(中文翻譯)RSP協(xié)議

1、Translated By LinFangquan and KongLiGDB遠程串行協(xié)議RSP是一系列的基于GNU的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)的一部分，作者提出了他自己使用GDB遠程地調(diào)試嵌入式應(yīng)用的一些論述。在9月份，我介紹了GDB。我論述了它的遠程調(diào)試是如何能夠調(diào)試執(zhí)行在一個通過串口或者以太網(wǎng)或者其他方式連接到PC上的嵌入式系統(tǒng)上的代碼的。盡管也存在著具有這種能力的商業(yè)的產(chǎn)品，但是在我的心目中，免費的GDB是一個很不錯的解決方案，因為它提供了一個輕型的、功能強大的調(diào)試器，它可以工作在嵌入式系統(tǒng)的廣大的范圍上，包括驅(qū)動通訊接口或者資源受限無法得到一般商業(yè)化的產(chǎn)品的支持。在那篇文章我還提到了，為了實現(xiàn)遠

2、程調(diào)試，gdb需要一個服務(wù)調(diào)試代理一個很小的代碼庫，它在被調(diào)試的目標機器上管理寄存器和主存，通過通信鏈接響應(yīng)斷點，向gdb報告應(yīng)用的狀態(tài)。那篇文章包括了SH-2微控制器的調(diào)試樁的一個摘要，但是我實際上在那里并沒有打算詳細地說明一個完整的調(diào)試樁是如何工作的。我將在本月的GDB RSPgdb的標準遠程通信協(xié)議一文（本文）中詳細說明。如果你對于你的處理器處理斷點和其它事件很滿意，那么你需要掌握的全部知識是一些基本的RSP消息格式，它可以讓你的嵌入式系統(tǒng)和gdb對話。協(xié)議定義RSP是一種簡單的基于ASCII編碼的協(xié)議，它使用串口，局域網(wǎng)或者其它任何支持半雙工數(shù)據(jù)交換的通訊方式。RSP報文以一個美元符（

3、$）開頭，接著是若干個ASCII字節(jié)流，它們是消息的主體，最后以一個井號符（#）結(jié)束，兩個ASCII十六進制的字符作為消息的校驗和附在消息的后面。例如，下面是一個完整的RSP消息包：$m4015bc,2#5a接收者接到消息之后，立刻回復一條消息內(nèi)容為”+”或者“-”，以表示他正確無誤地收到消息（校驗通過），或者接收失敗。一個典型的事件是，gdb給調(diào)試目標發(fā)出調(diào)試命令，調(diào)試目標接收消息，并返回一個簡單的確認或者錯誤碼。如果是后者被返回了，gdb將報告給使用者（程序員），并且暫停一切正在活動的進程?？刂婆_輸出消息，調(diào)試目標會輸出文本到gdb的控制臺，輸出內(nèi)容是典型的命令-確認信息的順序。除非當另一

4、個命令已經(jīng)在執(zhí)行，否則這個消息可以在任何時候從調(diào)試樁發(fā)送到gdb。接下來的段落，描述了RSP若干常用命令。為了說明的需要，我將RSP消息分為三類：寄存器和主存相關(guān)的命令，程序控制命令和其它命令。寄存器和主存相關(guān)命令以下是讀寫寄存器的命令Read registers (“g”)Example: $g#67當它想要知道調(diào)試目標當前寄存器的所有信息時，gdb會發(fā)送這條命令。以下是一個目標應(yīng)答消息的例子：+ $123456789abcdef0.#xx(0號寄存器（譯者按：32位寄存器）內(nèi)容為： 0 x12345678，1號寄存器內(nèi)容為： 0 x9abcdef0, 以此類推)這個應(yīng)答是一個有序的字節(jié)流，

5、它順序地指出了寄存器的數(shù)據(jù)，按照目標宏文件（gdb/config/tm-.h (例如, Hitachi SH的目標宏文件gdb/config/sh/tm-sh.h)）中定義的順序。Write registers (“G”)Example: $G123456789abcdef0.#xx(Set register 0 to x12345678, register1 to 0 x9abcdef0, 以此類推)這個消息是和讀寄存器命令互補的。通過這條命令，gdb提供了一個順序的字節(jié)流，它將要存儲到目標處理機的寄存器中的數(shù)據(jù)在程序執(zhí)行中斷前立即寫入。一個應(yīng)答消息的例子：+ $OK#9aWrite reg

6、ister N (“P”)Example: $P10=0040149c#b3(Set register 10（注意是16進制0 x10） to the value 0 x0040149c.)一個返回應(yīng)答：+ $OK#9a以下是讀寫主存的幾條命令。Read memory (“m”)Example: $m4015bc,2#5a (從地址0 x4015bc開始，讀兩個字節(jié)的內(nèi)容。)一個應(yīng)答消息示例：+ $2f86#06Write memory (“M”)Example: M4015cc,2:c320#6d（將長度為2個字節(jié)的0 xc320寫入主存0 x4015cc中）一個應(yīng)答消息示例：+ $OK#9

7、a程序控制命令程序控制命令是gdb用來控制目標機被調(diào)試的應(yīng)用的行為的消息。這些命令要比上面講述的寄存器-主存控制命令要稍微復雜一些。Get last signal (“?”)Example: $?#3f這條命令用來找出目標機是如何到達當前狀態(tài)的。Step (“s”)Example: $s#73當用戶發(fā)出單步調(diào)試Step命令時，gdb向目標機發(fā)送。Continue (“c”)Example: $c#63當用戶發(fā)出Continue命令時，gdb向目標機發(fā)送?！癓ast signal” response (“S”)Example: $S05#b8Expedited response (“T”)Exa

8、mple: $T0510:1238;F:FFE0.#xx其它命令Console output (“O”)optionalExample:$O48656c6c6f2c20776f726c64210a#55(Prints “Hello, world!n” on the gdb console)其它命令控制臺輸出（”O(jiān)”）非強制的例：$048656c6c6f2c20776f726c64210a#55(在控制臺顯示“Hello World!n”) 這條命令讓gdb調(diào)試樁向gdb控制臺發(fā)送一個文本信息，這些顯示在控制臺上的符號對應(yīng)它們16進制的ASCII碼(H=0 x48)。Gdb會連續(xù)接收信息直到遇見

9、換行符（n,0 x0a）。 這類信息一般是來源于目標機；gdb從不會向目標機上發(fā)送控制臺輸出信息?？枕憫?yīng)（” ”） 如果調(diào)試樁遇到不支持或無法識別的命令，它會返回一個空響應(yīng)。Gdb在接收到空響應(yīng)后，如果有相似的命令則會選擇相似命令。例：目標機響應(yīng)：+ $#00錯誤響應(yīng)（”E”） 當調(diào)試樁在命令執(zhí)行過程中遇到一個錯誤時，它必須向gdb返回一個錯誤報告。在內(nèi)存操作中，總線錯誤和/或非法地址就是典型的例子。此時，調(diào)試樁會向gdb發(fā)送一個錯誤報告。例：目標機響應(yīng)：+$E01#xx 并非所有錯誤gdb都進行過預(yù)定義；當gdb接收到錯誤報告時，它將會把信息顯示在控制臺上并中斷正在執(zhí)行的操作。總結(jié) 現(xiàn)在，我

10、已經(jīng)將所有在嵌入式系統(tǒng)與gdb通信過程中所需要的基本知識分別介紹過了。在上一篇文章中，我介紹了陷阱報文，單步執(zhí)行和一些gdb特性；在上面的章節(jié)中，我還介紹了gdb與調(diào)試樁之間的通信協(xié)議?，F(xiàn)在我們要做的就是把和諧分立的信息總結(jié)在一起。 實際上，在真正開始調(diào)試前，我們還要解決一個次要問題：雞和蛋的問題，即在第一次通信時將調(diào)試樁下載進嵌入式系統(tǒng)從而為以后建立通信打下基礎(chǔ)。 為了解決這個問題，可以有多種方法。對于我，最簡單的方法就是將最簡化的調(diào)試樁固化到目標機上的非易失性存儲器中，用這些代碼啟動嵌入式系統(tǒng)并協(xié)助下載余下的信息到RAM中。當gdb啟動應(yīng)用程序時，gdb的控制命令傳輸?shù)降诙€與應(yīng)用程序本身

11、相連的調(diào)試樁。 這個方法的最大優(yōu)點在于，可以使用戶繼續(xù)改進開發(fā)與應(yīng)用程序綁定的調(diào)試樁代碼，而不需要重新編輯在目標機非易失性存儲器中的代碼，尤其是對于那些非易失性存儲器是一次性ROM的目標機。另外，由于固化在目標機上的調(diào)試樁代碼只包含最簡單的命令讀/寫內(nèi)存，寫寄存器和單步執(zhí)行等，在這一塊出現(xiàn)嚴重錯誤的概率也會很低。 另一種方法是將整個調(diào)試樁固化到目標機中并使用它執(zhí)行所有調(diào)試指令。這種方法不需要將目標機應(yīng)用程序綁定一個調(diào)試樁。然而在固化程序出錯或者要添加新的功能時就會顯示出起的缺點。 如果你使用的是商用的微處理器插板，你可能根部不需要自己編寫調(diào)試樁，因為gdb本身已經(jīng)支持供應(yīng)商的標準，或者你只要通

12、過串口分析工具為開發(fā)板提供支持gdb的環(huán)境。測試調(diào)試樁 如果你已經(jīng)有一個調(diào)試樁就緒，你必須在投入使用之前對其進行測試。 下面是我推薦的一種測試流程。無論你什么時候?qū)φ{(diào)試樁進行修改，記住要使它們實現(xiàn)所需的功能。 第一步，為了方便起見，將下面的內(nèi)容加入到你的gdbint文件中：set remotedebug 1set remotelogfile gdb_logfile這些命令讓gdb顯示宿主機和目標機之間所有的RSP信息，并把它們記錄到文件gdb_logfile中。 第二步，將gdb與遠程目標相聯(lián)，輸入命令“target remote port”。因為gdb進行連接，觀察兩者之間的交互信息以保證你

13、的調(diào)試樁能夠?qū)db的命令做出正確回應(yīng)。 在啟動的過程中，你的調(diào)試樁需要將所有數(shù)據(jù)載入到每個處理器的寄存器中。使用gdb的” info registers”命令來保證gdb能夠正確的接收和顯示這些數(shù)據(jù)。 第三步，使用gdb的set命令來改變一些寄存器的值，保證調(diào)試樁既能準確響應(yīng)write register命令，同時能在以后的read register命令中返回正確結(jié)果。 第四步，對內(nèi)存做相似的工作。舉個例子：print *(long*)0 x1234set *(long*)0 x1234=5678print *(long*)0 x1234 如果所有工作都能正常工作，你就可以試驗gdb的load命令。這時控制臺上的顯示會非常雜亂無章，你需要借助log文件。一旦這一步完成，檢查一些內(nèi)存位置的值以保證有期望的數(shù)值。 如果你的調(diào)試樁支持控制臺輸出功能，那么你的測試要包含一些gdb控制臺輸出。在控制臺輸入continue，看輸出結(jié)果是否是你所期望的。 復位目標平臺，再裝入測試程序。在控制臺輸出命令前的一行設(shè)置斷點。再輸入continue，核實斷點是否在正確位置以及程序恢復后其輸出是否正確。 接著，重新載入測試程序，在次設(shè)置斷點，設(shè)在有變量的行，檢查程序的變量變