Lauterbach TRACE32 调试实战：函数调用树与变量访问溯源

孤星旅记原创2025/10/15大约 6 分钟

一文搞定两件事：用 TRACE32 生成 C 语言函数调用树，以及找出“某个全局变量被哪些函数读/写”。

0. 背景与目标

在车规项目（AUTOSAR Classic / S32G 多核）中，日常调试常见两类诉求：

函数调用树（Call Tree）：快速定位 CPU 时间去哪了、哪层调用最重、是否出现递归/意外路径。
变量访问溯源（Who touched my var）：明确“谁读/谁写了某个全局变量”，辅助竞态与越权定位。

1. 准备工作

连接与符号：
- 连接目标板，确认 JTAG/NEXUS/CSI/ETM 通道可用。
- Data.Load.Elf <your.elf> 载入带符号的映像；确保源码路径已配好以便双击跳转。
编译建议：
- Release 亦可，但建议在关键模块保留 -g 调试符号与合理的 -O 优化，避免过度内联导致调用关系难读。
时间基准：
- 若分析性能，建议启用 时间戳/周期计数；必要时锁频/关闭 DVFS，保证可重复性。

关于“你的芯片是否支持数据 Trace？”

并非所有目标都支持“数据访问”的 Trace。A-profile 常见 PTM（程序流） 仅有指令流；M-profile + ETM/DWT、TriCore + MCDS/Nexus 等才可能拿到数据访问。若没有数据 Trace，请直接看 方案 B：监视点。

2. 生成函数调用树（基于 ETM/片上 Trace）

目标：得到 函数级别的详细调用树 与 函数运行时统计。

2.1 GUI 快速路径

开启 ETM：Trace → ETM Settings 中启用 ETM，ON。
选择 Trace 方式：Trace.Method = Onchip（片上缓冲/ETB/Nexus 等）。
自动录制：勾选 AutoArm（自动 armed）与 AutoInit（断点后自动初始化 buffer）。
运行到断点/场景结束：程序在断点处停下。
查看调用树：Perf → Function Runtime → Show Detailed Tree。

这条路径能直接得到按函数归并的调用树 + 运行时视图，适合快速定位热函数与异常调用路径。

2.2 常用命令（可脚本化）

; 典型最小集（实际命令名大小写不敏感，不同版本略有差异）
Trace.METHOD ONCHIP        ; 选择片上 Trace
Trace.AUTOARM ON           ; 自动 armed
Trace.AUTOINIT ON          ; 自动初始化缓冲
Trace.RESet                ; 清空缓冲
Trace.ON                   ; 开始采集
; ... 运行至断点/场景结束 ...
Trace.OFF                  ; 停止
Perf.FunctionRuntime.Show  ; 打开函数运行时/调用树视图（或通过 GUI 菜单）

2.3 阅读与导出

在 Function Runtime 视图中：
- 展开树查看父子关系、累计/自身耗时、调用次数等；
- 右键可导出为文本/CSV 以做进一步分析。
若出现 FLOWERROR/OVERFLOW，说明带宽不足或缓冲不够：
- 缩小关注区间（添加触发器/ARM 条件）；
- 只打开必要的 Trace 源；
- 提高传输带宽或使用更大外置缓冲。

3. 变量访问溯源（谁在读/写我的全局变量？）

目标：列出所有读/写该变量的指令，并映射回函数。

3.1 方案 A（首选）：数据 Trace → 反查函数

思路：把所有数据访问录下来 → 在 Trace 中按变量地址/符号搜索 → 结果行自带程序符号（函数名）。

步骤：

录数据访问：与 §2 相同，确保目标支持数据 Trace；必要时开启片上过滤，只放行与该变量相关的访问，降低带宽压力。
在 Trace 中查找变量读写：
- 打开 Trace 窗口 → Find... → Address/Expression 填变量名（如 g_var），Cycle 选 Read/Write 或分别选择；Find All。
- 命令行等价：

; 查找对变量 g_var 的所有读/写
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle ReadWrite /List sYmbol Var TIme.Back

; 分开查读或写
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle Read
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle Write

映射回函数：
- 在 Trace.FindAll 结果中点任一条，Trace.List 会同步跳到该指令，列中包含符号/函数名；
- 也可使用更简洁的 Trace.ListVar 只查看“变量的读写列表”。

HLL 符号名

GUI 搜索框支持变量名（HLL），等价 Var.RANGE(name)；对结构体/数组也适用（如 g_arr[3]）。

3.2 方案 B（无数据 Trace）：读/写监视点（数据断点）

思路：对变量地址设置读/写监视点，命中时记录当前 PC/函数与调用栈。适用于只有程序流 Trace 或无 Trace 带宽的情况。

步骤：

; 方式一：基于变量名（推荐）
Var.Break.Set g_var           ; 监视这个变量的访问（读写均可配置）

; 方式二：基于地址/范围（按需改成 /Read 或 /Write）
Break.Set 0x20001000 /Data /ReadWrite /Len 4

; 命中时查看当前函数/栈
; 可在 PRACTICE 脚本里打印 SYmbol()、FRAME 等，或手动看 Call Stack 窗口

注意：

数据断点数量受限于 DWT/Comparator 等硬件资源；
会影响实时性（尤其是“真停”式断点）；可将动作改为 Spot 等“轻触式”以降低侵入；
与编译优化相关：寄存器缓存/内联可能改变访存形态，必要时对关键对象加 volatile 或降优化验证。

4. Cortex‑M7 / S32G M 核专项建议

ETM + DWT：M7 常见 ETM 支持程序流；DWT 提供数据比较器做硬件监视点。若要全量数据 Trace，需确认 SoC 的 ETM/ETB/Nexus 通道是否支持数据访问采集。
带宽：数据 Trace 极吃带宽，优先用 on-chip 过滤（地址范围、读/写类型）缩减；观察 FLOWERROR。
多核：多核环境要注意每核独立配置 Trace，必要时加核 ID 标注与统一触发；
时间一致性：跨核事件分析时，尽量统一计时源或对齐时间戳。

5. 常见问题与排查

找不到变量命中：确认变量未被优化掉（static/const/LTO），或者加 volatile 保证访存；使用 Var.WHERE g_var 验证地址。
Trace 丢包：检查 FLOWERROR，缩小采集窗口、打开过滤；必要时减少并发 Trace 源或提高链路带宽。
函数树乱/缺边：ETM 未全开、触发点设置导致丢前史、或优化内联过多；可在关键模块加 noinline 验证。
监视点不命中：硬件比较器不足或被其他断点占用；精简断点，合并范围，或改为“写专用”。

6. 常用命令速查

; === 片上 Trace 基础 ===
Trace.METHOD ONCHIP
Trace.AUTOARM ON
Trace.AUTOINIT ON
Trace.RESet
Trace.ON
; ... run ...
Trace.OFF

; === 函数运行时 / 调用树 ===
Perf.FunctionRuntime.Show

; === 变量访问（数据 Trace 可用） ===
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle ReadWrite /List sYmbol Var TIme.Back
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle Read
Trace.FindAll Address Var.RANGE(g_var) CYcle Write
; Trace.ListVar  ; GUI：变量读写列表

; === 监视点（无数据 Trace） ===
Var.Break.Set g_var                 ; HLL 变量监视（读写都可配置）
Break.Set 0x20001000 /Data /ReadWrite /Len 4
; 命中后查看当前符号/栈

7. 小结

有数据 Trace：优先 Trace.FindAll + Trace.List/Trace.ListVar，一键列出“谁读/写变量”，还能回放时序。
无数据 Trace：用监视点（数据断点）收集命中位置，再看当前函数/调用栈。
函数调用树：ETM + Perf → Function Runtime 是最快捷的性能鸟瞰工具。