嵌入式多核调试器的研究与实现

发布时间：2017-05-21 07:46

  本文关键词：嵌入式多核调试器的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着多核技术的不断发展,因其具备高性能低功耗的特点,多核处理器已逐渐取代传统的单核处理器,成为市场的主流。多核处理器在被广泛应用的同时,也面临着一些新的问题。多核架构不仅需要新的程序设计方法,还需要新的软件调试方法,才能保证应用软件在多核环境中的调试工作顺利进行,才能充分利用多核系统的潜能。目前大多数嵌入式厂商都是开发基于硬件的专用仿真器,使用硬件仿真器来调试多核系统。硬件仿真器不仅价格昂贵,而且通用性以及扩展性不好。因此,在多处理器架构下,采用软件调试方法已成为当下研究热点。本文详细分析了嵌入式操作系统Linux对对称多处理器的支持策略,并根据多核调试的实际功能需求,深入研究嵌入式多核调试技术,最终实现了一款易用、低成本、移植性强的纯软件多核调试器。为了满足嵌入式多核架构下的调试需求,本文在原有GDB调试器的基础上进行功能改进,全面地反映了相关多核信息。本调试器是从处理器的角度来进行程序调试,全方位地反映进程与处理器间的交互信息,有助于了解程序在系统中的运行情况。本系统基于PB11MPCore四核嵌入式平台,在Linux(支持SMP)操作系统下设计并实现了多核调试器。该多核调试器是在GDB调试功能的基础上进行了多核调试方面的扩充,包括信息查询类命令、核控制类命令以及多线程类命令。在GDB中添加具体的调试命令:一是信息查询类命令,能够获取多核系统中CPU的相关信息、进程在多核上的运行时间分布以及指定核上运行进程的上下文信息;二是核控制类命令,能够将进程动态核绑定、让指定核执行调试命令以及对特定核设置断点;三是多线程调试类命令,通过对调试命令的重新设计,让满足条件的线程均执行该调试命令,极大地提高了调试效率。最后,本文对新增加的多核调试命令进行功能测试,在一定程度上达到多核调试的目标,满足多核调试的功能需求。
【关键词】：多核调试 GDB 多线程 核断点 远程调试
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 国内外相关研究现状9-12
• 1.2.1 嵌入式调试工具9-10
• 1.2.2 多核调试器现状10-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.4 论文组织结构13-14
• 第二章 相关技术介绍14-30
• 2.1 嵌入式远程调试概述14-15
• 2.1.1 嵌入式远程调试原理14
• 2.1.2 嵌入式调试基本功能分析14-15
• 2.2 GDB远程调试技术研究15-21
• 2.2.1 GDB源码结构及执行流程分析16-19
• 2.2.2 RSP通信协议19-20
• 2.2.3 GDB多线程调试技术20-21
• 2.3 gdbserver远程调试代理技术研究21-27
• 2.3.1 gdbserver源码结构及处理流程分析21-24
• 2.3.2 事件循环机制24-26
• 2.3.3 断点管理机制26-27
• 2.4 Linux操作系统对多核调试的支持27-29
• 2.4.1 ptrace系统调用解析27-28
• 2.4.2 linux操作系统的多核技术解析28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 嵌入式多核调试器设计30-46
• 3.1 多核调试器功能需求30-32
• 3.2 相关功能模块设计32-35
• 3.3 多核调试器设计35-45
• 3.3.1 宿主机端调试器设计35
• 3.3.2 目标机端调试代理设计35-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 嵌入式多核调试器实现46-65
• 4.1 开发环境简介46-53
• 4.1.1 硬件平台46-48
• 4.1.2 软件平台48-53
• 4.2 信息查询类命令实现53-59
• 4.2.1 cpu相关信息查询53-55
• 4.2.2 进程在多核上运行时间分布55-58
• 4.2.3 特定核上运行进程的上下文信息58-59
• 4.3 控制类命令实现59-64
• 4.3.1 进程动态核绑定59-61
• 4.3.2 特定核执行调试命令61-62
• 4.3.3 特定核设置断点62-64
• 4.4 多线程处理命令实现64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 系统测试65-72
• 5.1 测试环境65-66
• 5.2 功能测试66-71
• 5.2.1 调试连接测试66-68
• 5.2.2 调试命令测试68-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 存在的问题与展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间取得的成果78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 贾璐;李运喜;胡宁;麦先根;虞保忠;;基于对称多处理架构的软件调试技术研究和实现[J];航空计算技术;2014年03期

2 李彬;任国林;;Linux内核基于对称多处理机的实现分析[J];计算机技术与发展;2006年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 扈啸;嵌入式多核处理器在线追踪调试与错误检测关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王阳赞;ARM CoreSight跟踪调试技术的研究与应用[D];武汉理工大学;2009年

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本文编号：382948