【ARM Trace32(劳特巴赫) 使用介绍 2 -- Trace32 cmm 脚本基本语法及常用命令】

文章目录

- [Trace32 CMM 概述](#Trace32 CMM 概述)
- [1.1 Trace32 系统命令 SYStem](#1.1 Trace32 系统命令 SYStem)
- - [1.1.1 Trace32 SYStem.CONFIG](#1.1.1 Trace32 SYStem.CONFIG)
  - [1.1.2 SYStem.MemAccess](#1.1.2 SYStem.MemAccess)
  - [1.1.3 SYStem.Mode](#1.1.3 SYStem.Mode)
  - - [1.1.3.1 TRST-Resets the JTAG TAP controller and the CPU internal debug logic](#1.1.3.1 TRST-Resets the JTAG TAP controller and the CPU internal debug logic)
    - [1.1.3.2 SRST- Resets the CPU core and peripherals](#1.1.3.2 SRST- Resets the CPU core and peripherals)
- [1.2 Trace32 数据访问](#1.2 Trace32 数据访问)
- - [1.2.1 程序内存类型 Program Memory Classes](#1.2.1 程序内存类型 Program Memory Classes)
  - [1.2.2 数据内存类型 Data Memory Classes](#1.2.2 数据内存类型 Data Memory Classes)
  - [1.2.3 处理器访问类型 Access Classes for Core Resources](#1.2.3 处理器访问类型 Access Classes for Core Resources)
  - [1.2.4 访问类型属性 Access Class Attributes](#1.2.4 访问类型属性 Access Class Attributes)
  - [1.2.5 访问类型扩展](#1.2.5 访问类型扩展)
- [1.3 Trace32 其它常用项](#1.3 Trace32 其它常用项)
- - [1.3.1 CMM 脚本注释方法](#1.3.1 CMM 脚本注释方法)
  - [1.3.2 CMM 脚本信息打印](#1.3.2 CMM 脚本信息打印)
  - [1.3.3 CMM 脚本控制逻辑](#1.3.3 CMM 脚本控制逻辑)

Trace32 CMM 概述

CMM (Command Macro Model ) 是由 Lauterbach 公司定义的一种脚本语言，用于控制它的 TRACE32 调试器系列。CMM脚本通常用于自动化调试或测试任务，例如加载代码，配置目标硬件，运行测试等。

1.1 Trace32 系统命令 SYStem

SYStem（缩写sys）是CMM脚本中的一条命令，它用于控制和查询目标系统的状态。以下是一些常见的 SYStem 命令用法：

RESet：复位 Debugger，防止残留以前的配置；
SYStem.CPU <cpu>：设置或查询当前的CPU类型。例如：SYStem.CPU CORTEX-M3；
SYStem.Up：对处理器进行复位并进入debug 模式，比如在复位向量表处 halt 住处理器，这条命令执行之后就有可能访问memory和寄存器了，但是有些设备在复位时是不能通过JTAG进行访问的，这个时候就可以用下面一条命令了；
system.attach ：也可以用来连接已经运行的目标芯片，不复位；
SYStem.Down：关闭目标系统；
SYStem.Mode：设置或查询系统模式（例如单步模式，运行模式等）；
SYStem.JtagClock：设置或查询JTAG时钟频率；
system.cpuaccess enable -- 运行时访问cpu。
SYStem.Option：用于配置各种系统选项，例如：
- SYStem.Option ResBreak OFF：关闭重置断点；
- SYStem.Option.BigEndian [ON | OFF]:大小端控制，Cortex-A/R 不使用，Arm11自动检测；

1.1.1 Trace32 SYStem.CONFIG

该命令用于配置目标系统的各种参数。具体的配置选项因目标系统的不同而不同。其中一些常见的配置参数包括：

SYStem.CONFIG DCache: 设置或查询数据缓存状态;
SYStem.CONFIG MMU: 设置或查询存储器管理单元状态；
- SYStem.CONFIG MMU ON：命令用于开启目标系统的存储器管理单元;
SYStem.CONFIG DAP: 用于配置 Debug Access Port (DAP)。 DAP是ARM Cortex系列处理器中的一个组件，它提供了一个通过JTAG或SWD接口访问处理器内部和处理器外围设备的机制。用于选择 DAP的工作模式（JTAG或SWD）以及配置其他DAP相关的参数。
- SYStem.CONFIG DAP JTAG：设置 DAP 为 JTAG 模式，使用 JTAG 接口就可以访问 Test Access Port controller (TAP), TAP中有一个状态机，这个状态机根据 JTAG 的控制信号可以对 TAP中的指令寄存器和数据寄存器进行访问，JTAG 接口被5跟信号线控制：
  - nTRST (reset)
  - TCK (clock)
  - TMS (state machine control)
  - TDI (data input)
  - TDO (data output)
    JTAG 接口可以通过菊花链(daisy-chain)的方式控制多个TAPs，如果要访问链中的某一个TAP，就需要给链中的其它TAPs 发送 BYPASS pattern，因此debugger 需要知道链中 TAP的具体位置，TAP的位置可以通过下面4个命令来定义：
    - DRPOST <bits>: 定义 TAPs的个数，每个 TAP 占用 DRPOST的一个bit，默认位0;
    - DRPRE <bits>：同上；
    - IRPOST <bits>：所有 TAPs 中指令寄存器的位数，TAR与TDI之间；
    - IRPRE <bits>：所有 TAPs 中指令寄存器的位数, TAP与 TDO之间；

如果不确定上面4个寄存器的配置可以通过 SYStem.DETECT.DaisyChain 命令来获取(目前很少使用菊花链的方式 )。

SYStem.CONFIG DAPIRPOST 4；
SYStem.CONFIG DAP SWD：设置 DAP 为 SWD 模式；
SYStem.CONFIG DAP Clock <frequency>：设置 DAP 的时钟频率。
SYStem.CONFIG.COREDEBUG.Base <address>：如果使用 Cortex-A 或者 Cortex-R core，需要指定debug 寄存器块的基地址。

在 Arm soc-400 系统中使用 SYStem.CONFIG 命令可以为 memory busses 配置 0-255 个端口号，如下：

c 复制代码

AHBAPn.Port <port>
APBAPn.Port <port>
AXIAPn.Port <port>

在 Arm soc-600 使用的是基地址而不是端口号了，如下：

c 复制代码

SYStem.CONFIG.APBAP1.Base DP:0x1000000 ; first APB AP: index 1
SYStem.CONFIG.APBAP2.Base DP:0x2000000 ; second APB AP: index 2
SYStem.CONFIG.AXIAP.Base DP:0x3000000 ; first AXI AP: index 1 (implied)
Data.dump APB1:0x80000000 ; use access class of first APB AP
Data.dump APB2:0x90000000 ; use access class of second APB AP
Data.dump AXI:0x30000000 ; use access class of first AXI AP

SYStem.CONFIG 参数太多，后面会有专门章节介绍。

1.1.2 SYStem.MemAccess

该命令用于配置访问目标系统内存的方式。通常情况下，可以通过JTAG接口直接访问目标系统的内存，但在某些情况下（比如目标系统处于低功耗模式或者内存被锁定），可能需要通过其他途径（比如通过CPU或者特定的硬件接口）来访问内存，

语法：

c 复制代码

SYStem.MemAccess <mode>

SYStem.MemAccess mode 选项如下表：

mode	description
AHB / AXI/\APB / ... (SoC-600)	根据具体的实现，SOC600有DAP，但不用于访问run-time memory
DAP (SoC-400)	通过 AHB/AXI 进行非侵入式的 run-time memory 访问
Enable	"激活"memory访问
Denied	禁止memory访问，当cpu在执行程序的时候
StopAndGo	暂时halt cpu，然后去进行memory访问
NEXUS	通过 Nexus 接口来访问memory，为 MAC7xxx 处理器设计

1.1.3 SYStem.Mode

控制或改变系统运行模式的命令。

SYStem.Mode Down：禁用调试器，CPU的状态不会改变；
SYStem.Mode Nodebug：同down，禁用调试器，CPU的状态不会改变；
SYStem.m.preprare：命令通常与SYStem.m.system命令一起使用；
SYStem.m.system：负责实际的内存初始化过程，而SYStem.m.prepare 则在这个过程开始之前被调用，用于准备必要的硬件配置；
SYStem.Mode Go：通过复位线复位目标，初始化调试端口（JTAG、SWD、cJTAG），并开始进程执行。对于重置，重置线必须连接到调试连接器；
SYStem.Mode Attach：不会发生重置，CPU状态（正在运行或停止）不会更改。调试端口（JTAG，SWD，cJTAG）将被初始化。执行此命令后，例如，可以使用 Break 命令停止用户进程；
SYStem.Mode StandBy：通过复位线使目标保持复位状态，并等待检测到电源。对于重置，重置线必须连接到调试连接器。一旦检测到电源，调试器就会恢复尽可能多的调试寄存器（例如片上断点、矢量捕获事件、控制），并从复位中释放CPU以启动进程执行。检测到 CPU 断电时，调试器会自动切换回待机模式。这允许调试电源周期，因为调试寄存器将在上电时恢复。注意：通常只能在CPU运行时设置片上断点和矢量捕获事件。要设置软件断点，必须停止 CPU。
SYStem.Mode Up：通过复位线复位目标，初始化调试端口（JTAG、SWD、cJTAG），停止CPU，并进入调试模式，相关寄存器被恢复为默认值。对于重置，重置线必须连接到调试连接器。所有寄存器的当前状态都是从 CPU 读取的。
SYStem.Mode Prepare：reset 目标处理器，可以通过重置信号（reset line）或者CPU中特殊的 reset 寄存器来实现。之后，将提供对 CoreSight DAP接口的直接访问。对于reset，reset line必须连接到调试器。

调试器将初始化一些 debug 端口（JTAG，SWD，cJTAG）以及 CoreSight DAP接口，但是并不连接到CPU。这种 Mode 可以用于一些不需要 debug CPU或者绕过CPU的场景，调试器直接通过内存总线（memory bus），比如AXI，AHB或者APB等，直接通过CoreSight DAP 的内存访问端口，比如：
- 调试器绕过CPU，直接访问物理内存。如果改映射存在，内存应该在被访问前，被初始化;
- 调试器访问外设，例如，在调试模式下，停止CPU之前配置寄存器。可能需要先对外设进行计时和供电，然后才能访问它们;
- 第三方软件或一些特殊调试器使用 TRACE32 API通过 TRACE32 调试器硬件访问调试端口和 DAP。

1.1.3.1 TRST-Resets the JTAG TAP controller and the CPU internal debug logic

下图为 Trace32 工具为 ARM debug设计的 JTAG pin 脚图：

其中，TRST 和 SRST 信号是可选的。

Test Reset 信号用于JTAG Test Access Port （TAP）的异步重置。它将 reset TAP的状态机，以及绝大部分ARM系列的debug相关寄存器。从调试器的视角，TRST信号从调试器输出至目标板。它是低电平有效。

1.1.3.2 SRST- Resets the CPU core and peripherals

System Reset，低电平有效，用于reset 目标系统。这个信号同样也可以用于调试器检测目标处理器是否处于reset状态。该信号可以是输入或者输出。

1.2 Trace32 数据访问

访问类型（Access Class）被 Trace32的PowerView用于指定访问内存、外设的寄存器、可寻址的core资源、协处理寄存器以及Trace32的虚拟内存等。

在Trace32中，寻址包括两部分：访问类型+地址，比如：

c 复制代码

Data.Dump type:0x1234567

其中 type 为访问类型，0x0123456 为访问的地址，二者之间用冒号 ：连接。

访问类型可以是：

程序内存类型（program memory class）
数据内存类型（ data memory class）

1.2.1 程序内存类型 Program Memory Classes

通常使用字母 P(Program)来表示程序内存类型（可省略）,比如以下命令：

c 复制代码

List P:0x4568
List 0x4568

P可以省略，上述两个命令都是在程序地址为 0x4568的地方，打开源代码窗口。

除了 P类型之外，还有 R, T和 V等程序内存类型，这些类型是处理器架构用来指定不同指令集的编码格式：

程序内存类型	架构
R	针对ARM架构，表示 ARM 指令集编码
T	针对ARM架构，表示 THUMB 指令集编码
V	针对POWER架构，表示 VLE 指令集编码

可用的程序内存类型取决于当前所使用的处理器架构

1.2.2 数据内存类型 Data Memory Classes

通常使用字母 D(Data)来表示程序内存类型（可省略）,比如以下命令：

c 复制代码

Data.dump D:0x6770
Data.dump 0x6770

D可以省略，所以上述两个命令都是同一个操作。

此外，对于一些特殊场景，还可以使用其他的字母来表示内存类型，比如 X表示针对MMDSP架构，使用 X总线来访问数据内存。

比如其中修饰内存地址的 SD就代表"Supervisor Data "。

如果访问类型被忽略，Trace32将会使用默认的访问类型。比如直接对内存地址 0x40080000进行 Data.dump,则可以发现默认使用了 ZSD的访问类型进行修饰，关于 ZSD代表何种类型，将在下文中解释。

1.2.3 处理器访问类型 Access Classes for Core Resources

以下是一些处理器资源常用的缓存访问类型：

缓存访问类型	解释
IC	Instruction Cache指令缓存
DC	Data Cache数据缓存
L2	Level 2 Cache 二级缓存
NC	No Cache (access with caching inhibited)限制缓存的访问

比如下面这些指令 ：
Data.dump DC:0x6770

显示地址0x6770处的16进制数据转存，DC 表面数据从Data cache上获得的。

Data.dump NC:0x6770
NC表示不经过缓存，数据是从物理内存 physical memory 上读取的。

1.2.4 访问类型属性 Access Class Attributes

访问类型属性	解释
E	运行时访问，优先采用非侵入性访问，如果不支持，就是侵入性访问
A	物理地址的访问，绕过MMU（MMU可以将虚拟地址和物理地址进行转换）
S	Supervisor 内存，特权访问
U	用户内存，非特权访问
Z	安全访问（比如ARM的TrustZone）
N	非安全访问

比如以下命令：

c 复制代码

Data.dump A:0x29876

dump 物理地址为 0x29876上的数据

c 复制代码

Data.dump AD:0x29876

D 表示 Data，代表数据内存，所以同上命令

c 复制代码

Data.dump ADC:0x29876

A同上，DC表示 Data Cache，表示 dump 物理地址为0x29876上的数据，数据的来源为 Data Cache

1.2.5 访问类型扩展

如果用户忽略指定访问类型，Trace32将根据经验进行填充，填充的规则基于：

当前CPU的上下文context（架构特有的）
使用的窗口类型（比如Data.dump是显示数据内存，List.Mix窗口是显示代码内存）
所加载应用的符号信息（比如代码和数据的结合）
使用不同的指令集的段segments
特殊的调试设置（比如SYStem.Option.*)

比如通过CPU访问，假设CPU处于非安全的supervisor模式，执行32bits代码。Trace32会根据当前处理器上下文自动将A扩展成 ANSD或者 AZSD，将Z扩展成ZSD。

Data.SET 命令是一种常用的设置目标系统内存值的命令。DP（Data Pointer）是此命令中的一个参数类型，指的是一个地址（pointe）。
Data.SET 命令的一般格式为 Data.SET <type> : <address> <value>，其中：

<type> 指定了数据的类型，可以是 DP（地址/指针），DD（双字，即4字节整数），DF（双精度浮点数）等。
<address> 指定了要设置的内存地址。
<value> 是要写入的数据值。

举个例子，如果你想要将一个地址值（假设为 0x12345678）写入到内存地址 0x40000000，你可以这样写：

kotlin 复制代码

Data.SET DP 0x40000000 0x12345678

这行命令将使得内存地址 0x40000000 的值被设置为 0x12345678。

1.3 Trace32 其它常用项

1.3.1 CMM 脚本注释方法

关于CMM脚本的注释，以 ; 或者 // 开头的行将被视为注释，例如：

c 复制代码

; This is a comment 
// This is also a comment SYStem.Up

1.3.2 CMM 脚本信息打印

PRINT 命令用于在调试控制台上打印信息。它可以用于打印字符串，也可以用于打印表达式的结果。例如：

powershell 复制代码

PRINT "Hello, world!"

会在控制台上打印出"Hello, world!"，PRINT Var.VALUE 会打印变量 Var的值。

1.3.3 CMM 脚本控制逻辑

IF和ENDDO用于控制脚本的流程。IF后面跟一个条件表达式，如果条件表达式的结果为真（非零）则执行紧接着的代码块，否则跳过这个代码块。ENDDO标记了IF代码块的结束。例如：

kotlin 复制代码

IF Var.VALUE == 1 
	PRINT "Var is 1" 
ENDDO

这段代码的含义是，如果变量Var的值等于1，那么在控制台上打印"Var is 1"。