一種基于代理的RTEMS系統調試方法技術方案

本發明專利技術提供了一種基于代理的RTEMS系統調試方法，在針對目標機硬件的RTEMS操作系統上，增加了調試代理(Agent)、Trace功能模塊，形成一套針對RTEMS操作系統和特定目標硬件CPU架構的基于代理的調試工具，并定制調試代理和GDB主機端通信的應用通信協議。經調試代理綁定指定目標任務后，由上位機的GDB主機端通過目標機的trace模塊對被調試任務進行遠程調試，以方便系統的快速調試開發。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于計算機嵌入式軟件領域，具體涉及RTEMS操作系統環境下的一種基于代理方式的應用程序調試方法。
技術介紹
調試是軟件開發過程中必不可少的環節，主要進行語法規則和邏輯結構正確性驗證。調試程序一般經過以下兩大步驟I.靜態調試。在程序編寫完以后，由人工“代替”計算機對程序進行檢查，主要檢·查程序中語法規則和邏輯結構的正確性。2.動態調試。動態調試就是上機調試,它貫穿在編譯、鏈接和運行的整個過程中。動態調試包括I)程序編譯時語法錯誤信息檢查；2)程序鏈接時的鏈接檢查；3)通過設置斷點、打印跟蹤信息進行程序的邏輯驗證。通用桌面操作系統與嵌入式操作系統在調試環境上存在明顯的差別。對于通用桌面系統，調試器與被調試程序都運行于桌面操作系統，調試器通過桌面操作系統專門提供的調試接口(調試代理服務器)控制和訪問被調試程序。對于嵌入式系統，調試器運行于通用桌面操作系統，被調試程序運行于目標機嵌入式操作系統，調試器通過目標機端的調試代理控制和訪問運行在目標機系統上的被調試程序。對于商用的嵌入式操作系統，如VxWorks和QNX，有與之配套的集成開發環境，方便系統的開發和調試；而對于開源的嵌入式操作系統RTEMS，其沒有配套的集成開發工具，大部分系統開發人員只能采用串口打印輸出的方式進行系統調試。這對應用程序開發人員來說，大大增加了開發周期和開發成本，降低了系統開發速度和開發質量。RTEMS,即實時多處理系統(Real Time Executive for MultiprocessorSystems)，是一個開源的實時嵌入式操作系統RTOS，無論是在航空航天、軍工領域，還是民用領域，RTEMS都有著極為廣泛的應用。⑶B (GNU debugger)是GNU/Linux和BSD系統下的標準調試器，它可以在帶有C編譯器和至少一種流行的目標文件格式的UNIX系統中運行。⑶B是開源組織FSF (FreeSoftware Foundation)推出的源碼級調試工具軟件,受GPL授權協議保護。
技術實現思路
鑒于RTEMS操作系統任務級調試工具不完備的情況，本專利技術目的在于提供一種基于代理的RTEMS系統調試方法，在RTEMS系統上的實現調試代理(Agent)并將調試代理(Agent)運行于目標機端，以RTEMS操作系統中的任務方式實現該調試代理(Agent)，用于接收和處理上位機GDB主機端的命令信息，并返回結果信息,從而使RTEMS也有配套的集成開發環境。本專利技術的主要內容在于 I.針對目標特定CPU架構，在RTEMS操作系統上實現調試代理(Agent)，由調試代理模塊負責調試命令的分發以及調試結果的獲取并向上位機反饋。2.在RTEMS操作系統上，增加trace功能模塊，負責RTEMS操作系統上調試命令的執行和任務跟蹤。3.將包括應用程序、Agent、Trace功能模塊的RTEMS應用系統編譯生成的目標系統鏡像文件下載到目標機；4.將目標機上電進入調試狀態，綁定被調試鏡像指定ID的任務，通過上位機的⑶B主機端向調試代理(Agent)發送調試命令；上位機與目標機的調試代理之間，采用遠程串行協議(RSP)進行通信；5.目標機端調試代理(Agent)解析調試命令并通知trace功能模塊按照調試命令進行對應處理，在trace模塊完成調試命令執行后，目標機的調試代理將處理結果返回給上位機的⑶B主機端，完成遠程調試。本專利技術提供了一種基于代理的RTEMS系統調試方法的解決方案，在針對目標機硬件的RTEMS操作系統上，增加了 Agent、TraCe功能模塊，形成一套針對RTEMS操作系統和特定目標CPU架構的基于代理的調試工具，以方便系統的快速調試開發。與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于I.本專利技術在RTEMS操作系統上實現了調試代理(Agent)。2.本專利技術為RTEMS操作系統提供了一種基于代理(Agent)的RTEMS系統調試方法，可以很方便的實現對RTEMS系統的任務級調試。3.本專利技術在RTEMS操作系統下實現了 Trace功能，實現了 RTEMS操作系統下一個任務對另一個任務的控制和跟蹤。附圖說明圖I為本專利技術基于代理的RTEMS系統調試方法的主要結構示意圖；圖2為本專利技術基于代理的RTEMS系統調試方法的調試代理結構示意圖；圖3為本專利技術基于代理的RTEMS系統調試方法的trace功能模塊結構示意圖；圖4為本專利技術基于代理的RTEMS系統調試方法的調試數據處理流程示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術提出的基于代理的RTEMS系統調試方法的具體過程進行詳細描述。本專利技術基于RTEMS操作系統和特定目標CPU架構實現RTEMS trace功能，定制調試代理(Agent)以及⑶B主機端與調試代理(Agent)通信的應用通信協議。經調試代理(Agent)綁定指定目標任務后，由上位機的⑶B主機端通過目標機的trace模塊對被調試任務進行遠程調試。本專利技術的總體層次結構如圖I所示。其中，I為上位機端層次結構。通過上位機的⑶B主機端，開發人員以命令行或菜單驅動方式與目標機端調試代理(Agent)模塊進行通信。2為目標機端層次結構。根據目標機硬件CPU架構和RTEMS操作系統，研發調試代理模塊(Agent)，實現RTEMS操作系統的Trace功能。通過⑶B主機端與目標機端調試代理(Agent)模塊進行交互，利用操作系統的Trace功能，實現一個任務控制和跟蹤另一個任務的目的，進而達到調試的目的。3為上位機和目標機的遠程串行協議(RSP)。根據遠程串行協議建立上位機與目標機的遠程數據通信。4為上位機和目標機的硬件連接方式，包括串口連接方式和網絡連接方式。本專利技術的具體開發與應用過程，遵循以下流程I.準備工作。在上位機端下載⑶B源碼和RTEMS源碼。2.研發階段工作。·(I)研發調試代理(Agent)。針對RTEMS操作系統和具體的目標CPU架構，在RTEMS操作系統上，開發定制目標機端的調試代理(Agent)模塊。圖2描述了本方案的調試代理模塊的層次結構。調試代理模塊包括初始化模塊、RSP協議解析執行模塊和數據傳輸模塊。初始化模塊負責命令行解析、注冊目標設備、任務綁定操作。其中，綁定是指調試任務讓被調試的應用程序任務成為自己的子任務，這樣調試任務就可以利用操作系統提供的代碼跟蹤機制來完成任務調試。這里的代碼跟蹤機制就是trace功能。RSP協議解析執行模塊，解析出的命令包括執行命令和校驗命令兩種。其中，執行命令包括〃c"命令使被調試程序快速執行〃s"命令使被調試程序單步執行〃g"命令讀取指定寄存器的值〃G"命令改寫指定寄存器的值〃m〃命令讀取指定地址的內存值〃M〃命令改寫指定地址的內存值〃D〃命令釋放被綁定的任務〃k"命令刪除被調程序中的所有任務校驗命令包括〃q"命令基本功能校驗〃Q〃命令基本功能設置〃 〃命令任務終止回饋Default :無效命令處理數據傳輸模塊主要負責上位機⑶B主機端與目標機端調試代理的數據收發工作，將數據按照RSP協議要求打包，通過串口 /網絡雙向傳輸。(2)實現RTEMS操作系統Trace功能。針對RTEMS操作系統，實現RTEMS操作系統的trace功能(即代碼跟蹤機制)。由于RTEMS操作系統本身不支持Trace調試機制，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于代理的RTEMS系統調試方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）針對目標機特定硬件CPU架構，在RTEMS操作系統上設置調試代理模塊以及調試代理模塊與上位機通信的應用通信協議，所述調試代理模塊負責調試命令的分發以及調試結果的獲取并向上位機反饋；（2）在RTEMS操作系統上，設置trace功能模塊，負責RTEMS操作系統上調試命令的執行和任務跟蹤；（3）將包括應用程序、調試代理模塊、Trace功能模塊的RTEMS應用系統編譯生成的目標系統鏡像文件下載到目標機；（4）將目標機上電進入調試狀態，綁定被調試鏡像指定ID的任務，通過上位機向目標機端調試代理模塊發送調試命令；（5）目標機端調試代理模塊解析調試命令并通知trace功能模塊按照調試命令進行對應處理，并將處理結果返回給上位機，完成遠程調試。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明樹，趙琛，潘遠明，賀春妮，劉立宇，王棟，
申請(專利權)人：中國科學院軟件研究所，
類型：發明
國別省市：