7.7 VDSP 开发指南
S600上包含两个 VDSP 核,以下描述关于 VDSP1的使用只有在 S600上支持!
基础调试指南
CPU 侧开发
镜像加载卸载
VDSP 所有核共用一个 Firmware,默认名字为 vdsp0。第二个 VDSP 核(VDSP1,仅 S600等双核平台)与 VDSP0在功能上一致:同样通过 remoteproc 节点设置 FW 名称、执行加载/卸载,并可通过 version、state 等节点查看版本与运行状态;区别仅在于 sysfs 节点为 remoteproc_vdsp1(以及启停、日志等路径中的实例号,见下文各小节)。系统在启动时默认不启动 VDSP FW(Firmware),需要用户通过命令的形式手动加载和卸载 FW,命令如下所示:
echo -n <firmware路径> > /sys/module/firmware_class/parameters/path
# 设置VDSP0 FW名称:
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/firmware
#VDSP0的FW加载:
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/state
#VDSP0的FW卸载:
echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/state
# 设置VDSP1 FW名称:
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/firmware
#VDSP1的FW加载:
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/state
#VDSP1的FW卸载:
echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/state
用户可通过以下命令修改 FW 路径(必须是绝对路径):
echo -n <firmware路径> > /sys/module/firmware_class/parameters/path
用户可根据自己命名的 FW 名称在加载之前进行调整:
# VDSP0
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/firmware
# VDSP1
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/firmware
用户需要修改原始镜像,配置 init.rc,kernel 启动后由 init 进程自动加载 VDSP 镜像。
#首先将编译出的FW镜像(如vdsp0)拷贝到/userdata 下
echo -n <firmware路径> > /sys/module/firmware_class/parameters/path
# VDSP0
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/firmware
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/state
# VDSP1
echo <firmware名称> > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/firmware
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/state
FW 版本查看
#S100 VDSP0
cat /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/version # for vdsp0
#S600 VDSP1(与 VDSP0 相同,仅节点不同)
cat /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/version # for vdsp1
VDSP 运行状 态查看
#running表示已加载,offline表示未加载
#S100 VDSP0
cat /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/state # for vdsp0
#S600 VDSP1(与 VDSP0 相同,仅节点不同)
cat /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/state # for vdsp1
心跳监控
默认处于关闭状态,可通过下列命令打开或关闭;心跳监控、发送周期为100ms,监控到连续7次心跳被丢失就会上报诊断并 reset VDSP。
# 打开心跳监控
echo Y > /sys/module/hobot_remoteproc/parameters/heartbeat_enable
# 关闭心跳监控
echo N > /sys/module/hobot_remoteproc/parameters/heartbeat_enable
通过函数接口形式操作 vdsp
通过 libvdsp.so 动态链接库加载 DSP 程序,实现加载、启动、停止、复位、获取 DSP 状态等功能,API 介绍可参考 VDSP启停控制接口。
消息连接和发送
目前用户只可使用系统预设的服务名称,可使用的服务名如下表所示:
| VDSP | 服务名称 | 作用 | 是否必须启动 | VDSP 侧是否默认启动 |
|---|---|---|---|---|
| DSP0/1 | dcore0_device_op/dcore1_device_op | 系统软件内部对 DSP 的调试控制,系统软件已经使用,用户不可再次注册和使用 | 是 | 是 |
| DSP0/1 | dcore0_acore_heart/dcore1_acore_heart | 心跳机制使用,目前未使用,用户可用作其他用途 | 否 | 否 |
| DSP0/1 | dcore0_rpmsg_bpu/dcore1_rpmsg_bpu | BPU 相关的控制,目前未使用,用户可用作其他用途 | 否 | 否 |
| DSP0/1 | dcore0_rpmsg_op/dcore1_rpmsg_op | 工具链算子相关的控制,目前未使用,用户可用作其他用途 | 否 | 否 |
用户可使用的 API 可参考下表:
| 接口 | 功能 | 头文件 | 相关库 |
|---|---|---|---|
| hb_rpmsg_connect_server | 连接服务 | rpmsg_lib.h | librpmsg.so |
| hb_rpmsg_disconnect_server | 断开服务 | rpmsg_lib.h | librpmsg.so |
| hb_rpmsg_send | 发送消息 | rpmsg_lib.h | librpmsg.so |
| hb_rpmsg_recv | 接收消息 | rpmsg_lib.h | librpmsg.so |
其中,同一个服务通道,不支持多进程、多线程并发接收或发送。
heap 相关开发
VDSP 提供了动态分配释放 heap 接口,支持配置自定义内存对齐大小,以及支持查看当前 heap 状态,当 VDSP 端需要动态分配 heap 时,可以通过以下接口实现。
| 接口 | 功能 | 相关头文件 |
|---|---|---|
| hb_mem_heap_initialize | 初始化 mem alloctor 接口 | hb_mem_allocator.h |
| hb_mem_heap_deinitialize | 解初始化 mem alloctor 接口 | hb_mem_allocator.h |
| hb_mem_heap_alloc | 分配 heap 空间 | hb_mem_allocator.h |
| hb_mem_heap_free | 释放已分配的 heap 空间 | hb_mem_allocator.h |
| hb_mem_heap_get_status | 获取当前 heap 状态 | hb_mem_allocator.h |
VDSP 侧开发
代码获取步骤如下:
(1)首先获取到发布包,解压后确认有vdsp源码。如果无,联系地瓜相关人员进行获取。
(2)在vdsp路径下可以获取到vdsp源码。
Linux 环境搭建
获取 build 包建立编译环境。其中 build 包的获取请联系地瓜相关人员进行获取。
本文档仅提供 Linux 环境搭建及编译的说明介绍。对于文档中提到的 xplorer 中获取调试文档请联系地瓜相关人员进行获取。
Linux 环境下安装 build 的命令:
tar -zxvf Vision_Q8_linux.tgz \
&& mv RI-2023.11-linux/Vision_Q8/ /opt/xtensa/XtDevTools/install/builds/RI-2023.11-linux/ \
&& rm -rf RI-2023.11-linux
/opt/xtensa/XtDevTools/install/builds/RI-2023.11-linux/Vision_Q8/install --xtensa-tools \
/opt/xtensa/XtDevTools/install/tools/RI-2023.11-linux/XtensaTools/
编译
获取代码后编译步骤如下:
(1)cd vdsp_fw
(2)bash make.sh
静态库生成在 library 目录
library/libvdsp0.a
二进制镜像生成在 samples 目录
samples/{subdir}/vdsp0
调试指南
日志查看
VDSP FW 的日志会通过串口输出。
需要注意的是 VDSP FW 与其他模块共用一个串口,如 BL31、optee,若 VDSP FW 输出日志太多,可能会阻塞这些模块的日志输出,引起 watchdog。 另外 VDSP FW 日志和 kernel 日志都输出到串口中,存在相互干扰的问题,用户可通过降低 kernel 日志等级来防止日志干扰:
echo 0 > /proc/sys/kernel/printk
当没有串口可用的情况下,用户可通过 ssh 登录板子,后台默认会启动 hrut_remoteproc_log 服务:
#VDSP0 默认开机执行的启动命令,日志保存路径:/log/dsp0/message
hrut_remoteproc_log -b /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp0/log -f /log/dsp0/message -r 2048 -n 200
#VDSP1(与 VDSP0 相同用法,仅 remoteproc 节点与落盘路径换为 dsp1)
hrut_remoteproc_log -b /sys/class/remoteproc/remoteproc_vdsp1/log -f /log/dsp1/message -r 2048 -n 200
同样的,VDSP FW 的日志会写入 Share memory 中,由 CPU 侧 log 服务进程存入文件系统中。因此用户可通过以下路径下的文件查看日志,但是需要注意的是这里的日志并不是实时的。
#VDSP0的日志路径:
/log/dsp0/message
/log/dsp0/archive/
#VDSP1的日志路径:
/log/dsp1/message
/log/dsp1/archive/
#message是临时文件,存满之后会写入到archive/目录下,当该目录下的文件达到一定数量后,会删除时间较早产生的文件
日志打印接口
使用 printf 接口日志会通过串口输出。
推荐使用 DSP_ERR、DSP_WARN、DSP_INFO、DSP_DBG 接口,该接口除了将日志通过串口输出,还会将日志写入 Share memory 中,通过 CPU 侧的 log 服务将日志信息存入文件系统中。
DSP_*接口使用注意事项:
- 头文件
hb_vdsp_log.h - 接口使用示例。比如进入异常分支需要打印日志时,使用 DSP_ERR 接口,
DSP_ERR("Input parameter invalid.\n");
线程状态查看
通过以下命令可在串口中查看 VDSP 侧的线程状态。需要注意的是以下数据的统计和输出可能会影响 VDSP 的性能。
使用方法:首先需要代码中使能#define THREAD_STACK_CHECK (1),其次需要在新启动的线程前使能栈跟踪,如下所示:
(void)hb_enable_stack_track(dev_thread_stack, sizeof(dev_thread_stack)/sizeof(dev_thread_stack[0]));
#S100 VDSP0:
echo on > /sys/devices/virtual/misc/vdsp0/vdsp_ctrl/dspthread
echo off > /sys/devices/virtual/misc/vdsp0/vdsp_ctrl/dspthread
#S600 VDSP1(与 VDSP0 相同,仅 misc 设备节点为 vdsp1):
echo on > /sys/devices/virtual/misc/vdsp1/vdsp_ctrl/dspthread
echo off > /sys/devices/virtual/misc/vdsp1/vdsp_ctrl/dspthread
coredump 查看
和 coredump 相关的系统软件初始化主要有两部分:注册异常和使能看门狗。
hb_wdt_on();
hb_enable_coredump();
目前 xos 能够处理的异常类型如下:
/* EXCCAUSE register values: */
/* General Exception causes (Bits 3:0 of EXCCAUSE register) */
/* No exception */
#define EXCCAUSE_NONE UINT32_C(0)
/* Instruction usage */
#define EXCCAUSE_INSTRUCTION UINT32_C(1)
/* Addressing usage */
#define EXCCAUSE_ADDRESS UINT32_C(2)
/* External causes */
#define EXCCAUSE_EXTERNAL UINT32_C(3)
/* Debug exception */
#define EXCCAUSE_DEBUG UINT32_C(4)
/* Syscall exception */
#define EXCCAUSE_SYSCALL UINT32_C(5)
/* Hardware failure */
#define EXCCAUSE_HARDWARE UINT32_C(6)
/* Memory management */
#define EXCCAUSE_MEMORY UINT32_C(7)
/* Coprocessor */
#define EXCCAUSE_CP_DISABLED UINT32_C(8)
/* Reserved 9-15 */
不应在 VQ8 上为异常原因 4(调试异常)/5(SYSCALL 异常)/8(协处理器异常)注册异常处理程序,为系统预留使用。 需要注意的是:9~15 为预留类型,也需要略过不注册。
离线调试方法如下: VDSP 发生 coredump 时,Acore 会把 VDSP 所有可能使用的 memory 空间(iram/dram0/dram1/reserved ddr)全部写入指定的文件系统中,路径如下:
#vdsp0 / vdsp1 的落盘目录相同;具体 dump 文件名会带 vdsp0_* 或 vdsp1_* 前缀以区分实例
/log/coredump/
新建 restore.script.sh 脚本,4个 memory dump 文件的路径根据实际项目的存放路径设置,把获得到的 CPU 寄存器复制到该脚本对应处,如下所示:
python import thread_aware_rtos
python thread_aware_rtos.k.rtos_support.dump_analysis_mode = True
b main
run
restore vdsp0_ddr_2024-05-06-02-50-03.hex binary 0xf0000000
restore vdsp0_iram_2024-05-06-02-50-03.hex binary 0x08080000
restore vdsp0_dram0_2024-05-06-02-50-03.hex binary 0x08000000
restore vdsp0_dram1_2024-05-06-02-50-03.hex binary 0x08040000
# VDSP1:调试步骤与 VDSP0 相同,将上述文件替换为实际生成的 vdsp1_ddr_*.hex、vdsp1_iram_*.hex 等
set $ar0 = 0xf00502a8
set $ar1 = 0xf3fdded0
set $ar2 = 0xf3fddd00
set $ar3 = 0x34
set $ar4 = 0x1b
set $ar5 = 0x5d
set $ar6 = 0x53
set $ar7 = 0x58
set $ar8 = 0xf0050192
set $ar9 = 0xf3fddeb0
set $ar10 = 0x4f
set $ar11 = 0xf3fddd00
set $ar12 = 0x0
set $ar13 = 0xf3fddee0
set $ar14 = 0xf3fddce0
set $ar15 = 0xf3fddd1b
set $ar16 = 0xf0065978
set $ar17 = 0xf3fddb60
set $ar18 = 0x4f
set $ar19 = 0xf002bea4
set $ar20 = 0x0
set $ar21 = 0xffffffb1
set $ar22 = 0x4f
set $ar23 = 0xffffffff
set $ar24 = 0x808100f
set $ar25 = 0xf3fddf00
set $ar26 = 0xf3fddf10
set $ar27 = 0x53113
set $ar28 = 0xf0050280
set $ar29 = 0xffffffff
set $ar30 = 0x0
set $ar31 = 0xf3fddf70
set $ps = 0x68
set $wb = 0x40000311
set $pc = 0xf0050057
python thread_aware_rtos.k.rtos_support.XOS_initialized = True
打开 xt-gdb 命令行(xplorer 或者命令行模式均可),按照顺序执行如下操作:
xt-gdb vdsp0 (可执行文件的目标文件)
(xt-gdb) >> source restore.script.sh
(xt-gdb) >> run
ctrl+c //取消运行
(xt-gdb) >> stepi
(xt-gdb) >> info threads
(xt-gdb) >> bt
backtrace 调试信息显示如下:
(xt-gdb) bt
#0 _RMCDump () at /vdsp/bsp_project/coredump/RegDump.S:90
#1 0xf0050192 in Exc_Dump_Regs () at bsp_project/coredump/Exc_Dump_Regs.c:110
#2 0xf00502a8 in dafault_exchandler (frame=0xf3fddf10) at bsp_project/coredump/coredump.c:125
#3 0x0808100f in _GeneralException (cause=..., exccause=...) at ./xos_vectors_xea3_v2.S
#4 0xf00504b8 in hb_platform_init () at bsp_project/driver/devcontrol/devcontrol.c:152
#5 0xf0030306 in main (argc=1, argv=0xf0073704) at main.c:68
Stack usage 查看
Stack usage 的说明建议阅读 Xtensa® XOS Reference Manual Reference Manual:<VDSP 安装路径>/xtensa/XtDevTools/downloads/<version>/docs/xos_rm.pdf。
MPU 配置
目前部署的 MPU 主要两个作用,一是用 来限制 VDSP 访问地址的范围,访问超过 MPU 允许的范围会报 coredump 错误,第二个作用是可以配置地址段的属性,详细介绍请参考 Xtensa® System Software Reference Manual:<VDSP 安装路径>/xtensa/XtDevTools/downloads/<version>/docs/xos_rm.pdf。
VDSP 地址映射以及 MPU 保护部分如下图所示,访问 MPU 保护地址范围外会报 coredump 错误。
报错 log 如下图所示,错误地址为0x0,表示访问了不允许访问的地址:
目前对于 VDSP 地址的属性配置,主要包括三个部分:
(1)对于 ION 空间的属性配置: XTHAL_MEM_WRITEBACK
(2)对于两个共享内存区域的属性配置:XTHAL_MEM_NON_CACHEABLE
(3)对于除(1)(2)外其他段的属性配置:XTHAL_MEM_WRITEBACK
Cadence 文档路径位置
安装 Xplorer 后,可通过如下位置<VDSP 安装路径>/xtensa/XtDevTools/downloads/RI-2023.11/docs 查看已下载的文档路径。