第七章 AXD调试工具的使用一、AXD调试工具介绍二、AXD调试方法一、AXD调试工具介绍1.1 AXD调试介绍AXD支持多种调试方法：JTAG、Angel、ARMulator等等。AXD调试工具具有如下一些特点：n 提供合适的调试方法，比如中断功能、断点设置、连续运行或非连续运 行等；n 能够执行所设计的计算机指令，检查软件程序设计是否存在缺陷；n 能够方便地监测调试对象的运行和程序的运行；n 能够根据调试命令实时控制硬件动作，检测硬件电路设计是否合理。 1.1.使用使用JTAGJTAG的调试方法的调试方法调试系统一般包括三个部分：调试主机、协议转换器和调试目标。 通过JTAG接口直接和ARM内核对话，实现了如下功能： 1. 程序下载; 2. 停止或启动程序运行; 3. 观察和修改内存; 4. 观察和修改ARM的内核运行状态.2 2使用使用AngelAngel的调试方法的调试方法3 3使用使用ARMulatorARMulator的调试方法的调试方法n AXD提供的一种软件仿真的调试方法，ARMulator调试方法。ARMulator调试方法是一种脱离硬件调试软件的方法。这种方法所使用的工具软件是armulate.dll。n Angel是AXD中的另一种调试方法或工具。这种方法的软件支持工具（调试环境）称为 ADP（Angel Debug Protocol），其文件名是 remote_a.dll。n Angel调试方法的结构包括计算机和目标板两部分。这种调试方法在目标板上必须含有调试监控程序。计算机和目标板的通信实际上是计算机与调试监控程序之间的通信。AXD调试结构 1.2 AXD调试步骤AXD调试界面 各菜单的含义如下：FileFile 用于文件管理；Processor ViewsProcessor Views 用于处理器选项管理，可以选择在调试时观察处理器的某些选项：如寄存器、变量和存储器等；System ViewsSystem Views 用于对调试目标管理，这是处理器以外的内容，比如其他寄存器和断点等；OptionsOptions 用于对AXD进行配置，如进行目标配置； ExcuteExcute 控制程序运行，如单步、执行到断点等。 进行程序调试前的两个基本步骤： 1 1 目标配置目标配置 单击菜单“Options”“Configure Target”，弹出一个Target Environments选项窗口。这个窗口中有几个系统加载的选项，如图所示。 使用ARMulate作为调试工具，点击“Configure”，则出现如图所示的配置对话框。2 2 加载映像文件加载映像文件加载已经编译和链接过的映像文件：进入菜单File后，选择上面第1项 Load Image加载映像文件，弹出一个文件搜索对话窗口。加载的映像文件在工程项目文件夹中，扩展名是AXF，文件名称和工程项目名称相同。打开映像文件之后，大部分选项被激活。可以进行其他选项设置，也可以开始调试。注意：AXD没有复位功能，调试过程中如果想重新运行程序，需要重新加载程序。1.3 View菜单介绍Processor Views菜单System Views菜单1.Control Monitor1.Control Monitor菜单介绍菜单介绍选择“System Views”“Control Monitor”，就会打开如图所示的显示窗口。这个“Control Monitor”窗口共有四个标签页：Target、Image、Files、Class。在“Control Monitor”窗口的任一标签页中点击右键，选择右键菜单“Hide”命令可以隐藏本窗口。 Target标签页标签页 在Target标签页中，显示了当前的目标硬件，如图所示，图中显示当前的目标硬件是ARM7TDMI内核。 Image Image标签页标签页 :显示了当前装载的映像文件路径和名称 Files Files标签页标签页: :显示这个映像文件所涉及到的一些源文件 Class标签页：标签页：显示这个映像文件所涉及的类、全局变量和全局函数。2 2OutputOutput、ConsoleConsole菜单介绍菜单介绍Console窗口是一个控制台窗口，不但可以接收用户的按键信息，而且可以显示程序的输出信息。这个输出窗口共有RDI Log和Debug Log两个标签页，分别显示RDI日志信息和调试过程中产生的日志信息。3 3DisassemblyDisassembly、SourceSource菜单介绍菜单介绍在“Processor Views”菜单下“Source”菜单用来打开源程序；“Disassembly”菜单用来打开反汇编代码文件。4 4RegistersRegisters菜单介绍菜单介绍 调试中有两部分寄存器： 一部分是ARM内部的寄存器； 一部分是ARM外部其他模块的寄存器。单击“Processor Views”“Registers”打开一个ARM寄存器选项窗口。 ARM寄存器窗口 ARM寄存器选项窗口共有8个选项，每个选项可以打开一组寄存器。1. Current当前工作寄存器，包括ROR14、PC、CPSR和SPSR； 2. User/System用户模式/系统模式寄存器组，包括ROR14、PC、CPSR； 3. FIQ快速中断模式寄存器组，包括FIQ模式中的R8R14、SPSR； 4. IRQ通用中断模式寄存器组，包括IRQ模式中的R13、R14和SPSR； 5. SVC 管理模式寄存器组，包括管理模式中的R13、R14和SPSR； 6. Abort中止模式寄存器组，包括abt模式中的R13、R14和SPSR； 7. Undef未定义模式寄存器组，包括und模式中的R13、R14和SPSR； 8. Debug Comms调试信息，包括控制信息寄存器，读状态寄存器和写 状态寄存器。5 5MemoryMemory菜单介绍菜单介绍单击菜单栏“Processor Views”“Memory”打开存储器显示窗口。在Start addresser处可以输入要显示内存的起始地址，图中输入0x8000，所以内存单元内容从0x8000处开始显示。 6 6Low Level SymbolsLow Level Symbols菜单介绍菜单介绍左侧的窗口是符号表管理窗口，每个符号都对应一个地址。 7 7WatchWatch菜单介绍菜单介绍使用观测项(Watch)可以在调试程序时动态地了解某些信息，这些信息取决于所设置的观测项的表达式。在观测项窗口所得到的是一个表达式的值，表达式可以由程序调试者输入。R0 + R5-R6 ；使用寄存器和算术运算符 R0 + R7*0x20 ；使用寄存器和算术运算符 &b ；求变量b的地址 b + value ；两个变量相加 Add Watch添加观察项；Locate Using Value搜寻观察项的值；Locate Using Address搜寻观察项的地址；Format设置数据显示格式。Add Watch窗口 在Watch窗口的右键菜单中选择“Add Watch”。然后单击Evaluate按钮，这个表达式和这个表达式的值就会出现在下面的窗口中。8 8WatchpointWatchpoint菜单介绍菜单介绍 AXD中还有一种辅助调试手段，叫做观测点（Watchpoint）。观测点与观测项的主要区别：1.观测项是检查一个表达式的值，要对表达式进行计算，而观测点不对表达式进行计算； 2.观测项不会使正在执行的程序停止；而观测点与断点一样可以使程序停止； 3.观测点和断点一样，可以设置实现条件；观测项没有条件通过菜单选项“Systerm Views”“Watchpoint”打开系统观测点管理窗口： State：表明当前观测点的状态，当图标为圆形时，该观测点处于打开状态； Processor：目标处理器的名称；Item：观测点的地址或名称，可能是变量名、寄存器名或者是地址；Watching ：注释项；Count：计数器，分母是一个设定的循环次数。Condition：观测点条件；Action：程序执行到观测点时有两种可能的结果：一种是停止运行（Break）；另一种是注释字符串到指定日志文件中。右键菜单中选择“Add”，系统弹出一个观测点设置对话框，如图所示 二、AXD调试方法1.1 常用的调试方法控制程序运行的方法分为两种：n 单步运行 单步运行就是让程序一条语句接一条语句执行，可以通过查看寄存器、内存表、变量以及表达式的值来判断程序的运行结果。n 设置断点运行。 设置断点的方法能够用来调试大段的程序。程序中并不重要部分直接让它运行，在程序中的关键点处设置断点，当程序运行到断点处时会自动停止，然后观察运行的结果或决定程序是否继续运行。1.2 单步调试工具栏中的“单步单步”运行按钮。这个单步运行操作使程序执行到下一条指令。如果指令是一条函数调用指令，则这项功能不进入函数体内。 工具栏中的“进入单步进入单步”运行按钮。这个单步运行操作使程序运行到下一条指令。如果指令是一条函数调用指令，则这项功能将进入函数体内。工具栏中的“跳出单步跳出单步”运行按钮。这个单步运行操作使程序执行到下一条指令。如果指令是在函数体内，则这项功能使程序跳出函数体。工具栏中的“执行到光标处执行到光标处”运行按钮。这项功能可以使程序运行到事先选定的指令行。 字符串拷贝程序清单 AREABufData,DATA,READWRITE；声明数据段BufDataMesDCB“HELLO，The World!”BufSPACE 100；分配100字节空间AREAExample1,CODE,READONLY；声明代码段Example1 ENTRY ；标识程序入口CODE32；声明32位ARM指令STARTLDRR1, =Mes LDR R2, =BufLDRB R3, R1,#16 ；装载Mes数组的最后一个字符$NLDRBR0, R1, #1 ；读源地址的字符，R1自动加1 STRBR0, R2, #1 ；保存字符到目的地址，R2自动加1CMPR0, R3 ；比较，判断字符是否为$BNEN ；没有碰到$，继续传送字符BSTARTEND 源程序窗口和反汇编窗口 存储器显示窗口 1.3 使用断点进行调试1 1断点的简单应用断点的简单应用在调试程序的过程中，使用断点是经常要使用的方法。 设置断点设置断点在源程序或反汇编程序的窗口中，把光标指向要设置断点的指令行，双击即把这个选中的指令行标注为断点位置。或者单击要设置为断点的指令行设置断点。 执行到断点执行到断点 按F9键使程序开始运行，直到最近一个断点。 删除断点删除断点 删除断点跟设置断点一样，最简单的方法是：在源文件或反汇编文件的断点位置双击这个指令行，就可以删除这个断点。2. 2. 断点管理窗口断点管理窗口State 断点状态；Processor处理器型号； Position断点位置； Count断点计数器；Condition断点计数器计数条件。Size代码类型。Action断点执行动作。Add增加一个断点；Disable关闭选中的断点； Delete删除选中断点； Delete All删除断点管理窗口中所有的断点； Locate Using Address搜索断点所在指令行的地址； Refresh 断点管理窗口中的内容刷新一次；Properties设置断点的属性。Float within main window使断点管理窗口浮置，浮置的窗口可以悬挂在屏幕的任意位置； Allow docking吨使断点管理窗口锁定在屏幕边缘位置。 Hide隐藏断点管理窗口； Close关闭断点管理窗口。 断点管理窗口中的右键下拉菜单 思考题思考题1、为什么要进行程序调试，即程序调试的作用是什么？2、AXD调试工具支持哪些调试方法，这些调试方法分别需要配套什么样的实验环境。3、AXD调试的大致步骤是什么？4、在程序运行过程中，请问如何观察某个寄存器的值，如何观察某段内存的内容，如何观察某个变量的变化？5、在使用AXD工具进行程序调试时，有哪些常用的调试方法？