在uclinux中调试dxe文件

 

本文的开发环境为：bf561, uclinux-2.6（已移植到VDSP下），VDSP 5.0

日前看到一篇文章《Implementation of Dynamically Loaded Software Modules》，原始文件可从http://www.analog.com/ee-notes下载到（EE-323）。这篇文章的目标是从Flash中动态加载一个DXE文件，调用其中的函数并可用VDSP进行调试。其基本方法是将DXE由ELF格式转换为FLT格式并存储在FLASH中，使用时将这个FLT文件读取到内存的指定区域，再查找需要的函数所在的位置并进行调用。如果需要对调用的函数进行调试，则通过VDSP中的File -> Load Symbols加载原始的DXE文件中的调试信息即可。在调用完成后再加载调用程序的符号文件切换回来。

由此得到启发，uClinux本身不就支持FLT格式吗，这种方法是否也可以应用在uClinux中呢？

1   在VDSP中建立要调试的程序

1、利用VDSP5的向导在VDSP中建立一个要调试的DXE程序，注意不生成crt代码和LDF文件。

2、添加主程序main.c

/* Function prototypes */

 

int mean ( int *pArray, const unsigned int dwSize );

 

 

int g_iTimesCalled = 0;

 

/* Calculate the mean of an array pArray of length dwSize */

 

int mean ( int *pArray, const unsigned int dwSize )

{

       unsigned int sum = 0;

       unsigned int i;

      

       ++g_iTimesCalled;

      

       for ( i = 0 ; i < dwSize; ++i )

              sum += pArray[ i ];

             

       return sum / dwSize;

}

 

 

void main(void)

{

    int array[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

    int n = mean(array, 10);

    array[0] = n;

    return;

}

这是很简单的一个求平均数的程序。我们希望能够由uclinux加载这一程序并在VDSP中进行调试。

3、添加一个LDF文件，内容如下：

#ifndef __NO_STD_LIB

SEARCH_DIR( $ADI_DSP/Blackfin/lib )

#endif

 

$OBJECTS = $COMMAND_LINE_OBJECTS;

$LIBRARIES = libdsp561.dlb;

 

#define DBG_TEXT_BEGIN   0x10000

#define DBG_TEXT_END     0x20000

#define DBG_DATA_BEGIN   0x30000

#define DBG_DATA_END     0x40000

#define DBG_BSS_BEGIN    0x50000

#define DBG_BSS_END      0x60000

 

MEMORY

{

       // The sizes here are arbitrary and should be large enough to hold the inputs

       // sections they will contain. Specific START and END are unimportant as these

       // addresses will be "abstracted" away by elf2flt.

 

       MEM_TEXT { START(DBG_TEXT_BEGIN) END (DBG_TEXT_END) TYPE(RAM) WIDTH(8) }

       MEM_DATA   { START(DBG_DATA_BEGIN) END (DBG_DATA_END) TYPE(RAM) WIDTH(8) }

       MEM_BSZ            { START(DBG_BSS_BEGIN) END (DBG_BSS_END) TYPE(RAM) WIDTH(8) }

}

 

DYNAMIC p0

{

    OUTPUT( $COMMAND_LINE_OUTPUT_FILE )

 

    SECTIONS

    {

          

           // Note the presence of three, and only three, output sections. They must

           // be called .text, .data, and .bsz. .bsz must be a zero-fill section

           // (ZERO_INIT keyword)

          

        .text

        {

            INPUT_SECTION_ALIGN(4)

            INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(program) $LIBRARIES(program))

           

        } >MEM_TEXT

       

        .data

           {

            INPUT_SECTION_ALIGN(4)

            INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(data1) $LIBRARIES(data1))

        } >MEM_DATA

 

        .bss ZERO_INIT

           {

            INPUT_SECTION_ALIGN(4)

            INPUT_SECTIONS( $OBJECTS(bsz) $LIBRARIES(bsz))

        } >MEM_BSZ

    }

}

注意以上的存储区域的定义，由于我们事先并不知道uclinux会把我们的程序放到哪个位置，因此这只是一个粗略的定义。

4、编译生成dxe文件。

5、利用VDSP5提供的elf2flt工具将这个dxe文件转换成flt格式。

2   在uclinux中加载FLT文件

1、将生成的flt格式文件放到uclinux的rootfs中。

2、为了在VDSP中调试这个文件，我们需要知道uclinux将这个文件加载到内存中的位置。在uclinux中，对FLT文件的加载是由fs/binfmt_flat.c这个文件来完成的，我们所需要做的是在这个文件的合适位置断下来，并取得相关的指针。

经过对此文件的分析，我们可以在load_flat_file这个函数中设置断点，并进行单步跟踪。在此过程中还发现VDSP 5.0转换生成的flt格式文件将rev设置为5，而uclinux只支持2和4的版本，在此处还需要将rev的值改为4。

跟踪到以下语句时（671行）：

       /* The main program needs a little extra setup in the task structure */

       start_code = textpos + sizeof (struct flat_hdr);

       end_code = textpos + text_len;

       if (id == 0) {

              current->mm->start_code = start_code;

              current->mm->end_code = end_code;

              current->mm->start_data = datapos;

              current->mm->end_data = datapos + data_len;

              /*

               * set up the brk stuff, uses any slack left in data/bss/stack

               * allocation. We put the brk after the bss (between the bss

               * and stack) like other platforms.

               */

              current->mm->start_brk = datapos + data_len + bss_len;

              current->mm->brk = (current->mm->start_brk + 3) & ~3;

              current->mm->context.end_brk = memp + ksize((void *) memp) - stack_len;

              current->mm->context.stack_start = current->mm->context.end_brk;

       }

我们就可以取得这个FLT文件在内存中的分布位置了，将code，data，bss这三个段的起始位置和结束位置记录下来。

3、在code的起始位置设置断点并运行，直到VDSP在此位置中断下来，就进入了我们需要调试的程序。

3   加载调试信息

为了保证VDSP中生成的DXE文件中的调试信息地址与uclinux加载的地址一致，还需要回过头修改LDF文件中的几个地址。

将

#define DBG_TEXT_BEGIN   0x10000

#define DBG_TEXT_END     0x20000

#define DBG_DATA_BEGIN   0x30000

#define DBG_DATA_END     0x40000

#define DBG_BSS_BEGIN    0x50000

#define DBG_BSS_END      0x60000

中的几个值改为uclinux实际加载的地址，并重新编译生成一个DXE文件。

在VDSP中选择File -> Load Symbols，并加载这个刚刚生成的DXE文件。哈哈，看到了吗，在汇编窗口出现了mean和main函数的符号。再打开变量监视器，输入g_iTimesCalled，马上就看到这个变量的值了。单步执行程序，VDSP自动打开main.c文件并将光标定位在mean函数的第一行语句上。

至此就意味着这种方法基本上是成功的。之所以只是基本，是因为这个程序还只能加载符号信息，但还无法运行。因为在uclinux下的用户程序要正常运行，它需要做一些初始化的工作，这部分工作是由uClibc来完成的，显然我们没有进行这样的过程，这个程序不能运行也就是理所当然的了。

下一步工作就是将uClibc移植到VDSP上，开发应用程序时链接进来应该就OK了！