嵌入式Arm的中斷調(diào)試方法
出處:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2020-05-19 15:24:06
嵌入式軟件開發(fā)流程
參照嵌入式軟件的開發(fā)流程。步:工程建立和配置。第二步:編輯源文件。第三步:工程編譯和鏈接。第四步:軟件的調(diào)試。第五步:執(zhí)行文件的固化。
在整個(gè)流程中,用戶首先需要建立工程并對(duì)工程做初步的配置,包括配置處理器和配置調(diào)試設(shè)備。編輯工程文件,包括自己編寫的匯編和 C 語(yǔ)言源程序,還有工程編譯時(shí)需要編寫的鏈接腳本文件,調(diào)試過程中需要編寫存儲(chǔ)區(qū)映像文件和命令腳本文件,以及上電復(fù)位時(shí)的程序運(yùn)行入口的啟動(dòng)程序文件。
對(duì)后四種文件的理解很重要,其作用解釋如下。
(1) 鏈接腳本文件:在程序編譯時(shí)起作用。該文件描述代碼鏈接定位的有關(guān)信息,包括代碼段,數(shù)據(jù)段,地址段等,鏈接器必須使用該文件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的代碼做正確的定位。在 SDRAM 中調(diào)試程序、在 FLASH 中調(diào)試或固化后運(yùn)行的鏈接腳本文件應(yīng)加以區(qū)分。(在 IDE 開發(fā)環(huán)境中使用擴(kuò)展名*.ld)
(2)命令腳本文件:在 SDRAM 中調(diào)試程序時(shí)起作用。在集成環(huán)境與目標(biāo)連接時(shí)、軟件調(diào)試過程中以及目標(biāo)板復(fù)位后,有時(shí)需要集成環(huán)境自動(dòng)完成一些特定的操作,比如復(fù)位目標(biāo)板、清除看門狗、屏蔽中斷寄存器、存儲(chǔ)區(qū)映射等。這些操作可以通過執(zhí)行一組命令序列來(lái)完成,保存一組命令序列的文本文件稱為命令腳本文件(在 IDE 開發(fā)環(huán)境中使用擴(kuò)展名*.cs)。
(3)存儲(chǔ)區(qū)映像文件:在 SDRAM 中調(diào)試程序時(shí)起作用。在軟件調(diào)試過程中訪問非法存儲(chǔ)區(qū)在部分處理器和目標(biāo)板上會(huì)產(chǎn)生異常,如果異常沒有處理,則會(huì)導(dǎo)致軟件調(diào)試過程無(wú)法繼續(xù),為了防止以上問題并調(diào)整仿真器訪問速度以達(dá)到合適的水平,提供這樣一種用于描述各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)性質(zhì)的文件叫存儲(chǔ)區(qū)映像文件(在 IDE 開發(fā)環(huán)境中使用擴(kuò)展名*.map)。
在程序的調(diào)試過程中可以選擇使用存儲(chǔ)區(qū)映像文件*.map 和命令腳本文件*. cs 配合程序的調(diào)試。
(4) 啟動(dòng)文件:它主要是完成一些和硬件相關(guān)的初始化的工作,為應(yīng)用程序做準(zhǔn)備。一般,啟動(dòng)代碼的步是設(shè)置中斷和異常向量;第二步是完成系統(tǒng)啟動(dòng)所必須的寄存器配置;第三步設(shè)置看門狗及用戶設(shè)計(jì)的部分外圍電路;第四步是配置系統(tǒng)所使用的存儲(chǔ)區(qū)分配地址空間;第五步是變量初始化;第六步是為處理器的每個(gè)工作模式設(shè)置棧指針;一步是進(jìn)入語(yǔ)言入口函數(shù)(Main 函數(shù))。
中斷程序設(shè)計(jì)
中斷調(diào)試方面可以采用類似矢量中斷動(dòng)態(tài)處理方式,讓中斷對(duì)應(yīng)的確定地址代碼調(diào)轉(zhuǎn)到 RAM 的固定地址處,定義一個(gè)函數(shù)指針指向該固定地址,就可以隨時(shí)通過替換 RAM 固定地址處的代碼,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)改變中斷處理函數(shù)。
具體方法是:
(1)將中斷源函數(shù)指針定義在 RAM 中相對(duì)的固定地址,建立中斷矢量表;
void SetInterrupt (U32 vector, void (*handler)()){ InterruptHandlers[vector] = handler;}
(2)在程序中,調(diào)用具體某中斷源的中斷處理函數(shù);
如:SetInterrupt(IIC_INT,IICWriteIsr);
/* 聲明 IIC 中斷處理函數(shù),其中 IIC_INT 為 IIC 中斷源序號(hào),IICWriteIsr 為 IIC 的寫中斷處理函數(shù) */
(3)在 0x18 處的 IRQ 或 0x1C 處的 FIQ 中斷入口函數(shù)中,獲取中斷源、清除中斷掛起標(biāo)志、通過已定義的中斷源函數(shù)指針進(jìn)入用戶具體某中斷處理程序。
void ISR_IrqHandler(void){ IntOffSet = (unsigned int)INTOFFSET; Clear_PendingBit(IntOffSet>>2) ;
(*InterruptHandlers[IntOffSet>>2])();// 調(diào)用具體某中斷處理程序}
采用動(dòng)態(tài)的中斷處理方法,在中斷源較多的情況下,中斷響應(yīng)時(shí)間和程序性能得到優(yōu)化。另外,在調(diào)試方面,此處理方法具有便于跟蹤調(diào)試的優(yōu)點(diǎn),并且根據(jù)需要,可以方便變換中斷處理函數(shù)。
中斷調(diào)試
軟件調(diào)試可以在 SDRAM 中或 FLASH 中進(jìn)行。在 SDRAM 中,讀寫方便,訪問速度快。一般軟件調(diào)試應(yīng)在 RAM 中完成,但當(dāng) RAM 空間小于 FLASH 程序空間,程序只能在 FLASH 運(yùn)行和調(diào)試時(shí),或者用戶希望了解程序在 FLASH 中實(shí)際運(yùn)行情況時(shí),就可以在 FLASH 中進(jìn)行程序調(diào)試。
進(jìn)行中斷調(diào)試時(shí),應(yīng)注意中斷入口位于 SDRAM 中或 FLASH 中 0x18 或 0x1c 地址,鏈接腳本文件必須使整個(gè)系統(tǒng)的代碼正確定位于 0x0 起始處,但 SDRAM 或 FLASH 對(duì)應(yīng)的鏈接腳本文件及工程配置注意區(qū)別。
(1)程序在 SDRAM 中運(yùn)行
在 SDRAM 中調(diào)試,使用 SDRAM 對(duì)應(yīng)的鏈接腳本文件。調(diào)試過程需要以下幾步:編譯、鏈接工程;連接仿真器和電路板;程序(在 IDE 開發(fā)環(huán)境中使用擴(kuò)展名*.elf);調(diào)試。
程序前必須啟動(dòng)命令腳本文件完成前述的一些特定的操作,命令腳本文件的啟動(dòng)在連接仿真器時(shí)自動(dòng)進(jìn)行,其中存儲(chǔ)區(qū)映射應(yīng)與程序在 SDRAM 中運(yùn)行時(shí)相同,保證整個(gè)系統(tǒng)的代碼正確定位于 0x0 起始處。程序的起始地址也為 0x0,成功后便可進(jìn)行調(diào)試工作。
(2)程序在 FLASH 中運(yùn)行
在 FLASH 中調(diào)試,使用 FLASH 對(duì)應(yīng)的鏈接腳本文件。調(diào)試過程需要以下幾步:編譯、鏈接工程;連接仿真器和電路板;程序格式轉(zhuǎn)換(*.elf 轉(zhuǎn)換為*.bin);固化*.bin 程序;調(diào)試。
連接仿真器后不需要程序,存儲(chǔ)區(qū)映射由本身工程中啟動(dòng)文件運(yùn)行完成,不需要命令腳本文件。在本環(huán)境調(diào)試過程中,可以設(shè)置兩個(gè)硬件斷點(diǎn)。
(3)程序從 FLASH 中調(diào)到 SDRAM 中運(yùn)行
在某些應(yīng)用場(chǎng)合,強(qiáng)調(diào)程序運(yùn)行速度的情況下,希望程序在 SDRAM 中運(yùn)行,這樣就需要將 FLASH 中存儲(chǔ)的程序,在系統(tǒng)上電后搬運(yùn)到 SDRAM 某空間位置,然后自動(dòng)運(yùn)行。這種所謂的 Bootloader 技術(shù),在 DSP 系統(tǒng)中常被采用。
調(diào)試過程分兩步:
(a)首先將用戶程序在 SDRAM 中調(diào)試通過,然后將*.bin 文件固化到 FLASH 某一非 0 扇區(qū)地址空間;
(b) 將自己編寫的 Bootloader 搬運(yùn)程序調(diào)試通過并將 Bootloader.bin 文件固化到 FLASH 的 0 扇區(qū)地址空間,搬運(yùn)程序在系統(tǒng)上電后,將(a)中 FLASH 某一非 0 扇區(qū)地址空間存儲(chǔ)的程序,搬運(yùn)到在 SDRAM 調(diào)試中同樣的空間位置,實(shí)現(xiàn)程序在 SDRAM 中運(yùn)行的目的。
另外注意,因?yàn)橛脩魧?shí)際的程序中斷入口必須位于 FLASH 的 0x18 或 0x1c 地址,所以 Bootloader 搬運(yùn)程序還應(yīng)具有中斷入口的跳轉(zhuǎn)功能,即把 PC 指針由此轉(zhuǎn)向處于 SDRAM 空間的中斷程序入口表,就是整個(gè)用戶程序被搬運(yùn)到 SDRAM 的那一位置。
如:LDR PC, =HandleIRQ
// HandleIRQ 位于 SDRAM 空間中斷程序入口表
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