面向嵌入式系統(tǒng)的多核調(diào)試工具研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、生活中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用無處不在，從通信、消費(fèi)電子產(chǎn)品到汽車電子、智能機(jī)器、工業(yè)控制和衛(wèi)星導(dǎo)航，其使用數(shù)量已經(jīng)大大超過了通用計(jì)算機(jī)，嵌入式設(shè)備以其低功耗、可靠性高、面向特定應(yīng)用和可按需靈活定制等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用。嵌入式多核技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步增強(qiáng)了嵌入式系統(tǒng)的處理能力，但也隨之帶來針對多核系統(tǒng)進(jìn)行程序開發(fā)的困難。目前，多核調(diào)試器主要基于硬件實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的交叉調(diào)試器不僅體積龐大，而且不能控制程序的調(diào)度，程序的調(diào)度運(yùn)行都由操作系統(tǒng)來完成，不能支持

2、多核調(diào)試。硬件多核調(diào)試器不僅價(jià)格高而且不具有通用性，嵌入式設(shè)備上的運(yùn)行的操作系統(tǒng)卻具有比較普遍的通用性，所以開發(fā)軟件多核調(diào)試工具成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本文首先深入研究了arm-linux系統(tǒng)的調(diào)試支持機(jī)制、交叉調(diào)試器的實(shí)現(xiàn)原理，參考并總結(jié)了硬件多核調(diào)試技術(shù)的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)交叉調(diào)試器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了具有基本調(diào)試功能的多核交叉調(diào)試器。該調(diào)試器實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的基本調(diào)試功能，如設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、讀寫變量等，并增加了部分多核

3、調(diào)試功能，主要有：實(shí)時(shí)獲取運(yùn)行進(jìn)程的內(nèi)核id、可選擇運(yùn)行程序的內(nèi)核、對指定核發(fā)送調(diào)試命令、控制各個(gè)內(nèi)核的執(zhí)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)獲取每個(gè)核上當(dāng)前運(yùn)行程序的上下文。通過上述功能，能讓程序開發(fā)者更深入的了解程序在目標(biāo)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，更好的定位程序中的各種錯(cuò)誤和異常。
　　為此，本文選擇全志A33 ARM-Cortex-A7目標(biāo)板，在基于arm-linux系統(tǒng)下設(shè)計(jì)了該調(diào)試器，該調(diào)試工具在設(shè)計(jì)上相對傳統(tǒng)交叉調(diào)試器進(jìn)行了一些改進(jìn)，比如將斷點(diǎn)信息保存在

4、宿主機(jī)端等，并對整體架構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，使整個(gè)系統(tǒng)變的更加精簡。文中詳細(xì)分析并實(shí)現(xiàn)了調(diào)試器的各個(gè)功能模塊，如：符號解析、異常處理等，使調(diào)試器的實(shí)現(xiàn)原理一目了然，通過設(shè)置進(jìn)程或線程的cpu親和性、核間中斷和綁定指定進(jìn)程或線程到特定內(nèi)核運(yùn)行等方式實(shí)現(xiàn)了使指定核執(zhí)行調(diào)試命令的功能，能實(shí)時(shí)查看指定核的狀態(tài)，能夠比較全面的了解整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。接著對調(diào)試代理進(jìn)行改進(jìn)，使得多宿主機(jī)遠(yuǎn)程共享目標(biāo)機(jī)調(diào)試成為可能。最后，經(jīng)過測試，新設(shè)計(jì)的軟件多核交叉調(diào)