可以看到其中 Cortex A53 正在運行（我們的啟動鏡像）。

重定位前的調試：

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 命令設置符號文件：

然后即可在 ATF 和 U-Boot 中添加中斷點。

我將 ATF 中的中斷點設置在 bl31_main，將 U-boot 中的中斷點設置在 board_init_f:

如果將板掉電并重新上電，則會在 ATF 中看到中斷點被命中。

隨后，用戶可以執行恢復 (resume)、單步進入 (step into)、單步跳過 (step over) 等：

用戶可以單步執行此處代碼。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。

重定位后的調試：

uboot 代碼將對自身進行重定位，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。

由此導致我們需要傳遞重定位地址以便調試器能夠對此進行補償：

讓我們使用 board_init_r 功能。

這是重定位后處理功能：

重定位后，board_init_r 地址將變為 0x77DE5000 + 0x801A880 = 0x7FDFF880。

如果我在 board_init_r 處添加中斷點，即可看到實際地址符合預期：

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

審核編輯：湯梓紅