STM32MP157A-DK1测评 (2)ST-Link的调试功能

cruelfox 发表于 2020-4-10 09:18

<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 cruelfox 于 2020-4-10 09:18 编辑

　　像 STM32MP157-DK 这类跑Linux的板子，如果是将系统写到SD卡、Flash芯片上面，然后等待Linux启动后登陆上去操作的话，就和玩PC上的Linux相似了，只是多了很多可以通过程序直接访问的硬件。相对于通常MCU开发，STM32MP1 Linux下面程序的编写软件自由度就比较大了，至少是RAM管够；对硬件的访问则需要和操作系统(Linux)打交道，而不是直接访问寄存器。

　　不过这些且先放到后面。我第一次上手ARM Cortex-A系列处理器，是打算当成单片机来玩的。按照评测计划，需要实现 STM32MP157 的“裸机”编程，那么就得有办法把一段程序放进去让MPU运行。一种办法是把程序写到SD卡的启动代码中，也就是上电后从SD卡读取的第一段程序（相当于玩PC时编写MBR中的启动程序）；另一种办法是使用调试器，就像MCU那样直接修改内存的内容和寄存器的值。

　　STM32MP157A-DK 上面带了个 ST-Link v2. 官方介绍主要提的是用它的虚拟串口连接到 MP157, 实现Linux终端、ROM boot等用到UART的功能。但显然 ST-Link 主要用途是调试，STM32MP157 的 SWDIO, SWCLK 信号已连到 ST-Link 上了。根据芯片手册可以确定，Cortex-A7 的核也是能用 SWD 方式调试的。 
　　起初我用下载MCU的工具 ST-Link_CLI 来试一下 SWD 连接，结果是 "No target connected"  " Unable to connect to ST-LINK" . 我想可能是和 MPU 的通信和以往的 STM32 不同的缘故。官方介绍也没有提到过 STM32MP1 专用的 ST-Link Utility 软件。

 

　　那么这个 ST-Link 怎样才能用上？网上得来的线索是用 OpenOCD:

　　其一，在 wiki.st.com/stm32mpu/wiki/STM32MP15_OpenSTLinux_release_note 页提到了 openocd-stm32mp

　　其二，在 docs.zephyrproject.org/latest/boards/arm/96b_avenger96/doc/index.html 提到用 stm32mp1 developer package 里的 openocd 调试

　　其三，在 sysprogs.com/VisualKernel/tutorials/stm32mp1/ 这里讲解调试 Linux 内核模块，用到专用的 openocd 工具

这里有一个Github页的链接，可以下载一个编译好的 windows 版本 openocd. 然而因为网络原因我总不能成功下载。

　　其四，ST社区上的回答 community.st.com/s/question/0D50X0000CAtzDH/can-i-debug-cortexa7-cores-on-stm32mp157 关于 Can I debug Cortex-A7 cores on STM32MP157? 问题

　　ST的人员的回答肯定了用板子上的 ST-Link 是可以调试 A7 核的，软件就是 OpenOCD + GDB. 

 

　　以往调试 STM32 MCU 的 OpenOCD 是不支持 STM32MP157 的，试一下便知道了，至少是缺少了配置文件。那么把配置文件复制过来呢？我搜索到了ST在github上提供的专用 OpenOCD (修改过的版本，支持STM32MP1)  github.com/STMicroelectronics/device-stm-openocd  可以 git clone 下到本地。其中有一个编译好的 linux 程序，带上其它脚本文件，源码目录没有 openocd 原版代码，主要是patch. 我试图把其中的配置文件复制出来，用windows下的 openocd 试一下，结果是有错误，似乎脚本文件在 openocd 不同版本间也不兼容。至于编译好的那个 openocd, 在我单位电脑上试了 Glibc 版本不兼容不能运行。我自己的PC Linux因为是32位，也无法拿来测试。

　　官方的 SDK 也是 x86_64 版本的，所以自己用的PC上Linux 也是无法运行。我要么是编译 x86_64 的一套 GLibc runtime库，以支持官方 SDK 中的程序，要么就是在现有系统上编译 OpenOCD 和 GDB、以及 ARM GCC toolchain. 都得有折腾的。我的决定是后者。

　　

　　OpenOCD 的正式发布版本最后一个是 0.10.0,  编译起来难度不大。特殊的库就只需要 libusb 1.x 或 0.x 版本，而 libusb 有 libudev 就可以编译了还好办。我自己玩 STM32 因为老用 windows 开发，Linux的工具没怎么准备，没有的就都从头来了。

　　把 OpenOCD 编译成功，确认能用它访问 st-link 调试一个 MCU 以后，我再打算把 STM32MP1 的 patch 弄进去（从上面ST）。结果呢，居然有很多 patch 失败。后来我明白，OpenOCD 除了正式发布的版本，开发中的版本一直在改动（命令也在变化，并不是和旧的兼容），所以现在这个需求用 0.10.0 版本改还不行。

　　于是我又从 OpenOCD mirror站上下载了一个很新的 snapshot 版本，解开再试图 patch, 居然也是很多失败的。想来这个也难免，我对版本管理又不熟悉，去分析要怎么patch不现实——太折腾了就不如换条路了。

　　ST社区还有一个问答里面讲了："

I'm upstreaming the support for STM32MP1 in mainline OpenOCD.

Today there is a conflict between some other patches waiting to be merged and the ST code to handle ST-Link in the way required by STM32MP1. This conflict prevents merging STM32MP1 code.

I hope this will get solved soon."  就是说ST这个patch和其它的 (不断地有新的patch) 存在冲突。所以我下的最新 snapshot 不能用来改成 STM32MP1 专用版。那么怎么知道 ST 用的是哪个原始版本？

　　幸运地我找着了，在 github.com/STMicroelectronics/meta-st-stm32mp/blob/thud/recipes-devtools/openocd/openocd-stm32mp_0.10.0.bb 描述里面其实暗藏了：

　　根据这串字符去 OpenOCD git mirror上找，就能下载了。然后应用 ST 的 patch,  完美！

 

　　不过这个 git 的 openocd 要 autoconfig 一下才可以得到 configure 程序。先要执行其中的 bootstrap 脚本。因为我的 Linux 上 autoconf, automake, m4 几个软件的版本都太老，又重新编译升级了一下，这都是小插曲。在编译这个新版本 openocd 时又遇到一些小问题，我自己手工修补搞定。

　　make install 之后，连上开发板子试一把：

　　这说明 OpenOCD 已经识别到了两个 Cortex-A CPU核。第一步迈出终于成功了。

 

　　这段时间通过对 ARM 文档的阅读我了解到 Cortex-A7 和 Cortex-M0/4 的差别还是很大的。现在终于可以使用调试工具了，对观察 CPU 的状态将有大的帮助。OpenOCD 自带的内存访问、反汇编功能也可以试。

　　比如打断 CPU 的执行，查看一下现在运行的代码在哪里：

~$ telnet localhost 4444 
Trying 127.0.0.1... 
Connected to localhost. 
Escape character is '^]'. 
Open On-Chip Debugger 
> halt 
stm32mp15x.cpu0 rev 5, partnum c07, arch f, variant 0, implementor 41 
stm32mp15x.cpu0 cluster 0 core 0 multi core 
stm32mp15x.cpu1 rev 5, partnum c07, arch f, variant 0, implementor 41 
stm32mp15x.cpu1 cluster 0 core 1 multi core 
target halted in ARM state due to debug-request, current mode: Supervisor 
cpsr: 0x60030093 pc: 0xc011b368 
MMU: enabled, D-Cache: enabled, I-Cache: enabled 
target halted in ARM state due to debug-request, current mode: Supervisor 
cpsr: 0x200b0193 pc: 0xc015db00 
MMU: enabled, D-Cache: enabled, I-Cache: enabled 
> reg pc 
pc (/32): 0xC015DB00 
> arm disassemble 0xC015DB00 20 
0xc015db00      0xe58d3038      STR r3, 
0xc015db04      0x0a000031      BEQ 0xc015dbd0 
0xc015db08      0xe1a0300d      MOV r3, r13 
0xc015db0c      0xe3c32d7f      BIC r2, r3, #0x1fc0 
0xc015db10      0xe3c2203f      BIC r2, r2, #0x3f 
0xc015db14      0xe3031d00      MOVW r1, #0x3d00 
0xc015db18      0xe34c1100      MOVT r1, #0xc100 
0xc015db1c      0xe592300c      LDR r3, 
0xc015db20      0xe5910000      LDR r0, 
0xc015db24      0xe593c020      LDR r12, 
0xc015db28      0xe2600064      RSB r0, r0, #0x64 
0xc015db2c      0xe170000c      CMN r0, r12 
0xc015db30      0x4a000063      BMI 0xc015dcc4 
0xc015db34      0xe5931024      LDR r1, 
0xc015db38      0xe15b0001      CMP r11, r1 
0xc015db3c      0x0a000005      BEQ 0xc015db58 
0xc015db40      0xe583b024      STR r11, 
0xc015db44      0xe592100c      LDR r1, 
0xc015db48      0xe591301c      LDR r3, 
0xc015db4c      0xe2833001      ADD r3, r3, #0x1 
 

 
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okhxyyo 发表于 2020-5-9 07:50

谢谢楼主分享

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