由于引导 ROM，在 LPC4088 上上传和调试二进制文件时出现问题
Problems uploading and debugging binaries on LPC4088 because of Boot ROM
我正在尝试上传这个简单的汇编程序：
.global _start
.text
reset: b _start
undefined: b undefined
software_interrupt: b software_interrupt
prefetch_abort: b prefetch_abort
data_abort: b data_abort
nop
interrupt_request: b interrupt_request
fast_interrupt_request: b fast_interrupt_request
_start:
mov r0, #0
mov r1, #1
increase:
add r0, r0, r1
cmp r0, #10
bne increase
decrease:
sub r0, r0, r1
cmp r0, #0
bne decrease
b increase
stop: b stop
到我的 LPC4088 （我正在使用 Embedded artists LPC4088 QSB） 通过 SEGGER 的 JLink，这样我以后可以使用 GDB 对其进行调试。
首先，我使用 GCC 工具链编译了带有所有调试符号的源代码：
arm-none-eabi-as -g -gdwarf-2 -o program.o program.sarm-none-eabi-ld -Ttext=0x0 -o program.elf program.oarm-none-eabi-objcopy -O binary program.elf program.bin
但是将二进制 program.bin 上传到 LPC4088 是不成功的。然后用户@old_timer 在评论中提醒我，LPC4088 的引导 ROM 会在每次重置后执行 校验和测试 ，如 LPC4088 user manual 的第 876 页所述：
所以我很确定我的二进制文件会通过 校验和测试 按照描述的步骤 here。所以我先创建了一个C源文件checksum.c:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char **argv) {
int fw, count, crc;
char buf[28];
fw = open(argv[1], O_RDWR);
// read fist 28 bytes
read(fw, &buf, 28);
// find 2's complement of entries 0 to 6
for (count=0, crc=0; count < 7; count++) {
crc += *((int*)(buf+count*4));
}
crc = (~crc) + 1;
// write it at offset 0x0000001C
lseek(fw, 0x0000001C, SEEK_SET);
write(fw, &crc, 4);
close(fw);
return 0;
}
使用 gcc -o checksum.bin checksum.c 编译它，然后我将原始的 program.bin 作为参数提供给它 ./checksum.bin program.bin。所以我得到了一个修改过的 program.bin ，它确实在 0x1C 处修改了值！这是原始的比较：
和修改后的版本：
所以0x1C处的值由0xFEFFFFEA修改为0x0400609D。从图像中可以看出，这就是所有修改的内容。
然后我打开了终端应用程序 JLinkExe，它显示了一个提示。在提示我：
- 使用
power on、 在我的板上供电
- 使用命令
connect、 连接到 LPC4088
- 使用命令
h、 停止了 MCPU
- 已使用命令
erase、 擦除整个闪存
- 已将我修改后的二进制文件上传到 FLASH
loadbin program.bin 0x0、
- 设置程序计数器从开头开始
SetPC 0x4。
- 开始使用
s 进入程序。
当我在第一步开始进入程序时，出现了一些错误，可以在 JLinkExe 提示符中的过程结束时看到：
SEGGER J-Link Commander V6.30a (Compiled Jan 31 2018 18:14:21)
DLL version V6.30a, compiled Jan 31 2018 18:14:14
Connecting to J-Link via USB...O.K.
Firmware: J-Link V9 compiled Jan 29 2018 15:41:50
Hardware version: V9.30
S/N: 269300437
License(s): FlashBP, GDB
OEM: SEGGER-EDU
VTref = 3.293V
Type "connect" to establish a target connection, '?' for help
J-Link>connect
Please specify device / core. <Default>: LPC4088
Type '?' for selection dialog
Device>
Please specify target interface:
J) JTAG (Default)
S) SWD
TIF>
Device position in JTAG chain (IRPre,DRPre) <Default>: -1,-1 => Auto-detect
JTAGConf>
Specify target interface speed [kHz]. <Default>: 4000 kHz
Speed>
Device "LPC4088" selected.
Connecting to target via JTAG
TotalIRLen = 4, IRPrint = 0x01
JTAG chain detection found 1 devices:
#0 Id: 0x4BA00477, IRLen: 04, CoreSight JTAG-DP
Scanning AP map to find all available APs
AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x24770011)
Iterating through AP map to find AHB-AP to use
AP[0]: Core found
AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
FPUnit: 6 code (BP) slots and 2 literal slots
CoreSight components:
ROMTbl[0] @ E00FF000
ROMTbl[0][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
ROMTbl[0][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 003BB002 DWT
ROMTbl[0][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 002BB003 FPB
ROMTbl[0][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 003BB001 ITM
ROMTbl[0][4]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A1 TPIU
ROMTbl[0][5]: E0041000, CID: B105900D, PID: 000BB925 ETM
Cortex-M4 identified.
J-Link>h
PC = 000001B2, CycleCnt = 825F97DB
R0 = 00000000, R1 = 20098038, R2 = 2009803C, R3 = 000531FB
R4 = 00000000, R5 = 00000000, R6 = 12345678, R7 = 00000000
R8 = 6C2030E3, R9 = 0430DB64, R10= 10000000, R11= 00000000
R12= 899B552C
SP(R13)= 1000FFF0, MSP= 1000FFF0, PSP= 6EBAAC08, R14(LR) = 00000211
XPSR = 21000000: APSR = nzCvq, EPSR = 01000000, IPSR = 000 (NoException)
CFBP = 00000000, CONTROL = 00, FAULTMASK = 00, BASEPRI = 00, PRIMASK = 00
FPS0 = 93310C50, FPS1 = 455D159C, FPS2 = 01BA3FC2, FPS3 = E851BEED
FPS4 = D937E8F4, FPS5 = 82BD7BF6, FPS6 = 8F16D263, FPS7 = B0E8C039
FPS8 = 302C0A38, FPS9 = 8007BC9C, FPS10= 9A1A276F, FPS11= 76C9DCFE
FPS12= B2FFFA20, FPS13= B55786BB, FPS14= 2175F73E, FPS15= 5D35EC5F
FPS16= 98917B32, FPS17= C964EEB6, FPS18= FEDCA529, FPS19= 1703B679
FPS20= 2F378232, FPS21= 973440E3, FPS22= 928C911C, FPS23= 20A1BF55
FPS24= 4AE3AD0C, FPS25= 4F47CC1E, FPS26= C7B418D5, FPS27= 3EAB9244
FPS28= 73C795D0, FPS29= A359C85E, FPS30= 823AEA80, FPS31= EC9CBCD5
FPSCR= 00000000
J-Link>erase
Erasing device (LPC4088)...
J-Link: Flash download: Only internal flash banks will be erased.
To enable erasing of other flash banks like QSPI or CFI, it needs to be enabled via "exec EnableEraseAllFlashBanks"
Comparing flash [100%] Done.
Erasing flash [100%] Done.
Verifying flash [100%] Done.
J-Link: Flash download: Total time needed: 3.357s (Prepare: 0.052s, Compare: 0.000s, Erase: 3.301s, Program: 0.000s, Verify: 0.000s, Restore: 0.002s)
Erasing done.
J-Link>loadbin program.bin 0x0
Downloading file [program.bin]...
Comparing flash [100%] Done.
Erasing flash [100%] Done.
Programming flash [100%] Done.
Verifying flash [100%] Done.
J-Link: Flash download: Bank 0 @ 0x00000000: 1 range affected (4096 bytes)
J-Link: Flash download: Total time needed: 0.076s (Prepare: 0.056s, Compare: 0.001s, Erase: 0.000s, Program: 0.005s, Verify: 0.000s, Restore: 0.012s)
O.K.
J-Link>SetPC 0x4
J-Link>s
**************************
WARNING: T-bit of XPSR is 0 but should be 1. Changed to 1.
**************************
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>
所以这段代码一定来自某个地方，它可能是 LPC4088 的引导 ROM，它在引导时被重新映射到 0x0，如 LPC4088 user manual 第 907 页所述：
您是否知道如何解决这个 Boot ROM 和校验和问题，以便我可以正常调试我的程序？
过了一会儿我发现警告：
**************************
WARNING: T-bit of XPSR is 0 but should be 1. Changed to 1.
**************************
实际上是在说我正在尝试在只有 Thumb 的 Cortex-M4 上执行 ARM 指令！警告中提到的这个 T 位在 ARMv7-M architecture reference manual 的第 100 页上有描述：
这正是用户@old_timer所说的。
您正在尝试在 cortex-m4 上 运行 arm 指令（0xExxxxxxxx 是一个很大的赠品，更不用说异常 table 是很多 0xEAxxxxxx 指令）。 cortex-m 以不同方式启动（vector table 而不是 executable 指令）并且只是拇指（armv7-m 中的 thumb2 扩展也是......只是拇指，不要被那个混淆，什么thumb2 扩展确实很重要，但 early/original thumb 是 portable 所有这些）。因此，无论您是否需要一个额外的校验和，例如基于 ARM7TDMI 的旧 NXP 芯片，以便引导加载程序允许 user/application 代码为 运行，您首先需要一些将 运行皮层-m4.
从这个开始，是的，我知道你有一个 cortex-m4，现在使用 cortex-m0。
so.s
.cpu cortex-m0
.thumb
.thumb_func
.globl _start
_start:
stacktop: .word 0x20001000
.word reset
.word hang
@ ...
.thumb_func
hang: b hang
.thumb_func
reset:
mov r1,#0
outer:
mov r0,#0xFF
inner:
nop
nop
add r1,#1
sub r0,#1
bne inner
nop
nop
b outer
建造
arm-none-eabi-as so.s -o so.o
arm-none-eabi-ld -Ttext=0 so.o -o so.elf
arm-none-eabi-objdump -D so.elf > so.list
arm-none-eabi-objcopy so.elf -O binary so.bin
检查 so.list 以确保向量 table 正确。
00000000 <_start>:
0: 20001000 andcs r1, r0, r0
4: 0000000f andeq r0, r0, pc
8: 0000000d andeq r0, r0, sp
0000000c <hang>:
c: e7fe b.n c <hang>
0000000e <reset>:
e: 2100 movs r1, #0
00000010 <outer>:
10: 20ff movs r0, #255 ; 0xff
00000012 <inner>:
12: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
14: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
16: 3101 adds r1, #1
18: 3801 subs r0, #1
1a: d1fa bne.n 12 <inner>
1c: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
1e: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
20: e7f6 b.n 10 <outer>
重置入口点为 0x00E，在向量 table 中偏移量 0x4 处正确指示为 0x00F。您可以将其闪存到 0x000，然后重置并查看它是否有效（需要一个调试器来停止它以查看它是否正在单步执行该代码）。
从 sram 到 运行 这里没有任何位置依赖性，因此您可以按原样将 .bin 加载到 0x20000000 并从 0x2000000E 执行（或您的工具链最终为重置入口点创建的任何地址） .
或者您可以删除矢量 table
.cpu cortex-m0
.thumb
.thumb_func
reset:
mov r1,#0
outer:
mov r0,#0xFF
inner:
nop
nop
add r1,#1
sub r0,#1
bne inner
nop
nop
b outer
并且link使用-Ttext=0x20000000，然后下载到sram并在0x20000000用调试器开始执行。
你应该看到 r0 计数一些，r1 应该一直计数然后翻转并继续计数所以如果你停止它检查寄存器，恢复，停止等你应该看到 activity.
我正在尝试上传这个简单的汇编程序：
.global _start
.text
reset: b _start
undefined: b undefined
software_interrupt: b software_interrupt
prefetch_abort: b prefetch_abort
data_abort: b data_abort
nop
interrupt_request: b interrupt_request
fast_interrupt_request: b fast_interrupt_request
_start:
mov r0, #0
mov r1, #1
increase:
add r0, r0, r1
cmp r0, #10
bne increase
decrease:
sub r0, r0, r1
cmp r0, #0
bne decrease
b increase
stop: b stop
到我的 LPC4088 （我正在使用 Embedded artists LPC4088 QSB） 通过 SEGGER 的 JLink，这样我以后可以使用 GDB 对其进行调试。
首先，我使用 GCC 工具链编译了带有所有调试符号的源代码：
arm-none-eabi-as -g -gdwarf-2 -o program.o program.sarm-none-eabi-ld -Ttext=0x0 -o program.elf program.oarm-none-eabi-objcopy -O binary program.elf program.bin
但是将二进制 program.bin 上传到 LPC4088 是不成功的。然后用户@old_timer 在评论中提醒我，LPC4088 的引导 ROM 会在每次重置后执行 校验和测试 ，如 LPC4088 user manual 的第 876 页所述：
所以我很确定我的二进制文件会通过 校验和测试 按照描述的步骤 here。所以我先创建了一个C源文件checksum.c:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc, char **argv) {
int fw, count, crc;
char buf[28];
fw = open(argv[1], O_RDWR);
// read fist 28 bytes
read(fw, &buf, 28);
// find 2's complement of entries 0 to 6
for (count=0, crc=0; count < 7; count++) {
crc += *((int*)(buf+count*4));
}
crc = (~crc) + 1;
// write it at offset 0x0000001C
lseek(fw, 0x0000001C, SEEK_SET);
write(fw, &crc, 4);
close(fw);
return 0;
}
使用 gcc -o checksum.bin checksum.c 编译它，然后我将原始的 program.bin 作为参数提供给它 ./checksum.bin program.bin。所以我得到了一个修改过的 program.bin ，它确实在 0x1C 处修改了值！这是原始的比较：
和修改后的版本：
所以0x1C处的值由0xFEFFFFEA修改为0x0400609D。从图像中可以看出，这就是所有修改的内容。
然后我打开了终端应用程序 JLinkExe，它显示了一个提示。在提示我：
- 使用
power on、 在我的板上供电
- 使用命令
connect、 连接到 LPC4088
- 使用命令
h、 停止了 MCPU
- 已使用命令
erase、 擦除整个闪存
- 已将我修改后的二进制文件上传到 FLASH
loadbin program.bin 0x0、 - 设置程序计数器从开头开始
SetPC 0x4。 - 开始使用
s进入程序。
当我在第一步开始进入程序时，出现了一些错误，可以在 JLinkExe 提示符中的过程结束时看到：
SEGGER J-Link Commander V6.30a (Compiled Jan 31 2018 18:14:21)
DLL version V6.30a, compiled Jan 31 2018 18:14:14
Connecting to J-Link via USB...O.K.
Firmware: J-Link V9 compiled Jan 29 2018 15:41:50
Hardware version: V9.30
S/N: 269300437
License(s): FlashBP, GDB
OEM: SEGGER-EDU
VTref = 3.293V
Type "connect" to establish a target connection, '?' for help
J-Link>connect
Please specify device / core. <Default>: LPC4088
Type '?' for selection dialog
Device>
Please specify target interface:
J) JTAG (Default)
S) SWD
TIF>
Device position in JTAG chain (IRPre,DRPre) <Default>: -1,-1 => Auto-detect
JTAGConf>
Specify target interface speed [kHz]. <Default>: 4000 kHz
Speed>
Device "LPC4088" selected.
Connecting to target via JTAG
TotalIRLen = 4, IRPrint = 0x01
JTAG chain detection found 1 devices:
#0 Id: 0x4BA00477, IRLen: 04, CoreSight JTAG-DP
Scanning AP map to find all available APs
AP[1]: Stopped AP scan as end of AP map has been reached
AP[0]: AHB-AP (IDR: 0x24770011)
Iterating through AP map to find AHB-AP to use
AP[0]: Core found
AP[0]: AHB-AP ROM base: 0xE00FF000
CPUID register: 0x410FC241. Implementer code: 0x41 (ARM)
Found Cortex-M4 r0p1, Little endian.
FPUnit: 6 code (BP) slots and 2 literal slots
CoreSight components:
ROMTbl[0] @ E00FF000
ROMTbl[0][0]: E000E000, CID: B105E00D, PID: 000BB00C SCS-M7
ROMTbl[0][1]: E0001000, CID: B105E00D, PID: 003BB002 DWT
ROMTbl[0][2]: E0002000, CID: B105E00D, PID: 002BB003 FPB
ROMTbl[0][3]: E0000000, CID: B105E00D, PID: 003BB001 ITM
ROMTbl[0][4]: E0040000, CID: B105900D, PID: 000BB9A1 TPIU
ROMTbl[0][5]: E0041000, CID: B105900D, PID: 000BB925 ETM
Cortex-M4 identified.
J-Link>h
PC = 000001B2, CycleCnt = 825F97DB
R0 = 00000000, R1 = 20098038, R2 = 2009803C, R3 = 000531FB
R4 = 00000000, R5 = 00000000, R6 = 12345678, R7 = 00000000
R8 = 6C2030E3, R9 = 0430DB64, R10= 10000000, R11= 00000000
R12= 899B552C
SP(R13)= 1000FFF0, MSP= 1000FFF0, PSP= 6EBAAC08, R14(LR) = 00000211
XPSR = 21000000: APSR = nzCvq, EPSR = 01000000, IPSR = 000 (NoException)
CFBP = 00000000, CONTROL = 00, FAULTMASK = 00, BASEPRI = 00, PRIMASK = 00
FPS0 = 93310C50, FPS1 = 455D159C, FPS2 = 01BA3FC2, FPS3 = E851BEED
FPS4 = D937E8F4, FPS5 = 82BD7BF6, FPS6 = 8F16D263, FPS7 = B0E8C039
FPS8 = 302C0A38, FPS9 = 8007BC9C, FPS10= 9A1A276F, FPS11= 76C9DCFE
FPS12= B2FFFA20, FPS13= B55786BB, FPS14= 2175F73E, FPS15= 5D35EC5F
FPS16= 98917B32, FPS17= C964EEB6, FPS18= FEDCA529, FPS19= 1703B679
FPS20= 2F378232, FPS21= 973440E3, FPS22= 928C911C, FPS23= 20A1BF55
FPS24= 4AE3AD0C, FPS25= 4F47CC1E, FPS26= C7B418D5, FPS27= 3EAB9244
FPS28= 73C795D0, FPS29= A359C85E, FPS30= 823AEA80, FPS31= EC9CBCD5
FPSCR= 00000000
J-Link>erase
Erasing device (LPC4088)...
J-Link: Flash download: Only internal flash banks will be erased.
To enable erasing of other flash banks like QSPI or CFI, it needs to be enabled via "exec EnableEraseAllFlashBanks"
Comparing flash [100%] Done.
Erasing flash [100%] Done.
Verifying flash [100%] Done.
J-Link: Flash download: Total time needed: 3.357s (Prepare: 0.052s, Compare: 0.000s, Erase: 3.301s, Program: 0.000s, Verify: 0.000s, Restore: 0.002s)
Erasing done.
J-Link>loadbin program.bin 0x0
Downloading file [program.bin]...
Comparing flash [100%] Done.
Erasing flash [100%] Done.
Programming flash [100%] Done.
Verifying flash [100%] Done.
J-Link: Flash download: Bank 0 @ 0x00000000: 1 range affected (4096 bytes)
J-Link: Flash download: Total time needed: 0.076s (Prepare: 0.056s, Compare: 0.001s, Erase: 0.000s, Program: 0.005s, Verify: 0.000s, Restore: 0.012s)
O.K.
J-Link>SetPC 0x4
J-Link>s
**************************
WARNING: T-bit of XPSR is 0 but should be 1. Changed to 1.
**************************
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>s
****** Error: Failed to read current instruction.
J-Link>
所以这段代码一定来自某个地方，它可能是 LPC4088 的引导 ROM，它在引导时被重新映射到 0x0，如 LPC4088 user manual 第 907 页所述：
您是否知道如何解决这个 Boot ROM 和校验和问题，以便我可以正常调试我的程序？
过了一会儿我发现警告：
**************************
WARNING: T-bit of XPSR is 0 but should be 1. Changed to 1.
**************************
实际上是在说我正在尝试在只有 Thumb 的 Cortex-M4 上执行 ARM 指令！警告中提到的这个 T 位在 ARMv7-M architecture reference manual 的第 100 页上有描述：
这正是用户@old_timer所说的。
您正在尝试在 cortex-m4 上 运行 arm 指令（0xExxxxxxxx 是一个很大的赠品，更不用说异常 table 是很多 0xEAxxxxxx 指令）。 cortex-m 以不同方式启动（vector table 而不是 executable 指令）并且只是拇指（armv7-m 中的 thumb2 扩展也是......只是拇指，不要被那个混淆，什么thumb2 扩展确实很重要，但 early/original thumb 是 portable 所有这些）。因此，无论您是否需要一个额外的校验和，例如基于 ARM7TDMI 的旧 NXP 芯片，以便引导加载程序允许 user/application 代码为 运行，您首先需要一些将 运行皮层-m4.
从这个开始，是的，我知道你有一个 cortex-m4，现在使用 cortex-m0。
so.s
.cpu cortex-m0
.thumb
.thumb_func
.globl _start
_start:
stacktop: .word 0x20001000
.word reset
.word hang
@ ...
.thumb_func
hang: b hang
.thumb_func
reset:
mov r1,#0
outer:
mov r0,#0xFF
inner:
nop
nop
add r1,#1
sub r0,#1
bne inner
nop
nop
b outer
建造
arm-none-eabi-as so.s -o so.o
arm-none-eabi-ld -Ttext=0 so.o -o so.elf
arm-none-eabi-objdump -D so.elf > so.list
arm-none-eabi-objcopy so.elf -O binary so.bin
检查 so.list 以确保向量 table 正确。
00000000 <_start>:
0: 20001000 andcs r1, r0, r0
4: 0000000f andeq r0, r0, pc
8: 0000000d andeq r0, r0, sp
0000000c <hang>:
c: e7fe b.n c <hang>
0000000e <reset>:
e: 2100 movs r1, #0
00000010 <outer>:
10: 20ff movs r0, #255 ; 0xff
00000012 <inner>:
12: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
14: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
16: 3101 adds r1, #1
18: 3801 subs r0, #1
1a: d1fa bne.n 12 <inner>
1c: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
1e: 46c0 nop ; (mov r8, r8)
20: e7f6 b.n 10 <outer>
重置入口点为 0x00E，在向量 table 中偏移量 0x4 处正确指示为 0x00F。您可以将其闪存到 0x000，然后重置并查看它是否有效（需要一个调试器来停止它以查看它是否正在单步执行该代码）。
从 sram 到 运行 这里没有任何位置依赖性，因此您可以按原样将 .bin 加载到 0x20000000 并从 0x2000000E 执行（或您的工具链最终为重置入口点创建的任何地址） .
或者您可以删除矢量 table
.cpu cortex-m0
.thumb
.thumb_func
reset:
mov r1,#0
outer:
mov r0,#0xFF
inner:
nop
nop
add r1,#1
sub r0,#1
bne inner
nop
nop
b outer
并且link使用-Ttext=0x20000000，然后下载到sram并在0x20000000用调试器开始执行。
你应该看到 r0 计数一些，r1 应该一直计数然后翻转并继续计数所以如果你停止它检查寄存器，恢复，停止等你应该看到 activity.