在基于Linux的AM335x軟件開發流程中，第一步就是U-Boot/SPL（SecondProgram Loader）的移植。在移植中遇到問題比較常見，而U-Boot/SPL的調試手段比較簡陋，不便于迅速找到問題。利用仿真器可以單步調試的特點，就可以迅速定位到出問題的代碼所在位置，加速移植的調試過程。本文主要介紹如何用CCS+emulator調試基于AM335x的U-Boot/SPL。

　　1. AM335x Linux啟動過程以及U-Boot/SPL調試代碼的準備

　　1.1 ［url=］AM335x Linux［/url］的啟動過程

　　AM335x Linux的啟動主要包括ROM，SPL， U-Boot 和kernel四個啟動步驟：

　　A. ROM code

　　ROM code是固化在芯片內部的代碼，當上電時序正確，而且晶振等芯片啟動所需的條件都具備時，AM335x會從ROM code開始運行。

　　ROM code首先會讀取sys_boot引腳上的配置，以確定存放SPL的存儲器，或者可以獲取SPL的外設。

　　具體可以參考AM335x technical reference manual中的第26章 Initialization。

　　ROM code會從相應的地方讀取/獲取SPL，并運行SPL。

　　B. SPL

　　SPL 和U-Boot 是bootloader的兩個階段。這里分為兩個階段的原因是， ROM code中不會配置DDR，時鐘等最小系統，所以ROM code只能把bootloader加載到片上SRAM中，而片上SRAM對成本影響很大，所以通常很小，例如在AM335x上只有64K，不足夠放下整個U-Boot，所以將U-Boot分成兩部分，SPL和U-Boot。

　　SPL主要的職責就是初始化DDR，時鐘等最小系統，以讀取U-Boot，并加載到DDR中。具體來看，SPL 由ROM code加載到片上SRAM的起始位置，也就是0x402F0400。SPL會進一步對芯片進行配置，主要包括以下幾個方面以完成其主要職責：

　　a. 配置ARM core。 主要包括對中斷向量表，cache，MMU等的配置。

　　b. 配置時鐘系統，主要是PLL等。這個是配置各個功能模塊的基礎。

　　c. 配置UART，timer等。主要用于輸出必要的調試信息，或者提供些時鐘工具。

　　d. 配置I2C和PMIC。這個主要是為了配置電源管理芯片。

　　e. 配置DDR。

　　f. 配置 U-Boot所在的存儲器或者外設。

　　完成配置后，SPL會讀取U-Boot，并運行U-Boot。

　　C. U-Boot

　　U-Boot 主要的工作就是正確加載Kernel。和SPL類似，U-Boot也是要加載下一個階段的image，但是U-Boot提供了更多外設的支持和更多的調試工具。所以，U-Boot也要進行各個模塊的配置，上述SPL配置的部分， 除了DDR外，U-Boot也會根據需求重新配置（這里重置主要是U-Boot是一個開源工程，其要兼容某些特殊的芯片，從而需要做重載）。此外，U- Boot也會對網口，SD卡等根據需求進行配置。

　　U-Boot 和SPL的工作流程比有一點是有較大差異的，就是會對自身進行一次重載。這個在后面介紹U-Boot調試的時候，會有具體介紹。

　　完成配置后，U-Boot 會從相應的存儲器或者外設讀取Kernel，并傳遞參數給kernel，運行kernel。

　　D. Kernel

　　Kernel運行起來就代表Linux運行起來了，表明了啟動過程的結束。

　　1.2 U-Boot/SPL 調試代碼的準備

　　1.2.1下載U-Boot/SPL 代碼

　　U-Boot/SPL的代碼在一個包里面，通過編譯宏來分別編譯。目前TI U-Boot/SPL 代碼發布主要有兩個渠道，具體如下

　　A. 通過GIT開源的方式發布：

　　git://arago-project.org/git/projects/U-Boot-am33x.git

　　可以獲取最新的代碼，包含了最新的bug的修復。

　　B. 通過TI的官網的EZSDK發布：

　　http://software-dl.ti.com/dsps/dsps_public_sw/am_bu/sdk/AM335xSDK/latest/index_FDS.html

　　EZSDK是正式發布的軟件包，經過全面測試，性能穩定，U-Boot/SPL在board-support 目錄中。可以選擇EZSDK作為開發的基礎代碼。當有問題時， 可到GIT上查找最新的代碼是否有bug fix。

　　1.2.2 U-Boot/SPL的編譯

　　為了便于用CCS進行調試， 在編譯上需要注意兩點，其一，是要加入調試信息，就是為了加入symbol等信息；其二，去掉編譯器的性能優化編譯選項，這個主要是因為，優化后的代碼執行順序相對C代碼會有調整。

　　針對這兩點，在Uboot/SPL中，需要在config.mk中進行修改：

　　A. 在CFLAG 和 AFLAG中加入調試編譯選項，從而加入調試信息：

　　278ALL_AFLAGS = $（AFLAGS） $（AFLAGS_$（BCURDIR）/$（@F）） $（AFLAGS_$（BCURDIR）） –g

　　279ALL_CFLAGS = $（CFLAGS） $（CFLAGS_$（BCURDIR）/$（@F）） $（CFLAGS_$（BCURDIR）） –g

　　B. 去掉 CFLAG中的編譯選項， -O2（U-Boot中默認是-O2）

　　61 HOSTCFLAGS = -Wall -Wstrict-prototypes -O2-fomit-frame-pointer

　　編譯過程可以參考http://processors.wiki.ti.com/index.php/AM335x_U-Boot_User%27s_Guide

　　1.2.3 可執行文件

　　經過編譯后，就會生成可執行文件，也就是我們通常所說的image，這里會生成的image主要用AM335xLinux啟動的兩個階段，MLO（SPL）和U-Boot。

　　這里，SPL生成的image在am335/U-Boot-am33x/am335x/spl中，

　　A. am335/U-Boot-am33x/MLO 負責AM335x啟動的第一階段。

　　B. U-Boot-spl 作為帶有調試信息的image，可以在CCS中用作導入調試信息。

　　C. U-Boot-spl.bin 包含有調試信息，是調試時需要的image。

　　D. U-Boot-spl.map 這個文件里面存儲了spl的memory map信息，可以找到各函數入口的地址。

　　U-Boot生成的image在U-Boot-am33x/am335x中，具體如下：

　　A. U-Boot.img負責AM335x啟動的第二階段

　　B. U-Boot 包含有調試信息，屬于ELF格式，是調試時需要的image。

　　C. U-Boot.map這個文件里面存儲了U-Boot的memory map信息，可以找到各函數入口的地址

　　調試U-Boot/SPL的方式有兩種，主要涉及如何加載image：一種是把image通過JTAG下載到片上RAM或者DDR中，然后導入 symbol，重置 PC指針到image的入口處，進行調試；另一種，把image燒到SD卡或者其他啟動存儲器上，啟動板子，通過JTAG停住core的PC指針，導入 symbol，重置 PC指針到image的入口處，進行調試。

　　下面會在具體步驟中說明這兩種方式如何操作：

　　A. 下載SPL image到AM335x中。

　　如果AM335x是從SD卡方式啟動，此時 SPL image已經被ROM code成功讀到片上 RAM中，就不需要加載 SPLimage了。

　　如果選擇SPL image通過CCS下載，鼠標左鍵選擇CortxA8core ， 然后在CCS菜單中， Tools -》 Load Memory， 選擇編譯好的SPL image U-Boot-spl.bin，如下圖所示：

　　選擇加載的地址。由于加載的U-Boot-spl.bin是RAW data，所以需要指定loadaddress，這個地址就是SPL的入口地址

　　對于AM335x，SPL的入口地址是0x402F0400，對應的宏定義為CONFIG_SPL_TEXT_BASE， 該宏定義在include/configs/am335x_evm.h中。通過編譯出的map文件U-Boot-spl.map也可以查到，是 __startsymbol對應的地址。

　　設定加載image內型。 由于所有的代碼都是運行在ARM（32bit）模式下。所以Type-size也要設成32bit。設置界面如下：

　　最后點擊Finish，SPL就會被load到片上RAM中了。如果在console窗口中有錯誤信息，需要把SPL image重新加載 一遍。

　　B. 加載 symbol。

　　在上一步里，只是加載了RAW image，還沒有加載調試所需要的帶有調試信息的symbol。

　　可以通過Run -》 Load -》 LoadSymbols 加載symbol信息，界面如下：

　　這里選擇的是帶有symbol信息的U-Boot-spl.

　　C. 設置Cortex-A8 core到ARM狀態。

　　ARM core 啟動后，默認在Thumb（16bit）模式下，如前面所說，需要將其切換到ARM（32bit）下。具體做法是，View-》Registers， 展開CPSR寄存器，把T位設置為0。界面如下：

　　D. SPL的單步調試。

　　a. 從SPL編譯的memory map可知，SPL從0x402f0400開始執行，所以首先就要把寄存器PC的值設為0x402f0400。可以通過 View-》Registers中設置PC指針的值即可， 界面如下，將紅色框里面的改為0x402f0400即可。

　　b. 點擊Debug窗口（view-》debug）上tool bar中的匯編單步按鈕，如下圖所示，就開始調試了。

　　這時，在反匯編窗口（view-》disassembly）中，如下圖所示，看到的是匯編代碼，而且在編輯窗口這邊看不到源碼。這是由于開始執行的代碼在/arch/arm/cpu/armv7/start.s 中，反匯編和匯編一樣，所以沒有顯示源碼。

　　同時，可以看到PC指針運行到0x402f0458處。這里只是單步執行了一條指令，為什么跳過了這么大塊地址？這里的單步運行，指令地址空間跳轉了n指令，而不是一條指令，這是因為0x402f0400處存放的是異常中斷向量表，通過默認啟動的入口跳到reset symbol對應的地址了，也就是在0x402f0400處跳轉到0x402f0458了，具體代碼（arch/arm/cpu/armv7 /start.S）如下：

　　_start： b reset

　　reset：

　　bl save_boot_params

　　接下來，可以在C代碼中設置斷點，進行調試了。有兩點值得注意：

　　i. 如果編譯的時候，交叉編譯器的性能優化選項是開著的，那么優化后編譯生成的代碼，其執行循序和C源碼有差別，這時設置斷點時，其實際的位置不會很準。所以，這里可以根據需要，決定是否關閉-O2選項。

　　ii. 在CCS中，把core停下來時，CCS會根據image中調試信息所包含的源碼路徑，找到對應的源碼和symbol。由于U-Boot/SPL是在 Linux中編譯，所以其路徑都是Linux下的路徑，所以Linux版本的CCS可以直接找到對應的源碼，而對于Windows版本的CCS不能直接找到，需要通過手動找到源碼，但是找到一個文件的源碼后，CCS會根據相對路徑找到其他文件。除了這點外，Linux和Windows的CCS配置使用是一樣的。

　　3.4 U-Boot的調試

　　總體來說， U-Boot的調試過程和SPL調試過程是類似的，這里主要說明不同的幾點：

　　A. 從AM335x的啟動過程可知，U-Boot是運行在DDR中的，而DDR是由SPL來初始化的，所以，加載U-Boot前，先加載并運行SPL。

　　B. 加載U-Boot 的image是 U-Boot。 這里U-Boot 是ELF格式的， 其包含了加載地址， symbol等信息，所以使用CCS 菜單 Run-》 Load-》 LoadProgram， 加載U-Boot 即可。加載成功后， 如下圖所示：

　　如圖所示， PC直接指到0x80100000地址了，也就是U-Boot的起始地址（入口）了，該地址是CCS從頭ELF頭里面得到的，其定義在CONFIG_SYS_TEXT_BASE（include/configs/am335x_evm.h）中。

　　C. 相對 SPL 的調試， U-Boot有個地方不同，即有代碼的重載（code relocation）， 重載后代碼的在SOC上的memory map和編譯出的memory map會有個偏移。這個過程是在函數relocate_code（）中完成的。 relocate_code（）函數是在board_init_f（）中調用的，如果需要調試從調用該函數開始后面的代碼，則加上偏移重載symbol。

　　在CCS的菜單， Run-》 Load -》 Add Symbols， 加載的image還是前面的U-Boot， data/code offset 都是0x9FF88000。 這里的offset是從gd-》relocaddr（arch/arm arch/arm/lib/board.c）得到的。設置界面如下：

　　注意到上述幾點，然后就可以按照SPL的調試過程對U-Boot進行調試了。

　　4. 總結

　　關于用CCS+emulator對AM335x的U-Boot/SPL的調試就介紹完了。這里介紹的方法，包含了CCS+emulator調試的基本原則，不僅僅可以運用于U-Boot/SPL調試，也可以運用于Starterware，Kernel等調試。