【zynq课程笔记】【裸机】【第9课 】【裸机程序调试方法】

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在上一节课呢，我们是带领大家一起学习了基于SDK硬件驱动库的编程方法。课程中所用到的那样一个程序呢非常简单，我也是事先编写好了程序，没有现场带领大家一步一步去写。但是，对于大家自己，如果大家自己接到一个任务，要编写一个程序以实现相应的功能。那么，在编写程序的过程中，可能由于事先考虑不周，总会存在一些这样那样的问题，导致程序无法实现想要的功能，那么当程序无法实现功能的时候，如何来分析自己的程序？如何来找出自己的程序中设计不合理的地方，并来解决问题呢？这就是我们这一节课要给大家讲的内容，就是基于在线Debug的程序调试方法。

调试说明：
1、        如何设置进入调试模式
2、        断点的添加与使用（添加，取消）
3、        变量的查看（全局，局部）
4、        查看外设寄存器值（查看Memory）
5、        单步，进入函数，跳出函数

调试时候主要看的：
1、        变量（variables）
2、        断点（breakpoints）
3、        表达式（Expressions）
4、        存储器（memory）


调试呢叫做debug，在有些开发者的口中呢，他们也经常会称之为在线仿真，我们这里姑且称之为在线调试。方法都是一样的，只是大家的叫法有所差异。

如何进行在线调试呢？Xilinx的SDK开发环境为我们提供了非常便捷的在线调试功能，我们只需要在SDK中点几下按钮，就能够让我们的程序进入到调试状态，在调试状态中，我们可以控制程序一行一行的执行（我们称之为单步执行），在这个程序单步执行的过程中，我们可以去观察每一个变量的值，以及观察程序的分支走向，同时我们还可以设置断点让我们的程序运行到指定的位置停止下来，而在其他情况下全速运行，以节约我们的调试时间，再者，我们可以添加存储器（DDR3）中某一段存储空间在总线上的物理地址，来直接查看其中存储的数据内容。比如我们在做数据采集系统的时候，就可以通过这种方法直接查看FPGA采集并存储到PS侧DDR3中的数据内容，然后我们再通过分析DDR中的数据内容，来进一步分析数据采集系统存在的问题。
甚至，因为各外设控制器在连接到CPU的总线上时各个寄存器也是以存储器的模型呈现的，我们可以采用相同的方法，添加外设控制器的寄存器地址，来查看对应寄存器中的值，通过分析里面的内容，来查看其数据和工作状态。
总之，在线调试这样一个功能在我们的开发中使用的是非常广泛的，就像我们开发fpga的的时候，使用modelsim仿真的方式来分析我们逻辑设计中存在的问题一样。那么来对于我们开发ARM裸机程序来说，在线调试，也是开发中非常重要的环节，大家要想掌握独立的程序设计能力，在线调试的方法和技巧，肯定是要掌握的。


话不多说，我们还是基于上一节课给大家编写的程序，来看一下我们如何进行线调试，基于这样一个简单的工程，带领大家一起来看一下上面说的，如何查看我们的变量，设置我们的断点以及查看我们的内存信息。



进入调试模式

单步运行
进入函数
跳出函数
运行到断点
查看局部变量
查看全局变量（修改变量值）



查看内存内容

[C] 纯文本查看 复制代码

#include "xparameters_ps.h"
#include "xil_io.h"
#define DDR_BASEARDDR      XPAR_DDR_MEM_BASEADDR + 0x10000000

int main()
{
    int i;
    int rev[32];

    for(i=0; i<32; i++)
    {
        Xil_Out32(DDR_BASEARDDR+i*4,i);
    }

    for(i=0; i<32; i++)
    {
        rev[i] = Xil_In32(DDR_BASEARDDR+i*4);
    }

    return 0;
}

全速运行

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课程完整工程附件如下
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2022-6-19 16:50 上传

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课程main.c文件内容附件如下
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2022-6-19 16:51 上传

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main.c内容如下

[C] 纯文本查看 复制代码

//#include "stdio.h"
//#include "xil_io.h"
//#include "xgpiops_hw.h"
//#include "unistd.h"
//#include "stdint.h"
//
//#include "xil_types.h"
//int main(void)
//{
//		u32 reg_val = 0;
//		u32 Data = 0;
//
//
//		//设置IO方向，bit7的方向为输出
//		reg_val = Xil_In32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_DIRM_OFFSET);
//		Data = reg_val | (1<<7);
//		Xil_Out32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_DIRM_OFFSET, Data);
//
//		//设置输出使能，bit7输出使能
//		reg_val = Xil_In32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_OUTEN_OFFSET);
//		Data = reg_val | (1<<7);
//		Xil_Out32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_OUTEN_OFFSET, Data);
//
//		while(1)
//		{
//			//设置bit7输出1
//			Data = ((~(1<<7)) << 16) | (1<<7);
//			Xil_Out32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_DATA_LSW_OFFSET,  Data);
//			usleep(500000);
//
//			//设置bit7输出0
//			Data = ((~(1<<7)) << 16) & (~(1<<7));
//			Xil_Out32(XPAR_PS7_GPIO_0_BASEADDR + XGPIOPS_DATA_LSW_OFFSET,  Data);
//			usleep(500000);
//		}
//}


#include "xgpiops.h"
#include "unistd.h"

XGpioPs Gpio;
XGpioPs_Config *ConfigPtr;

uint32_t i=0;

int main(void)
{


	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID);
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);


	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 7, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 7, 1);

	/*设置MIO47为输入*/
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 47, 0);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 47, 0);

	while(1)
	{
		while(!XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 47))
		{
			//设置bit7输出1
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, 7, 0x1);
			usleep(500000);

			//设置bit7输出0
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, 7, 0x0);
			usleep(500000);
			i = 3;
		}

		while(i)
		{
			//设置bit7输出1
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, 7, 0x1);
			usleep(500000);

			//设置bit7输出0
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, 7, 0x0);
			usleep(500000);
			i = i - 1;
		}

		//设置bit7输出0
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, 7, 0x0);
	}



	return 0;
}



//#include "xparameters_ps.h"
//#include "xil_io.h"
//#define DDR_BASEARDDR      XPAR_DDR_MEM_BASEADDR + 0x10000000
//
//int main()
//{
//    int i;
//    int rev[32];
//
//    for(i=0; i<32; i++)
//    {
//        Xil_Out32(DDR_BASEARDDR+i*4,i);
//    }
//
//    for(i=0; i<32; i++)
//    {
//        rev[i] = Xil_In32(DDR_BASEARDDR+i*4);
//    }
//
//    return 0;
//}

tb一下

顶顶顶

admin

本楼层作者占位，主要用来统一解答大家学习本节课程过程中遇到的常见问题，后续会再次编辑完善。学习者有疑问的，请在本楼层之后开始提问和讨论。

CJC

这里我记录下学习中存在的问题
1、DDR地址在parameters_ps.h中，不在parameters.h中，我找遍了parameters都没有，甚至怀疑我没配置DDR。。。。。
2、在读写DDR测试的时候要注意，读写DDR要把程序放在OCM_RAM中运行，否则很可能会出错，这实例代码很短，且做了偏移处理，所以正常读写，否则跑着跑着会把程序覆盖。
这里说明下怎么在OCM中运行，在Iscript.Id中，

这里表示在DDR中运行

修改如下

admin

CJC 发表于 2022-8-16 15:16
这里我记录下学习中存在的问题
1、DDR地址在parameters_ps.h中，不在parameters.h中，我找遍了parameters都 ...

学习认真，挺好的，要是发现我们课程中有什么缺漏或者错误，也欢迎指出

CJC

admin 发表于 2022-8-16 15:52
学习认真，挺好的，要是发现我们课程中有什么缺漏或者错误，也欢迎指出 ...

小梅哥，我觉得新视频录的声音很小，我外放调最大了还是听着小

CJC

admin 发表于 2022-8-16 15:52
学习认真，挺好的，要是发现我们课程中有什么缺漏或者错误，也欢迎指出 ...

小梅哥，可以问下预计裸机视频大概录到文档的哪个部分结束呢