在Vitis中调试ARM可信固件和U-boot
本文来自 xilinx 产品应用工程师stephen macmahon
在本篇博文中，我们将探讨如何在 vitis 中调试 zynq ultrascale 器件启动镜像。这些启动镜像包括 arm 可信固件 (atf) 和 u-boot。
本篇博文乃是系列博文中的一篇，此系列博文旨在探讨如何在 petalinux 镜像中调试各种组件。 (更多系列博文请持续关注公众号文章推送)
启动镜像调试是任何定制板启动过程中不可或缺的一环，希望本篇博文能够帮助用户完整完成定制板启动镜像的调试工作。即使您使用的是开发板，本篇博文也将能够提供有关启动镜像在 zynq ultrascale 器件上的工作方式方面的诸多实用见解。
启动镜像的生成途径多种多样。用户可以使用 petalinux/yocto，或者也可以从 git 源代码手动构建镜像。本文将演示如何使用 petalinux 2020.1 来为 zynq ultrascale 器件创建启用调试功能的启动镜像。
petalinux 流程：
在此次演示中使用的是 zcu104 板，但其中步骤应适用于所有 zynq ultrascale 器件。
在 images/linux 文件夹中提供的 u-boot.elf 不具有在 vitis 中进行调试所需的符号信息。因此，我们将使用 petalinux 内的工作目录下的 u-boot 二进制文件。
并且 petalinux 移除了其中间文件以节省磁盘空间，因此我们需要在 petalinux 工程中禁用此功能。
下列步骤演示了用户如何获取启用调试功能的 atf 和 u-boot：
petalinux-create -t project --template zynqmp -n linux_imagecd linux_image
注: 很遗憾，在 petalinux 存在 1 个已知问题，即无法将 debug=1 传递到此处的 makefile。用户可以使用此处所述的变通方法来手动添加该值。 用户还应注意 tmp 目录：
退出“配置 (config)”屏幕并单击“save”以保存。
如上所述，petalinux 提供的 u-boot 可执行文件不具有调试所需的符号信息。用户可以通过修改 build/conf 文件夹下的 local.conf 文件来阻止 petalinux 移除中间构建文件。
创建任何构建时都会创建 build 文件夹，因此我们可以执行 petalinux-build，随后使用 ctrl + c 在创建此文件时停止操作。打开 local.conf 文件并注释掉以下行：
现在，只需构建启动镜像并使用 petalinux 创建可启动镜像 (boot.bin) 即可
petalinux-build -c bootloader 完成构建后，将 u-boot 重命名为 u-boot.elf 并从 tmp 文件夹复制到 images/linux 文件夹中：
下一步，使用 petalinux 创建可启动镜像 (boot.bin)
cd images/linuxpetalinux-package --boot --u-boot 作为完整性检查，我们还可测试可执行文件以确认其中包含符号信息：
在 vitis 中执行调试：
我发现调试启动镜像最简单的方法是将启动镜像加载到 sd/qspi 上，并在运行目标上执行调试。
启动 vitis 并关闭欢迎屏幕。
创建新的“调试配置 (debug configuration)”：
双击“单应用调试 (single application debug)”：
将“调试类型 (debug type)”设置为“连接到运行目标 (attach to running target)”：
注: 由于我当前使用远程连接，因此还需一并设置远程连接。
选择“应用并调试 (apply and debug)”。这样即可打开调试透视图。
您可以看到其中 cortex a53 正在运行（我们的启动镜像）。
重定位前的调试：
展开赛灵思软件命令行工具 (xsct) 窗口。
我们要在其中将符号文件传递给 cortex a53 #0 以供 atf 和 u-boot 使用。
在 xsct 中使用 memmap 命令设置符号文件：
然后即可在 atf 和 u-boot 中添加中断点。
我将 atf 中的中断点设置在 bl31_main，将 u-boot 中的中断点设置在 board_init_f:
如果将板掉电并重新上电，则会在 atf 中看到中断点被命中。
随后，用户可以执行恢复 (resume)、单步进入 (step into)、单步跳过 (step over) 等：
用户可以单步执行此处代码。例如，用户可以使用其中的 setup_reloc 功能来查找 uboot 重定位地址（或者使用 bdinfo）。
重定位地址因用户而异，我这里的重定位地址为 0x77de5000。
重定位后的调试：
uboot 代码将对自身进行重定位，由于我们已映射符号文件存储器，因此，该重定位地址是错误的。
由此导致我们需要传递重定位地址以便调试器能够对此进行补偿：
让我们使用 board_init_r 功能。
这是重定位后处理功能：
重定位后，board_init_r 地址将变为 0x77de5000 + 0x801a880 = 0x7fdff880。
如果我在 board_init_r 处添加中断点，即可看到实际地址符合预期：
如果此时掉电并重新上电，则将命中 atf 中的中断点，并且此时还会命中重定位后的 u-boot。
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本篇博文乃是系列博文中的一篇，此系列博文旨在探讨如何在 petalinux 镜像中调试各种组件。 (更多系列博文请持续关注公众号文章推送)
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启动镜像的生成途径多种多样。用户可以使用 petalinux/yocto，或者也可以从 git 源代码手动构建镜像。本文将演示如何使用 petalinux 2020.1 来为 zynq ultrascale 器件创建启用调试功能的启动镜像。
petalinux 流程：
在此次演示中使用的是 zcu104 板，但其中步骤应适用于所有 zynq ultrascale 器件。
在 images/linux 文件夹中提供的 u-boot.elf 不具有在 vitis 中进行调试所需的符号信息。因此，我们将使用 petalinux 内的工作目录下的 u-boot 二进制文件。
并且 petalinux 移除了其中间文件以节省磁盘空间，因此我们需要在 petalinux 工程中禁用此功能。
下列步骤演示了用户如何获取启用调试功能的 atf 和 u-boot：
petalinux-create -t project --template zynqmp -n linux_imagecd linux_image
注: 很遗憾，在 petalinux 存在 1 个已知问题，即无法将 debug=1 传递到此处的 makefile。用户可以使用此处所述的变通方法来手动添加该值。 用户还应注意 tmp 目录：
退出“配置 (config)”屏幕并单击“save”以保存。
如上所述，petalinux 提供的 u-boot 可执行文件不具有调试所需的符号信息。用户可以通过修改 build/conf 文件夹下的 local.conf 文件来阻止 petalinux 移除中间构建文件。
创建任何构建时都会创建 build 文件夹，因此我们可以执行 petalinux-build，随后使用 ctrl + c 在创建此文件时停止操作。打开 local.conf 文件并注释掉以下行：
现在，只需构建启动镜像并使用 petalinux 创建可启动镜像 (boot.bin) 即可
petalinux-build -c bootloader 完成构建后，将 u-boot 重命名为 u-boot.elf 并从 tmp 文件夹复制到 images/linux 文件夹中：
下一步，使用 petalinux 创建可启动镜像 (boot.bin)
cd images/linuxpetalinux-package --boot --u-boot 作为完整性检查，我们还可测试可执行文件以确认其中包含符号信息：
在 vitis 中执行调试：
我发现调试启动镜像最简单的方法是将启动镜像加载到 sd/qspi 上，并在运行目标上执行调试。
启动 vitis 并关闭欢迎屏幕。
创建新的“调试配置 (debug configuration)”：
双击“单应用调试 (single application debug)”：
将“调试类型 (debug type)”设置为“连接到运行目标 (attach to running target)”：
注: 由于我当前使用远程连接，因此还需一并设置远程连接。
选择“应用并调试 (apply and debug)”。这样即可打开调试透视图。
您可以看到其中 cortex a53 正在运行（我们的启动镜像）。
重定位前的调试：
展开赛灵思软件命令行工具 (xsct) 窗口。
我们要在其中将符号文件传递给 cortex a53 #0 以供 atf 和 u-boot 使用。
在 xsct 中使用 memmap 命令设置符号文件：
然后即可在 atf 和 u-boot 中添加中断点。
我将 atf 中的中断点设置在 bl31_main，将 u-boot 中的中断点设置在 board_init_f:
如果将板掉电并重新上电，则会在 atf 中看到中断点被命中。
随后，用户可以执行恢复 (resume)、单步进入 (step into)、单步跳过 (step over) 等：
用户可以单步执行此处代码。例如，用户可以使用其中的 setup_reloc 功能来查找 uboot 重定位地址（或者使用 bdinfo）。
重定位地址因用户而异，我这里的重定位地址为 0x77de5000。
重定位后的调试：
uboot 代码将对自身进行重定位，由于我们已映射符号文件存储器，因此，该重定位地址是错误的。
由此导致我们需要传递重定位地址以便调试器能够对此进行补偿：
让我们使用 board_init_r 功能。
这是重定位后处理功能：
重定位后，board_init_r 地址将变为 0x77de5000 + 0x801a880 = 0x7fdff880。
如果我在 board_init_r 处添加中断点，即可看到实际地址符合预期：
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