淺談ARM仿真器中的斷點(diǎn)資源
目前,越來(lái)越多的嵌入式開(kāi)發(fā)公司和工程師開(kāi)始采用JTAG方式的ICE仿真器來(lái)進(jìn)行程序的調(diào)試工作。傳統(tǒng)的全仿真方式(Full ICE)正在逐漸被使用靈活、成本低廉的JTAG仿真方式所取代。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/171535.htmJTAG仿真器目前可以滿足嵌入式程序調(diào)試的所有基本要求,例如:斷點(diǎn)設(shè)置、單步調(diào)試、內(nèi)存編輯、變量、寄存器觀測(cè)等。(如圖1所示)
斷點(diǎn)設(shè)置是JTAG仿真器最基本的調(diào)試功能。用戶需要系統(tǒng)在設(shè)置斷點(diǎn)處停下來(lái)后再進(jìn)行調(diào)試。斷點(diǎn)根據(jù)原理和用途不同又分為幾個(gè)不同的種類。本文將簡(jiǎn)單地介紹一下常用的幾種斷點(diǎn)類型。
斷點(diǎn)可分為硬件斷點(diǎn)和軟件斷點(diǎn)兩大類:
1.硬件斷點(diǎn)需要目標(biāo)CPU的硬件支持,當(dāng)前流行的ARM7/9內(nèi)部硬件設(shè)計(jì)提供兩組寄存器用來(lái)存貯斷點(diǎn)信息,所以ARM7/9內(nèi)核最多支持兩個(gè)硬件斷點(diǎn),而ARM11則可以支持到8個(gè)硬件斷點(diǎn)。這與調(diào)試器無(wú)關(guān)。
2.軟件斷點(diǎn)則是通過(guò)在代碼中設(shè)置特征值的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要在某地址代碼處設(shè)置軟件斷點(diǎn)的時(shí)候,仿真器會(huì)先將此處代碼進(jìn)行備份保護(hù),然后將預(yù)先設(shè)定好的斷點(diǎn)特征值(一般為0x0000等不易與代碼混淆的值)寫(xiě)入此地址,覆蓋原來(lái)的代碼數(shù)據(jù)。當(dāng)程序運(yùn)行到此特征值所在的地址時(shí),仿真器識(shí)別出此處是一個(gè)軟斷點(diǎn),便會(huì)產(chǎn)生中斷。當(dāng)取消斷點(diǎn)時(shí),之前受保護(hù)的代碼信息會(huì)被自動(dòng)恢復(fù)。
硬件斷點(diǎn)可以設(shè)置在任何位置的代碼上,包括ROM和RAM;而軟件斷點(diǎn)由于需要修改相應(yīng)地址的值,所以一般只能設(shè)在RAM上,但是數(shù)量可以不受限制。由于硬件斷點(diǎn)設(shè)置的靈活性,所以是最優(yōu)先選用的斷點(diǎn)資源,但是兩個(gè)斷點(diǎn)往往很難滿足工程師進(jìn)行深入調(diào)試的需要,于是軟件斷點(diǎn)可以作為硬件斷點(diǎn)的補(bǔ)充資源來(lái)使用。
由于通常的軟件斷點(diǎn)只能設(shè)在RAM運(yùn)行的代碼上,而隨著系統(tǒng)的代碼量越來(lái)越大,特別是在移動(dòng)通信領(lǐng)域,擴(kuò)充大容量的RAM勢(shì)必會(huì)增加產(chǎn)品的成本,所以現(xiàn)在很多系統(tǒng)直接在FlashROM上運(yùn)行代碼。對(duì)于這種在FlashROM上運(yùn)行代碼的系統(tǒng),一般的軟件斷點(diǎn)是無(wú)法設(shè)置的,這也是軟件斷點(diǎn)的局限性。對(duì)于這樣的系統(tǒng),只能通過(guò)交替使用兩個(gè)硬件斷點(diǎn)滿足需要,但是會(huì)帶來(lái)一定的不便。
要很好的解決這一矛盾,只有使仿真器增加在FlashROM上設(shè)置軟件斷點(diǎn)的功能,拓展仿真器中可供利用的斷點(diǎn)資源。例如,日本橫河計(jì)算機(jī)株式會(huì)社 (YDC)最新推出的高端ARM仿真器—advicePRO,就是第一個(gè)支持Flash斷點(diǎn)的ICE仿真器產(chǎn)品。(如圖2所示)
在FlashROM上設(shè)置軟件斷點(diǎn)的原理與在RAM上設(shè)置軟斷點(diǎn)類似,也是在設(shè)定的斷點(diǎn)處用特征碼替換原有代碼,通過(guò)識(shí)別特征碼使斷點(diǎn)事件發(fā)生。不同的是,在FlashROM上設(shè)置軟件斷點(diǎn)需要對(duì)Flash進(jìn)行擦寫(xiě)操作,這就需要仿真器能夠有Flash編程功能,并且能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成特征碼的寫(xiě)入。完成這一系列的讀寫(xiě)操作,就可使在FlashROM上調(diào)試代碼的工程師獲得更充裕的斷點(diǎn)資源,從而大大提高了開(kāi)發(fā)效率。
圖 1: 調(diào)試器界面及常用功能
圖 2: 橫河公司的最新產(chǎn)品advicePRO
但是,由于對(duì)Flash進(jìn)行擦寫(xiě)需要一定的時(shí)間,所以在執(zhí)行到Flash斷點(diǎn)的時(shí)候會(huì)感覺(jué)到有一個(gè)停頓的時(shí)間。雖然這一點(diǎn)比RAM上的軟件斷點(diǎn)要差些,但是相對(duì)于給工程師調(diào)試工作整體上帶來(lái)的便利而言,這一點(diǎn)是完全可以接受的。
設(shè)置斷點(diǎn)進(jìn)行調(diào)試是最基本的一種調(diào)試手段,選擇具有豐富斷點(diǎn)資源的ICE仿真器,可以明顯地提高調(diào)試效率。當(dāng)然,前提是工程師能夠靈活使用各種斷點(diǎn)資源。
評(píng)論