采用ROM監控器的調試技巧分析

RedBoot也稱(chēng)作紅帽(Red Hat)嵌入式調試引導程序，是一種用于嵌入式系統的獨立開(kāi)放源代碼引導/裝載器，任何人都可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載具有紅帽eCos公共許可證的RedBoot源代碼。

雖然RedBoot使用的是源于eCos實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)的軟件模塊，并且常用于嵌入式Linux系統，但它與這兩種操作系統完全無(wú)關(guān)，RedBoot能夠用于任何操作系統或RTOS，甚至沒(méi)有操作系統也行。

RedBoot自帶一個(gè)GDB“存根進(jìn)程(stub)”，可提供目標端通信軟件，允許用戶(hù)通過(guò)標準GDB協(xié)議命令進(jìn)行遠端調試，這樣設計師就能利用RedBoot與運行GNU調試器的主機通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)調試設計的嵌入式軟件。RedBoot支持多種處理器架構和硬件平臺，包括 ARM、日立SHx、MIPS、PowerPC、SPARC以及x86等。

結構配置

RedBoot可以在多種不同配置下運行，但一般都是從目標平臺的閃存引導區或引導ROM啟動(dòng)。RedBoot設計為系統上電啟動(dòng)，能提供完整的處理器初始化和設備設置，使設計人員能夠迅速開(kāi)始與系統通信。

RedBoot可設為用串口或以太網(wǎng)口(通過(guò)Telnet)進(jìn)行通信，當從某個(gè)端口收到第一條命令后，那么隨后所有的RedBoot通信都將從那個(gè)端口進(jìn)行，直到系統重新啟動(dòng)。

利用以太網(wǎng)口與RedBoot通信時(shí)，一定要清楚目標平臺是如何得到其IP地址的。設置目標平臺IP地址有兩種方法，分別是動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法。在靜態(tài)方式下，目標平臺的IP地址在編譯RedBoot映像前設置(后文還會(huì )詳細討論這方面內容)，也可通過(guò)串口命令設置。

RedBoot還可以采用BOOTP協(xié)議動(dòng)態(tài)分配IP地址，BOOTP協(xié)議是目前許多網(wǎng)絡(luò )廣泛支持的動(dòng)態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)的一個(gè)子集，與靜態(tài)法一樣，可在編譯時(shí)或通過(guò)串口命令，使目標平臺使用動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò )配置。當然，為了取得IP地址，目標設備必須連到能夠訪(fǎng)問(wèn)BOOTP或DHCP服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )上。

當裝載的應用軟件本身需要IP地址時(shí)，切記RedBoot映像不能使用動(dòng)態(tài)IP地址，否則會(huì )在以太網(wǎng)端口的IP地址配置中引起沖突，從而造成與RedBoot或應用軟件通信錯誤。在這種情況下，最好給不在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò )配置協(xié)議范圍內的RedBoot設置靜態(tài)IP地址。

RedBoot還能根據與BOOTP響應一起收到的配置信息，用一般文件傳輸協(xié)議(TFTP)自動(dòng)下載應用軟件代碼，此時(shí)在主機上同樣需要TFTP服務(wù)器以提供軟件映像訪(fǎng)問(wèn)。

命令行語(yǔ)句

RedBoot通過(guò)命令行接口(CLI)輸入命令，在最小模式下，RedBoot命令行接口建立在目標平臺硬件串口上，當有多個(gè)串口時(shí)，RedBoot可以用其中任何一個(gè)建立通信。RedBoot還能利用Telnet協(xié)議在以太網(wǎng)端口建立CLI(默認情況下RedBoot將端口 9000用于Telnet，不過(guò)可以用下面講到的fconfig命令改變端口號)。

CLI輸出的RedBoot初始化信息如圖1所示，這些信息提供了有關(guān)RedBoot映像的信息，包括映像建立日期、目標硬件平臺以及可供RedBoot使用的資源等。當顯示出提示符

RedBoot>

后，就表明CLI已經(jīng)準備好，用戶(hù)可以開(kāi)始輸入命令。

RedBoot命令的基本格式是：

命令 [-選項1] [-選項2 參數值] 操作符

命令格式中的選項1和選項2代表可以加到某些命令中的可選參數，用于指示一些特定動(dòng)作或附加信息，在選項2中還包括一個(gè)數值。操作符定義了某些特殊命令所需的附加信息。命令也可以縮寫(xiě)成最短的無(wú)歧義字符串，如dump、dum、du和d都是dump命令的有效寫(xiě)法。

RedBoot用load命令下載應用軟件映像，映像可以用TFTP協(xié)議、X/Y調制解調器協(xié)議或直接從目標硬件下載。映像成功下載到目標平臺后，就可以用go命令運行軟件。

在RedBoot提示符下可鍵入help命令顯示所有可用命令列表，并不是所有命令都能用于各種RedBoot映像，命令是否可用取決于目標平臺的資源狀況，例如有些命令就不適合用于沒(méi)有閃存的硬件平臺。

首字符是“$”的命令代表執行后會(huì )在RedBoot映像中調用GDB stub，一旦進(jìn)入GDB模式，RedBoot就會(huì )一直保持這種模式直到系統重新啟動(dòng)。

有幾條RedBoot命令需要在這里重點(diǎn)提一下。首先是閃存映像系統(fis)命令，當硬件平臺上配有閃存時(shí)，RedBoot提供fis命令作為基本文件系統，這些命令主要用來(lái)管理文件系統映像。

另一個(gè)有用的命令是基于閃存的配置和控制命令fconfig。圖2給出了用fconfig命令查詢(xún)的輸出信息，從中可以看出，配置命令可以設置RedBoot啟動(dòng)順序。啟動(dòng)配置包括是否在初始化期間運行引導腳本、是否用BOOTP協(xié)議獲取IP地址以及是否用GDB telnet端口進(jìn)行調試等。

RedBoot也支持引導腳本，因此允許用戶(hù)在上電過(guò)程完成后執行所需命令。在產(chǎn)品測試階段采用RedBoot裝載應用軟件映像時(shí)引導腳本很有好處，用戶(hù)還可以設置超時(shí)參數，在引導腳本執行前按下Ctrl+C中斷執行。引導腳本可用fconfig命令進(jìn)行設置。

構建RedBoot

能夠自己重新構建RedBoot對用戶(hù)來(lái)說(shuō)非常重要，因為隨時(shí)都可能需要進(jìn)行代碼更新和缺陷更正；如果用戶(hù)希望定制RedBoot，那么也需要重建RedBoot，比如增加自己的命令或與它的接口。