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

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 ：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;

1.1.1.1 SYStem.CONFIG DAP

• 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 : 定义 TAPs的个数，每个 TAP 占用 DRPOST的一个bit，默认位0;
• DRPRE ：同上；
• IRPOST ：所有 TAPs 中指令寄存器的位数，TAR与TDI之间；
• IRPRE ：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 ：设置 DAP 的时钟频率。
• SYStem.CONFIG.COREDEBUG.Base
  ：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：

AHBAPn.Port <port>
APBAPn.Port <port>
AXIAPn.Port <port>
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在 Arm soc-600 使用的是基地址而不是端口号了，如下：

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
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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：

SYStem.MemAccess <mode>
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SYStem.MemAccess mode 选项如下表：

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：

Data.Dump type:0x1234567
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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：

List P:0x4568
List 0x4568
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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：

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：

Data.dump D:0x6770
Data.dump 0x6770
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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：

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

比如以下命令：

Data.dump A:0x29876
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dump 物理地址为 0x29876上的数据

Data.dump AD:0x29876
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D 表示 Data，代表数据内存，所以同上命令

Data.dump ADC:0x29876
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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 :

Data.SET DP 0x40000000 0x12345678
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// This is also a comment SYStem.Up
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PRINT "Hello, world!"
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IF Var.VALUE == 1 
	PRINT "Var is 1" 
ENDDO
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