基于SOC芯片的GNU调试器的扩展

发布时间：2020-04-15 12:51

【摘要】： 随着我国嵌入式系统产业的不断发展,针对特定DSP芯片的应用开发在软件行业中越来越受到重视。现在嵌入式系统相关产业中,SOC(System on Chip)芯片扮演了一个非常重要的角色,SOC芯片以它的高性能,低成本,低功耗而著称,现今SOC芯片已经广泛应用于移动电话,数码相机,数字电视等相关数码产品中。大唐电信凭借着使用ZSP400核的SOC芯片COMIP取得了市场上的成功,现在大唐电信更以ZSP540核来加强其SOC芯片的DSP处理能力,使之能在3G无线领域有更广泛的用途。为了配合公司更加快速地推广COMIP芯片,占有市场,我们需要尽快为新芯片配套可扩展的开发调试工具链。利用这套开发调试工具链,开发人员可以快速在新SOC芯片上开发相关的嵌入式应用。目前相关商业产品非常昂贵而且不利于扩展。因此,如何在新芯片的全新指令集上开发一套可扩展的,方便使用的嵌入式系统开发工具链,是我们需要解决的一个问题。本论文正是针对上述问题,通过对GNU相关调试器代码的深入剖析、优化,并针对自主研发的SOC芯片进行调优,配合相关的工具链开发出一套功能强大,方便嵌入式系统使用的调试器。本文的重点就是如何把GDB工具链移植到我们新的SOC芯片上来,从而可以快速辅助公司进行新SOC芯片的推广。本文以大唐电信最新研发的SOC芯片COMIP为例,主要针对GNU系列工具并不支持的ZSP400/ZSP540全新的指令集进行移植和扩展,将GDB相关工具链的移植的各个部分进行了详细的论述。文中首先介绍了整个行业背景以及软件需求,分析了调试器的相关概念以及软件调试的一般原理,接着深入探讨了扩展以及移植GDB所做的一些工作,在这一部分中先介绍了GDB的代码架构,重点分析了移植相关的GDB的目标机架构的实现原理,其次讨论了移植GNU重要的相关库(BFD,OPCODES等)的步骤以及重点,并着重分析了利用这些相关库如何实现GDB需要的一些处理器相关重要功能,然后实现了整个扩展移植过程中的难点—基于全新处理器的指令集的指令级模拟器。接着论文分析了将GDB代码本身扩展到新ZSP处理器上的若干关键点,最终实现一个基于新芯片的可扩展的嵌入式系统调试器,最后对整个代码扩展移植工作进行了相关的总结。
【图文】：

视图,视图,执行视图,二进制格式

第二章 GNU 调试器工作原理2.1相关基本概念2.1.1可执行文件由于 GNU 的 BFD 库支持不同的二进制格式，包括 ELF/COFF 等，本论文以 ELF文件为基础进行论述，ELF，即 executable and linkable format，相关格式定义可以在文件/usr/include/elf.h 中找到。ELF 文件格式的构成需要从 linking view(链接视图) 和 execution view (执行视图) 理解，分为多个 section (节) 以及多个 segment (段) 。如图 2-1 所示：

调试信息,二进制文件,格式,文件

7图 2-2 readelf 分析出的信息如图 2-2 所示，这个带调试信息格式的二进制文件(ELF 文件)包括了多少个节(21 个),以及带调试信息的节有多少个(7 个)，，这里还可以直观地看出每个节所在的地址，偏移以及大小等相关属性。这里.debug_abbrev，.debug_info，.debug.line，debug_frame，debug_loc，debug_pubnames，.debug_arranges 就是调试信息用的 section，GDB 会使用其中相关 section 来完成相关调试信息的整理，比如源代码以及二进制文件的对应关
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP368.11

【参考文献】