Co vám prozradí ARM ETM trace

14.2.2021 01:42 | Přečteno: 2823× | programování | | poslední úprava: 14.2.2021 02:20

ARM ETM trace je velmi silný nástroj, který je součástí mnoha moderních ARM procesorů, paradoxně je nejtěžší získat správnou desku, která ma ETM+debug port správně vyveden z pinů procesoru. Ale když už to máte, tak lze dělat velmi dobrá meření.

Příklad 1 - záznam všech vykonaných instrukcí

JTrace adaptér v Ozone umí zaznamenat do 10 milionů posledních vykonaných instrukcí, takže víte, kudy přesne kód jel. JTrace je bohužel jediný multiplatformní JTAG/SWD adaptér, který funguje i pod Linuxem a Mac OS (Keil Ulink a Lauterbach jen pod Windows a ty nástroje vůbec neumí pracovat s nějakými Makefile nebo ELF souborama).

Především s interrupty je to neocenitelný debugovací nástroj, protože na interruptech nelze dělat breakpointy bez toho, že se to komplet rozbije.

Proti další ukázce z ITM trace (z orbtop je méně presná, statistický sampling) to neumí měřit spánek procesoru (ITM trace to umí), ale to až tak moc nevadí:

Příklad 2 - execution profile

Zde je např. celkem jasně vidět, kde se pálí čas procesoru, i když se tak trochu předpokládá, že každá instrukce trvá stejně dlouho. A neumí to počítat do celkového času sleep (WFI a podobné instrukce).

Vývojové desky STM32 nemají správně vyveden ETM port

Pokud se budete snažit rozběhnout ETM na vývojových deskách STM Discovery, budete velmi sklamáni. Nemají správně vyveden ETM port (zlé časování, zlé kapacity, ... - ETM běží na 200+ MHz na 4 linkách + hodiny). Prý se to samým inženýrům z ST povedlo max na 8 MHz clock speed procesoru. Tudíž to rozhodně chce správnou desku.

Správné resetování CPU s periferiemi z Ozone

Ozone má jednou nepříjemou vlastnost proti JLink Commanderu, že neumí správně resetovat CPU, se to jenom tak tváří skákáním po adresách reset vectorů. Zatím jsem s tím zvítězil tímhle hackem (reset přes SYSRESETREQ + VECTRESET bity), které zresetují i periferie, jinak se to seká na inicializaci TRNG například:

void TargetReset (void) {                                           
unsigned int AIRCR;
unsigned int SCB_AIRCR_VECTKEY;
unsigned int SCB_AIRCR_VECTRESET;

AIRCR = 0xE000ED0C;
SCB_AIRCR_VECTKEY = 0x5fa0000;
SCB_AIRCR_VECTRESET = 0x1;

*AIRCR = SCB_AIRCR_VECTRESET | SCB_AIRCR_VECTRESET;
//                                                                    
//  unsigned int SP;                                                  
//  unsigned int PC;                                                  
//  unsigned int VectorTableAddr;                                     
//                                                                    
//  VectorTableAddr = Program.GetBaseAddr();                          
//                                                                    
//  if (VectorTableAddr != 0xFFFFFFFF) {                              
//    SP = Target.ReadU32(VectorTableAddr);                           
//    Target.SetReg("SP", SP);                                      
//  } else {                                                          
//    Util.Log("Project file error: failed to get program base");   
//  }                                                                 
//                                                                    
//  PC = Elf.GetEntryPointPC();                                       
//                                                                    
//  if (PC != 0xFFFFFFFF) {                                           
//    Target.SetReg("PC", PC);                                      
//  } else if (VectorTableAddr != 0xFFFFFFFF) {                       
//    PC = Target.ReadU32(VectorTableAddr + 4);                       
//    Target.SetReg("PC", PC);                                      
}

void AfterTargetReset (void) {
  unsigned int SP;                                                
  unsigned int PC;                                                
  unsigned int VectorTableAddr;                                   
                                                                  
  VectorTableAddr = 0x8000000; //boardloader vector offset
                                                                  
  if (VectorTableAddr != 0xFFFFFFFF) {                            
    SP = Target.ReadU32(VectorTableAddr);                         
    Target.SetReg("SP", SP);                                    
  } else {                                                        
    Util.Log("Project file error: failed to get program base"); 
  }                                                               
                                                                  
    PC = Target.ReadU32(VectorTableAddr + 4);                     
    Target.SetReg("PC", PC);                                    
}

Špatná indentace i ten komentář tam musí zůstat, jinak se z toho rozbije parser z nějakého důvodu. Don't ask. No idea why.

Poznámka na závěr k ARM dokumentaci

Nespoléhejte se na to, co je napsáno v obecné ARM dokumentaci nebo dokumentaci ke konkrétnímu procesoru. Např. System Control Block by měl být writable, ale není writable zevnitř procesoru, jenom přes JTAG adaptér. (Důvod této nekonečné srandy je že hledám úplne jiný hack na úplně jinou blbost, kde je user přílíš líný vytáhnout kabel).

       

Komentáře