VELT-0.1.5开发：使用kgdb调试Linux内核

VELT的全称是Visual EmbedLinuxTools，它是一个与visual gdb类似的visual studio插件，用以辅助完成Linux开发。利用这个插件，将可以在visual studio的IDE中进行Linux应用程序的开发（包括编译和调试），也可以进行uboot和linux内核的编译，并根据编译时的错误信息正确定位到源码。目前的版本是0.1.4，仅支持vs2013。此插件可以在CSDN下载频道下载（http://download.csdn.net/detail/lights_joy/8429771），安装过程参见《用vs2013+velt-0.1.4进行嵌入式开发：插件安装》。下面是它的基本功能：

1. 支持x86 Linux，海思hi3516/hi3520，MinGW这几个平台，提供这几个平台的项目模板。

2. 完成UBOOT的编译，并根据编译的错误信息自动定位到相应的文件位置。

3. 完成LINUX内核的编译，并根据编译的错误信息自动定位到相应的文件位置。

4. 在VS下完成Linux内核的配置。

5. 不使用Makefile进行Linux应用程序的编译。

6. 使用Makefile进行Linux应用程序的开发。

7. 使用SSH连接目标机器并用gdb进行应用程序的调试。

8. 使用Telnet连接目标机器并用gdb进行应用程序的调试。

9. 在VS中集成Linux终端(Poderosa)，支持SSH/Telnet/Com，在打开终端时自动将VS的变量导出为bash里的变量，如ProjectDir等。

接下来尝试通过串口调试Linux内核。

以hi3520的内核为试验对象。

1.1  打开内核的调试开关

首先打开内核的调试开关：

加上内核的调试信息：

打开kgdb

1.2  引导参数配置

在UBOOT下配置传递给内核的参数：

Kernel command line: mem=127m console=ttyAMA0,115200ip=192.168.110.10:::255.255.255.0::eth0: root=mtd:work02 init=/sbin/initmtdparts=hi_sfc:256K(uboot01),64K(env01),64K(sysinfo01),3712k(configs01),8M(boot01),20M(work01),256K(uboot02),64K(env02),64K(sysinfo02),3712k(configs02),8M(boot02),20M(work02)kgdboc=ttyAMA0,115200 kgdbwait

这里最重要的是kgdboc和kgdbwait两个参数，前一个参数指明要使用的串口参数，后一个参数让kgdb在内核启动的时候进行等待。

加载内核：

kgdb: Registered I/O driver kgdboc.

kgdb: Waiting for connection from remote gdb...

然后系统开始等待。

1.3  用MinGW gdb连接内核

直接用MinGW gdb打开编译内核时生成的vmlinux文件，

然后用

target remote COM1

连接串口，很遗憾，超时！

1.3  修改内核代码

检查了一下内核的代码，在等待连接时内核停在了下面的位置：

static int gdbstub_read_wait(void)
{
	int ret = dbg_io_ops->read_char();
	while (ret == NO_POLL_CHAR)
		ret = dbg_io_ops->read_char();
	return ret;
}

它将不停地查询串口上是否有数据，刚开始时怀疑是串口参数配置不正确导致读取不到数据，但跟踪进去后发现这里的read_char可以正确地调用串口驱动（amba-pl011.c）中的查询函数：

static int pl010_get_poll_char(struct uart_port *port)
{
	struct uart_amba_port *uap = (struct uart_amba_port *)port;
	unsigned int status, ena_status;

	status = readw(uap->port.membase + UART01x_FR);
	ena_status = readw(uap->port.membase + UART011_CR);
	if (status & UART01x_FR_RXFE)
		return NO_POLL_CHAR;

	return readw(uap->port.membase + UART01x_DR);
}

只不过在读取UART01x_FR寄存器时总是返回无数据的结果。

进一步的检查发现这个时候串口的接收使能是关闭的，而发送使能则是打开的！因此串口当然只能发送数据不能接收了！

不太想追究为什么会这样，直接在shutdown函数中打开接收使能：

static void pl011_shutdown(struct uart_port *port)
{
	struct uart_amba_port *uap = (struct uart_amba_port *)port;

	/*
	 * disable all interrupts
	 */
	spin_lock_irq(&uap->port.lock);
	uap->im = 0;
	writew(uap->im, uap->port.membase + UART011_IMSC);
	writew(0xffff, uap->port.membase + UART011_ICR);
	spin_unlock_irq(&uap->port.lock);

	pl011_dma_shutdown(uap);

	/*
	 * Free the interrupt
	 */
	free_irq(uap->port.irq, uap);

	/*
	 * disable the port
	 */
	uap->autorts = false;
	writew(UART01x_CR_UARTEN | UART011_CR_TXE | UART011_CR_RXE, uap->port.membase + UART011_CR);

	/*
	 * disable break condition and fifos
	 */
	pl011_shutdown_channel(uap, uap->lcrh_rx);
	if (uap->lcrh_rx != uap->lcrh_tx)
		pl011_shutdown_channel(uap, uap->lcrh_tx);

	/*
	 * Shut down the clock producer
	 */
	clk_disable(uap->clk);

	if (uap->port.dev->platform_data) {
		struct amba_pl011_data *plat;

		plat = uap->port.dev->platform_data;
		if (plat->exit)
			plat->exit();
	}

}

修改了这一行：

	writew(UART01x_CR_UARTEN | UART011_CR_TXE | UART011_CR_RXE, uap->port.membase + UART011_CR);

原来的代码是这样的：

	writew(UART01x_CR_UARTEN | UART011_CR_TXE, uap->port.membase + UART011_CR);

直接给上加上使能标记！

再执行gdb的target remote COM1命令，可以正常连接了！！

1.5  kdb

在HI3520的内核中已经带了kdb的支持：

当选上最下面的那个选项时将启用kdb，这样我们就可以在目标机器上执行一些简单的调试命令了，也不需要依赖于主机上的gdb。

但由于我们希望通过gdb结合源码进行调试，因此不选择kdb，仅仅用kgdb。