AP-SH2F-9A (SH7149)を ROMデバッグするためのメモ初版 2007/10/05 冨山隆志はじめに  本資料の目的   ＲＯＭデバッグの際に必要な設定や手順を解説することで、他の人が苦労しなくて済むようにする。背景     JTAG-ICEを使ってRAM上でデバッグしながら動くようになったプログラムをROM化したかった。しかし、必要な設定について説明した資料が見つからず、やたらと苦労した。 ROM化できたと思ったら今度はプログラムの動作が設計から外れており、ROM上でデバッグすることになった。せっかく判ったことを忘れてしまわないよう、資料にまとめて、ついでに公開することにした。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 2 開発環境統合開発環境 Renesus製 HEW4 コンパイラ KPIT GCC CPUボードアルファプロジェクト製 AP-SH2F-9A (SH7149) アルファプロジェクト製 XrossFider JTAG-ICE 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 3 【要求】  デバッグ作業を効率化するために、JTAG-ICEを使ってRAM上にプログラムを展開して動作を確認したい。  プログラムをROMに書き込む場合でもRAM上でデバッグする場合でも、同じようにプログラムが動いて欲しい。  設定忘れを防ぐために、必要最小限の手数で ROM / RAM を切り替えられるようにしたい。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 4 セクションについてセクション名内容 HEW4の場合 PROGRAM .text プログラム中の命令 CONST_DATA .rodata 読み出しのみで参照されるデータ DATA .data 初期化されるデータ BSS .bss 初期化されないデータ ROM RAM ヒープ領域 HEAP STACK 配置先 .stack スタック領域ヒープ領域・・・プログラムから動的に割り当てられるメモリを格納する領域。スタック領域・・・関数内で使用される変数や関数の引数などに使用されるメモリを格納する領域。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 5 セクション割付（RAMデバッグ時） RAMデバッグ時 CPU動作モード0, 1 (内蔵ROM無効) アドレスオフセット内容 H'00000000 +00000000 .vects +00000FFF +00001000 .text, .rodata H'00003FFF +0003FFFF H'00004000 +00040000 H'0007FFFF +0007FFFF H'00080000 H'01FFFFFF H'02000000 デバイス SRAM 512KB 領域 CS0 RAMデバッグ時は、ROM の代替として256KBを割り当てる。イメージ - ここにアクセスすると同じものが見える！ +00040000 .bss, .data +0007FFFF H'0207FFFF H'02080000 H'03FFFFFF H'04000000 H'07FFFFFF H'08000000 H'FFFF8FFF H'FFFF9000 H'FFFFAFFF H'FFFFB000 H'FFFFBFFF H'FFFFC000 2007/10/05 H'FFFFFFFF 未使用 User 使用禁止 reserved stack 内蔵RAM 8KB 使用禁止 reserved 周辺 I/O AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ CS1 6 イメージアドレス  必要十分なビットだけをデコードするために、アドレスの途中のビットを省略する手法がよく使われる。  アドレスデコードを省略すると、異なるアドレスでありながら同じ場所へアクセスできる。  本来配置しようとしたアドレスと異なるアドレスをイメージアドレスという。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 7 SH7149はCS0とCS1の2つの空間でそれぞれ最大 1MB までの外部メモリをサポートしている。 1MB(= 220Byte)のアドレス(0x00000～ 0xFFFFF)にアクセスするには、A0～A19 の20本のアドレス端子が必要。一方、容量が512KBのRAMからすれば、アドレス端子は19本あれば512KBの全アドレスにアクセス可能。 SH7149のA19はRAMに繋がっていない。＝RAMからみると、0x100000にアクセスするのも0x000000にアクセスするのも同じこと。 2007/10/05 512KB 高速SRAM AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 8 セクション割付（ROM化時） ROM化時 CPU動作モード２ (内蔵ROM有効) アドレスオフセット内容 H'00000000 +00000000 .vects +00000FFF +00001000 .text, .rodata H'0003FFFF +0003FFFF H'00040000 使用禁止 H'01FFFFFF H'02000000 H'0207FFFF H'02080000 H'03FFFFFF H'04000000 H'07FFFFFF H'08000000 H'FFFF8FFF H'FFFF9000 H'FFFFAFFF H'FFFFB000 H'FFFFBFFF H'FFFFC000 H'FFFFFFFF デバイス内蔵ROM 256KB reserved SRAM 512KB - CS0 もったいないけど未使用 +00040000 .bss, .data +0007FFFF 2007/10/05 領域イメージ未使用 User 使用禁止 reserved stack 内蔵RAM 8KB 使用禁止 reserved CS1 周辺 I/O AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 9 要求に対する解  ＣＰＵボードのディップスイッチを切り替えるだけで、 RAM デバッグ時とROM化時で同じセクション設定を使用できる。 RAMデバッグ時 CPU動作モード0, 1 (内蔵ROM無効) アドレスオフセット内容 H'00000000 +00000000 .vects +00000FFF +00001000 .text, .rodata H'00003FFF +0003FFFF H'00004000 +00040000 H'0007FFFF +0007FFFF H'00080000 H'01FFFFFF H'02000000 H'0207FFFF H'02080000 H'03FFFFFF H'04000000 H'07FFFFFF H'08000000 H'FFFF8FFF H'FFFF9000 H'FFFFAFFF H'FFFFB000 H'FFFFBFFF H'FFFFC000 H'FFFFFFFF デバイス SRAM 512KB イメージ領域 CS0 H'01FFFFFF H'02000000 未使用 User 使用禁止 reserved stack 内蔵RAM 8KB 使用禁止 reserved 周辺 I/O デバイス内蔵ROM 256KB reserved - +00040000 .bss, .data +0007FFFF 2007/10/05 ROM化時 CPU動作モード２ (内蔵ROM有効) アドレスオフセット内容 H'00000000 +00000000 .vects +00000FFF +00001000 .text, .rodata H'0003FFFF +0003FFFF H'00040000 使用禁止 CS1 H'0207FFFF H'02080000 H'03FFFFFF H'04000000 H'07FFFFFF H'08000000 H'FFFF8FFF H'FFFF9000 H'FFFFAFFF H'FFFFB000 H'FFFFBFFF H'FFFFC000 H'FFFFFFFF SRAM 512KB +00040000 .bss, .data +0007FFFF AP-SH2F-9A ROMデバッグメモイメージ未使用 User 使用禁止 reserved stack 内蔵RAM 8KB 使用禁止 reserved 周辺 I/O 10 セクションの割り付け方（HEW4）ビルド→ Linker → Section を選択 .dataや.bssなどを 0x02040000～に割り当てる処理速度を確保するために .stack は内蔵SRAMに割り当てる 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 11 ROM化時の重要ポイント  key code 設定  コンパイラオプション  リンカオプション 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 12 key code (1)  SH2はキーコードと呼ばれる4Byteの値で CPU内蔵Flash ROMを保護している。  JTAG-ICEを接続する際、JTAG-ICEはキーコードをCPUに通知する必要がある。  CPUに書き込まれているキーコードと一致しないと、内蔵Flash ROMが全消去される。参考 http://www.apnet.co.jp/support/an/AN801.pdf 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 13 key code (2) SH7146, 7149の場合ここのH’00000040 から4Byteがキーコードになる。 SH7146グループハードウェアマニュアルより 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 14 キーコードの書き込み方プロジェクト生成時にツールが自動生成したファイルから、 vects.c を開く。 0xFFFFFFFF以外なら何でもよい。ベクタテーブルの16番に適当なキーコードを書き込む。参考 http://www.aone.co.jp/tools/verupAH/SH2_HEW40_KPIT_Default.pdf 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 15 再びセクションの話。セクション名内容 HEW4の場合 PROGRAM .text プログラム中の命令 CONST_DATA .rodata 読み出しのみで参照されるデータ DATA .data 初期化されるデータ BSS .bss 初期化されないデータ配置先 ROM RAM ヒープ領域 HEAP STACK .stack スタック領域 ROM化する場合は、CPU起動時に.dataセクションのデータに初期値を入れてあげる必要がある。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 16 .dataセクションの初期化  .dataセクションの初期化は start.asm の中で行う記述がある。  しかし、デフォルトのままでは.dataセクションの初期化が実行されない。初期化を実行するには、コンパイラオプションとリンカオプションの設定が必要。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 17 コンパイラオプション ROMSTART (value = 1) のマクロ定義を追加参考 http://www.aone.co.jp/tools/verupAH/SH2_HEW40_KPIT_Default.pdf 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 18 リンカオプション _mdata は.data の初期値を格納した領域のラベル _mdata を追加参考 http://www.aone.co.jp/tools/verupAH/SH2_HEW40_KPIT_Default.pdf 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 19 .dataの初期化が行われる場所 !load data section from ROM to RAM only if ROMSTART is defined #if ROMSTART ! initialise sections mov.l mov.l mov.l cmp/eq bt nop start_l: mov.b mov.b add add cmp/eq bf nop start_1: #endif // ROMSTART 2007/10/05 コンパイラオプションで設定した edata,r1 mdata,r2 data,r0 r0,r1 start_1 ! edata in r1 ! mdata in r2 ! data in r0 @r2,r3 r3,@r0 #1,r2 #1,r0 r0,r1 start_l !get from src !place in dest !inc src !inc dest !dest == edata? リンカオプションで設定した start.asm の一部 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 20 おわりに  まとめ      RAMデバッグ時とROM化時を切り替える際、作業手数が最小になるための設定方法について説明した。イメージアドレスを利用すると、ROM/RAMを切り替えてもセクション設定を変えずに済む。 ROMデバッグ時に必要なkey code はソースコード中のベクタテーブルに書いてROMに転送する。 .dataセクションを初期化するためにはコンパイラオプションとリンカオプションの設定が必要。私の理解に基づいて書いたため、間違っている場所があるかもしれません。気付いた場合はご指摘ください。 2007/10/05 AP-SH2F-9A ROMデバッグメモ 21