專利名稱：：內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)軟件和/或硬件的調(diào)試系統(tǒng)及方法，尤其是涉及一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法。
背景技術(shù)：
：調(diào)試是嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)過程中必不可少的環(huán)節(jié)，通用的桌面操作系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)在調(diào)試環(huán)境上存在明顯的差別。前者，調(diào)試器與^皮調(diào)試的程序往往是運行在同一臺機(jī)器、相同的操作系統(tǒng)上的兩個進(jìn)程，調(diào)試器進(jìn)程通過操作系統(tǒng)專門提供的接口控制、訪問被調(diào)試進(jìn)程(比如微軟開發(fā)的visual0++，它集開發(fā)環(huán)境、編譯和調(diào)試于一身，程序的開發(fā)、編譯和調(diào)試都由VisualC+十完成，VisualC++調(diào)試和^皮調(diào)試程序都運行在同一臺才幾器下)。嵌入式開發(fā)和調(diào)試有別于通用的桌面軟件的開發(fā)，嵌入式開發(fā)采用交叉開發(fā)的模式(CrossDevelopping):開發(fā)系統(tǒng)是建立在軟硬件資源豐富的PC機(jī)(或者工作站)上，我們稱之為宿主機(jī)(HOST)，嵌入式程序的編輯，編譯，鏈接過程都在host端完成，而程序最終運行的卻是和host有4艮大區(qū)別的嵌入式設(shè)備，我們稱之為目標(biāo)機(jī)(Target)，目標(biāo)機(jī)和宿主機(jī)的差別主要指硬件環(huán)境差別通常CPU類型不同，例如H0ST的CPU為intelX86,而Target為freescale公司的powerpc。軟件環(huán)境的差異在host上都有成熟的操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件支持，比如windows,以及freescale公司的codewarriorIDE集成開發(fā)和調(diào)試器。而Target—般都是棵機(jī)，或者需要調(diào)試的嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試和故障診斷一般有以下幾種方法(I)添加打印調(diào)試信息和調(diào)試命令這種方法是程序開發(fā)人員在程序開發(fā)階段在需要調(diào)試的程序中插入打印信息的代碼(比如在C語言中使用printf語句輸出調(diào)試信息)，可以打印程序變量的值、內(nèi)存地址或者寄存器的內(nèi)容、收/發(fā)數(shù)據(jù)包的內(nèi)容等；程序運行時，當(dāng)指定位置的打印程序被執(zhí)行后，它就會打印出指定的信息(打印信息的輸出位置可以多種多樣，可以是串口，也可以把輸出信息保存到文件中，或者從通信端口輸出等)；開發(fā)人員通過分析輸出的打印信息，來分析程序執(zhí)行的過程，觀察程序變量的值、或者收發(fā)包的內(nèi)容等是否和期望的一致來進(jìn)行調(diào)試。和打印調(diào)試信息類似，開發(fā)人員通過添加一些調(diào)試命令來顯示程序的運行狀態(tài)(打印變量的值，寄存器的值，統(tǒng)計信息等)，程序運行后，開發(fā)人員通過輸入調(diào)試命令讓程序輸出調(diào)試信息，通過對比輸出信息來進(jìn)行調(diào)試。此種調(diào)試方法存在以下缺陷(II)不夠靈活程序開發(fā)人員需要預(yù)先在期望的位置添加代碼，或者預(yù)先添加調(diào)試命令，打印的位置以及打印的內(nèi)容在開發(fā)階段就已經(jīng)固定，程序運行后不能修改；因為在調(diào)試階段開發(fā)人員對于需要在何處打印信息？打印什么信息？不是非常的清楚，這會導(dǎo)致打印的信息不充分，無法進(jìn)行故障定位，或者打印的信息很多都沒用，無助于故障分析和調(diào)試；這導(dǎo)致的結(jié)果是程序開發(fā)人員需要不斷修改添加打印信息，然后重新編譯運行，重新分析打印信息，這樣不斷循環(huán)直至故障解決。(12)無法支持指令級的調(diào)試很顯然這種調(diào)試方法無法進(jìn)行設(shè)置斷點和單步跟蹤；斷點指的是用戶可以指定程序執(zhí)行到什么位置先停下來，停下來后用戶可以查看機(jī)器的當(dāng)前狀態(tài)(內(nèi)存的值，或者寄存器的值)，可以讓程序從斷點的位置繼續(xù)執(zhí)行，單步跟蹤指的是目標(biāo)機(jī)，每執(zhí)行一條指令，會停下來，讓用戶觀察機(jī)器狀態(tài)。(13)調(diào)試信息不能應(yīng)用在實際運行系統(tǒng)中，當(dāng)程序開發(fā)和調(diào)試完畢，程序作為最終程序被實際用戶使用前，原來添加的打印調(diào)試信息要被刪除，否則最終用戶會看到一堆看不懂的調(diào)試信息，影響用戶的使用，而且這會大大影響實際運行系統(tǒng)的性能(打印信息會很大耗費CPU的資源)，因此在程序發(fā)布前需要刪除這些調(diào)試信息的程序。這就導(dǎo)致調(diào)試信息無法在實際運行系統(tǒng)中使用。如果最終程序出問題，就無法使用原來的調(diào)試信息進(jìn)行調(diào)試。(2)系統(tǒng)中附帶故障診斷和分析模塊該模塊屬于系統(tǒng)軟件的一部分，正常情況下該模塊沒有工作，在發(fā)現(xiàn)問題后，用戶使用該模塊診斷系統(tǒng)的故障(主要指的是硬件故障)進(jìn)行分析和診斷，例如DellPC的BIOS上就附帶有故障診斷模塊，用戶如果發(fā)現(xiàn)PC工作不正常，就可以進(jìn)入BIOS的故障診斷模塊進(jìn)行測試，看看是哪個硬件可能有問題；該模式可以在正式系統(tǒng)中附帶該功能，非常方便產(chǎn)品維護(hù)和維修人員使用，有這個模塊產(chǎn)品客戶支持人員就能快速定位產(chǎn)品是否有問題；但是該模式也有自己的弊端(21)只能對硬件故障進(jìn)行診斷，不能診斷軟件故障；但是在嵌入式系統(tǒng)中更多的故障是軟件引起，而且也無法作為開發(fā)階段軟件調(diào)試和診斷手段，只適合產(chǎn)品維護(hù)和維修人員使用。(22)只能診斷可預(yù)知的故障，對于可預(yù)知的每個設(shè)備的每個故障都要有相應(yīng)的診斷程序和他對應(yīng)。由于每個設(shè)備的每個故障都要有相對應(yīng)的診斷程序，因此程序的開發(fā)工作量大，而且每新增加或者修改一個設(shè)備就要相應(yīng)增加和修改程序，靈活性低。(3)樁(Stub)模式交叉調(diào)試方法這種模式需要預(yù)先在目標(biāo)機(jī)增加Stub模塊，Stub是運行在目標(biāo)系統(tǒng)的一段程序，它負(fù)責(zé)監(jiān)控目標(biāo)機(jī)上被調(diào)試程序的運行，通常和host端的調(diào)試器一起完成應(yīng)用程序的調(diào)試，包括以下步驟調(diào)試器控制、訪問被調(diào)試程序調(diào)試器的這類請求實際上都將轉(zhuǎn)換成對被調(diào)試程序的地址空間或目標(biāo)平臺的某些寄存器的訪問，這些訪問通過協(xié)議的方式傳給Stub,Stub接收到請求后對目標(biāo)地址或者寄存器直接進(jìn)行訪問，并把處理結(jié)果通過Stub發(fā)送給調(diào)試器，調(diào)試器處理后把結(jié)果顯示給用戶；斷點調(diào)試和單步跟蹤。Stub在需要產(chǎn)生斷點的位置用一條異常指令代替原來的指令，當(dāng)程序執(zhí)行到該位置，產(chǎn)生異常，異常被Stub模塊捕獲通知調(diào)試模塊，并循環(huán)等待調(diào)試模塊的命令；這時調(diào)試模塊就會解釋Stub發(fā)送過來的信息為斷點異常，并且通知用戶CPU已經(jīng)停下來，這時用戶可以通過調(diào)試模塊命令Stub,查看目標(biāo)機(jī)的內(nèi)存和寄存器等信息進(jìn)行調(diào)試；斷點恢復(fù)Stub首先恢復(fù)斷點位置的指令，并且退出異常處理，讓程序從斷點位置繼續(xù)執(zhí)行；單步跟蹤單步跟蹤和斷點調(diào)試原理類似，Stub會通過設(shè)置CPU特殊寄存器，讓CPU每執(zhí)行完一條指令，就產(chǎn)生一次異常，異常被Stub接管后，后續(xù)流程和斷點調(diào)試流程一致。該方法存在以下缺陷(31)該方法的實質(zhì)是用軟件接管目標(biāo)系統(tǒng)的全部異常處理(exceptionhandler)及部分中斷處理，在其中插入調(diào)試端口通信模塊，與主機(jī)的調(diào)試器交互。它只能在目標(biāo)操作系統(tǒng)初始化，特別是調(diào)試通信端口初始化完成后才起作用，所以一般只用于調(diào)試運行于目標(biāo)操作系統(tǒng)之上的應(yīng)用程序，而不宜用來調(diào)試目標(biāo)操作系統(tǒng)，特別是無法調(diào)試目標(biāo)操作系統(tǒng)的啟動過程。(32)HOST端需要調(diào)試器軟件。(33)Stub要支持和調(diào)試器相配套的通訊協(xié)議，通訊協(xié)議實現(xiàn)復(fù)雜，而且每個調(diào)試器的通訊標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，需要為每個調(diào)試器開發(fā)相應(yīng)的Stub,開發(fā)工作量大。(34)必須改動目標(biāo)操作系統(tǒng)，這一改動即使沒有對操作系統(tǒng)在調(diào)試過程中的表現(xiàn)造成不利影響，至少也會導(dǎo)致目標(biāo)系統(tǒng)多了一個不用于正式發(fā)布的調(diào)試版，也就是說最終系統(tǒng)不能帶有該功能，而實際上很多故障只有在最終系統(tǒng)上出現(xiàn)，因此該模式也無法支持在實際運行系統(tǒng)中的調(diào)試。(4)片上調(diào)試(OnChipDebugging)交叉調(diào)試方法該方法和Stub類似，片上調(diào)試把Stub模塊做在一個特殊的硬件設(shè)備上(我們稱之仿真器)，仿真器通過串口、以太口、usb和主機(jī)相連，同時仿真器還通過專用的接口(比如JTAG)和目標(biāo)板上的處理器相連接，片上調(diào)試需要在處理器內(nèi)部嵌入額外的控制模塊，當(dāng)滿足了一定的觸發(fā)條件時進(jìn)入某種特殊狀態(tài)。在該狀態(tài)下被調(diào)試程序停止運行，主機(jī)的調(diào)試器可以通過專用接口(比如JTAG)訪問各種資源(寄存器、存儲器等)并執(zhí)行指令。內(nèi)嵌的控制模塊以基于微碼的監(jiān)控器(microcodemonitor)或純硬件資源的形式存在，包括一些提供給用戶的接口(如斷點寄存器等)。該方法存在以下缺陷(41)該方法需要CPU支持調(diào)試模塊，現(xiàn)有的CPU并不一定都支持調(diào)試模塊。(42)這種方案需要仿真器，仿真器價格昂貴不適合大規(guī)模使用，(43)目標(biāo)板上需要可供仿真器連接的接插件，由于接插件會占用物理空間，而且對信號有影響，因此實際產(chǎn)品時不會預(yù)留供調(diào)試用的接插件接口，另外調(diào)試時需要預(yù)先連接好仿真器，因此該調(diào)試方案也不適合在實際產(chǎn)品上的調(diào)試。綜上所述，現(xiàn)有嵌入式系統(tǒng)的故障診斷和調(diào)試方案都有各自優(yōu)缺點但都存在如下問題無法解決在實際系統(tǒng)上的直接進(jìn)行故障診斷和調(diào)試功能；無法支持對未知故障的現(xiàn)場診斷功能；無法對未知協(xié)議的分析功能；而且需要特殊的軟、硬件支持，增加投入，因此不利于大規(guī)模采用；軟件開發(fā)投入大，靈活性差，擴(kuò)展性差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出了內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)以及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法，使得處于目標(biāo)設(shè)備上的嵌入式系統(tǒng)，同時包括嵌入式操作單元以及調(diào)試單元，以實現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)上直接對軟件和/或硬件進(jìn)行調(diào)試，從而降低了設(shè)置額外硬件和/或開發(fā)額外的軟件而導(dǎo)致的成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)，包括嵌入式操作單元，其中還包括調(diào)試單元，與所述嵌入式操作單元連接；所述調(diào)試單元包括驅(qū)動模塊以及與驅(qū)動模塊連接的調(diào)試模塊；驅(qū)動模塊，用于控制調(diào)試命令的輸入和輸出；調(diào)試模塊，用于觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常，捕獲異常，以及對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法，其中包括調(diào)試模塊觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常；調(diào)試模塊捕獲異常，對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法；調(diào)試模塊采用所述預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法，通過在嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)嵌調(diào)試單元，使得處于目標(biāo)設(shè)備上的嵌入式系統(tǒng)，同時包括嵌入式操作單元以及調(diào)試單元，以實現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)上直接對軟件和/或硬件進(jìn)行調(diào)試，從而降低了設(shè)置額外硬件和/或開發(fā)額外的軟件而導(dǎo)致的成本，方便大規(guī)模的推廣應(yīng)用。同時由于嵌入式操作單元與調(diào)試單元位于同一目標(biāo)設(shè)備上，因此當(dāng)嵌入式操作單元出現(xiàn)故障或需調(diào)試時，可以直接利用調(diào)試單元進(jìn)入調(diào)試模式，從而加快了疑難問題的解決速度。圖l為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為調(diào)試模塊的一結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法的流程圖；圖6為調(diào)試模塊的另一結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例中內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)200,安裝在目標(biāo)設(shè)備100上，包括嵌入式操作單元210，其中還包括與嵌入式操作單元21G連接的調(diào)試單元220。嵌入式操作單元210包括彼此互相連接的驅(qū)動模塊211、嵌入式搡作系統(tǒng)212以及應(yīng)用程序213。調(diào)試單元220包括驅(qū)動模塊221以及與驅(qū)動模塊221連接的調(diào)試模塊222;驅(qū)動模塊221,用于控制調(diào)試命令的輸入和輸出；調(diào)試模塊222，用于觸發(fā)嵌入式操作單元210產(chǎn)生異常，捕獲異常，以及對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法嵌入式操作單元210中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試模塊222觸發(fā)嵌入式操作單元210產(chǎn)生異常具體為調(diào)試模塊222對目標(biāo)設(shè)備100和/或嵌入式操作單元210的訪問和/或控制，如對目標(biāo)設(shè)備100和/或嵌入式操作單元210的寄存器或者地址空間進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，修改，配置，通過修改或設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)對目標(biāo)設(shè)備100和/或嵌入式操作單元210進(jìn)行控制，如設(shè)置斷點、在斷點處設(shè)置特殊指令來產(chǎn)生異常。嵌入式操作系統(tǒng)是固化在硬件里面的系統(tǒng)，比如手機(jī)、路由器里面的系統(tǒng)。常見的嵌入式操作系統(tǒng)有Linux、uCli證、WinCE、PalmOS、Symbian等。一般情況下，調(diào)試模塊在接收到調(diào)試命令的通知時，才進(jìn)行調(diào)試操作。用戶可以根據(jù)測試需要或開發(fā)經(jīng)驗，手動地通過人機(jī)操作界面的方式選擇或輸入調(diào)試命令。嵌入式操作單元也可以根據(jù)其內(nèi)部的自檢功能模塊，定時地向調(diào)試模塊發(fā)送調(diào)試命令的通知；或?qū)崟r地根據(jù)嵌入式操作單元的運行狀態(tài)，當(dāng)檢測到故障狀態(tài)或準(zhǔn)故障狀態(tài)時，自動地向調(diào)試模塊發(fā)送調(diào)試命令的通知。圖2為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例與實施例一的區(qū)別在于，調(diào)試單元220還包括調(diào)試界面223,驅(qū)動模塊221與調(diào)試界面223連接，用于控制調(diào)試界面223的顯示和調(diào)試命令的輸入和輸出；調(diào)試模塊222與調(diào)試界面223連接，用于接收并響應(yīng)由調(diào)試界面223發(fā)送的調(diào)試命令。該實施例中用戶通過調(diào)試界面223輸入調(diào)試命令或用戶通過調(diào)試界面223選擇一條調(diào)試命令，然后由調(diào)試界面223將相應(yīng)的輸入或選擇的調(diào)試命令發(fā)送至調(diào)試模塊222。圖3為本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例與實施例一的區(qū)別在于，嵌入式操作單元210還包括通知模塊214,用于向調(diào)試單元220發(fā)送調(diào)試命令。該實施例中，嵌入式操作單元210中的通知模塊214可以定時地向調(diào)試單元220中的調(diào)試模塊222發(fā)送調(diào)試命令的通知；或?qū)崟r地根據(jù)嵌入式操作單元的運行狀態(tài)，當(dāng)檢測到故障狀態(tài)或準(zhǔn)故障狀態(tài)時，自動地向調(diào)試模塊發(fā)送調(diào)試命令的通知。圖4為調(diào)試模塊的一結(jié)構(gòu)示意圖。調(diào)試模塊包括異常處理子模塊A以及與所述異常處理子模塊A連接的調(diào)試功能子模塊B。異常處理子模塊A,捕獲異常，對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型將異常信息發(fā)送至調(diào)試功能子模塊；調(diào)試功能子模塊B，用于觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常，并與所述異常處理子模塊連接，用于采用所述調(diào)試功能子模塊內(nèi)的預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。其中調(diào)試功能子模塊又可以包括但不限于固定斷點處理子模塊B1、動態(tài)斷點處理子模塊B2、單步跟蹤處理子模塊B3、數(shù)據(jù)監(jiān)視處理子模塊B4及指令監(jiān)視處理子模塊B5中的任一種或其組合。固定斷點處理子模塊Bl,用于采用固定斷點實現(xiàn)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。固定斷點實現(xiàn)方法中，斷點的位置在開發(fā)階段就決定，一般用于調(diào)試系統(tǒng)的初始化，系統(tǒng)運行到固定斷點位置可以產(chǎn)生固定斷點異常，系統(tǒng)暫停，并等待用戶調(diào)試。動態(tài)斷點處理子模塊B2，用于采用動態(tài)實現(xiàn)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。動態(tài)斷點實現(xiàn)方法中，可以在系統(tǒng)運行后通過命令的方式添加/刪除斷點，系統(tǒng)運行到動態(tài)斷點位置可以產(chǎn)生動態(tài)斷點異常，系統(tǒng)暫停，并等待用戶調(diào)試。單步跟蹤處理子模塊B3,用于采用單步跟蹤實現(xiàn)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。單步跟蹤實現(xiàn)方法中，系統(tǒng)每執(zhí)行一步可以產(chǎn)生單步跟蹤異常，系統(tǒng)暫停，并等待用戶調(diào)試。數(shù)據(jù)監(jiān)視處理子模塊B4，對嵌入式操作單元中的數(shù)據(jù)訪問進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)視系統(tǒng)對指定空間的訪問，如果指定空間被訪問，系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)監(jiān)視異常，報告監(jiān)視地址被訪問，系統(tǒng)暫停，并等待用戶調(diào)試。指令監(jiān)視處理子模塊B5，對嵌入式操作單元中的指令執(zhí)行進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)視指定空間的指令是否被運行，如果指定空間的指令被運行，系統(tǒng)產(chǎn)生指令監(jiān)視異常，報告監(jiān)視地址被運行，系統(tǒng)暫停，并等待用戶調(diào)試。圖5為本發(fā)明一種嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法的流程圖。如圖5，其中包括步驟1、嵌入式操作單元或用戶通過調(diào)試界面向調(diào)試模塊輸入調(diào)試命令；步驟2、調(diào)試模塊響應(yīng)調(diào)試命令，觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常；步驟3、調(diào)試模塊捕獲異常，對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法；步驟4、調(diào)試模塊采用所述預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。所述預(yù)設(shè)方法為固定斷點實現(xiàn)方法、動態(tài)斷點實現(xiàn)方法或單步跟蹤實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)監(jiān)視實現(xiàn)方法、指令監(jiān)視實現(xiàn)方法或其他實現(xiàn)方法。下面分別對上述技術(shù)方案中提到的異常處理、固定斷點方法、動態(tài)斷點實現(xiàn)方法、單步跟蹤實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)監(jiān)4^L實現(xiàn)方法以及指令監(jiān)^L實現(xiàn)方法進(jìn)行描述。(1)異常處理原理CPU執(zhí)行指令是按照順序執(zhí)行的，當(dāng)有外部事件產(chǎn)生時比如中斷(在powerpc中中斷也是一種異常)，CPU要先暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行每個異常對應(yīng)的入口程序，當(dāng)異常程序退出后，CPU能夠恢復(fù)到剛才的位置繼續(xù)執(zhí)行，比如當(dāng)程序執(zhí)行到IOO位置時，產(chǎn)生一個外部中斷，這是CPU直接跳轉(zhuǎn)到中斷所對應(yīng)的異常入口(如powerpc:0x900)當(dāng)中斷處理完畢后退出中斷，程序繼續(xù)從100處開始運行，而在powerpc中，多種事件可以產(chǎn)生異常，可以采用如下異常用于調(diào)試目的異常異常向量用途說明使用的寄存調(diào)用的處理模器和指令塊(如何產(chǎn)生異常)Program0x0700固定斷點當(dāng)異常產(chǎn)生時使用twge固定斷點處理產(chǎn)生異常SRR0=產(chǎn)生異常r2，r2指令子模塊的指令地址，作為固定斷SRR0+4就是用戶點指令。用斷點的地址SystemCallOxOCOO動態(tài)斷點當(dāng)異常產(chǎn)生時使用sc指動態(tài)斷點處理產(chǎn)生異常SRRO-產(chǎn)生異常令作為動態(tài)子模塊的指令地斷點指令。址，SRR0+4就是用戶斷點的地址TraceOxOODOO單步跟蹤當(dāng)異常產(chǎn)生時設(shè)置單步跟蹤處理Exception產(chǎn)生異常SRRO=下一次將MSR[SE]=子模塊被執(zhí)行的指令地1:，每執(zhí)行址該指令就會產(chǎn)生該異常DataStorage0x0300用戶監(jiān)視當(dāng)異常產(chǎn)生時DABR和數(shù)據(jù)監(jiān)視處理CPU對數(shù)據(jù)SRRO=產(chǎn)生異常DABR2用于子模塊的訪問，當(dāng)?shù)闹噶畹刂吩O(shè)定監(jiān)視的CPU訪問DAR-訪問的數(shù)地址和訪問(讀/寫)據(jù)地址。方式的地址空DBCR:用于間落在監(jiān)設(shè)置監(jiān)視地視范圍內(nèi)址匹配和組時產(chǎn)生該合方式異常Instruction0x01300用戶監(jiān)視當(dāng)異常產(chǎn)生時IABR和指令監(jiān)視處理<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>對于不同的異常有不同的異常處理入口(異常向量)，調(diào)試模塊通過改寫異常向量的指令(可以是開發(fā)階段就改寫，也可以在運行階段才改寫)，讓CPU產(chǎn)生異常時執(zhí)行的是調(diào)試系統(tǒng)的指令，這樣調(diào)試系統(tǒng)就接管的CPU的運行。當(dāng)CPU跳轉(zhuǎn)到異常向量，并執(zhí)行異常向量的程序時，CPU會在特定的位置記錄程序返回的地址(異常的地址)，并且記錄其他有用的信息，調(diào)試模塊可以獲取這些信息進(jìn)行處理。為了讓CPU執(zhí)行完異常處理后能夠返回到原來的位置，因此進(jìn)入異常后要進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)，退出異常前再恢復(fù)現(xiàn)場。異常處理流程如下al)保護(hù)現(xiàn)場(保存異常時CPU的相關(guān)寄存器到內(nèi)存)，a2)調(diào)用調(diào)試系統(tǒng)程序a3)調(diào)試系統(tǒng)程序，分析異常的類型，獲取所需要的異常前的信息，并調(diào)用其它處理子模塊進(jìn)行處理。a4)調(diào)試系統(tǒng)退出時復(fù)現(xiàn)場(從內(nèi)存中獲取，并且改寫CPU的寄存器，這樣現(xiàn)場恢復(fù)后CPU的所有寄存器就和異常前一樣，CPU如同沒有發(fā)生異常一樣)，讓CPU繼續(xù)從原來的位置繼續(xù)執(zhí)行。(2)固定斷點實現(xiàn)方法固定斷點為開發(fā)人員經(jīng)常使用。開發(fā)人員在開發(fā)程序時，在希望產(chǎn)生斷點的程序位置插入一行，由調(diào)試系統(tǒng)提供固定斷點程序(例如開發(fā)人員希望程序執(zhí)行到第100行停下來，那么開發(fā)人員需要在第100行代碼中插入SET-BREAKPOINT這行程序)，該固定斷點程序和其他程序被一起編譯鏈接，并被加載到目標(biāo)系統(tǒng)中運行，當(dāng)程序執(zhí)行到固定斷點位置時程序就會停下來。實際上該行程序(固定斷點程序)是一條可以產(chǎn)生異常的特殊指令，當(dāng)目標(biāo)系統(tǒng)執(zhí)行該指令會產(chǎn)生異常，而該異常會產(chǎn)生異常中斷，產(chǎn)生異常中斷后會被調(diào)試系統(tǒng)接管，后續(xù)調(diào)試系統(tǒng)就可以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，(比如通過宏的形式來代替#defineSET—BREAKPOINTtwger2,r2，mpc8248CPU(freescale公司的一款通訊CPU)中可以是twger2,r2指令，當(dāng)CPU執(zhí)行到該指令時產(chǎn)生一個progame異常(異常向量為0x700)。在進(jìn)入異常處理前CPU會把產(chǎn)生異常指令的地址記錄在srr0寄存器中，并進(jìn)入調(diào)試模式。(記錄第100行程序的位置在srr0寄存器中，而程序繼續(xù)執(zhí)行時需要從101開始繼續(xù)執(zhí)行，因此srr0寄存器的值+4就等于斷點的下一行程序位置(在powerpc中指令每條指令占用4個字節(jié))，程序退出調(diào)試模式(斷點繼續(xù)執(zhí)行)，從srr0寄存器的值+4的位置開始執(zhí)行。在進(jìn)入調(diào)試模式后，調(diào)試系統(tǒng)可以根據(jù)產(chǎn)生異常的位置(比如0x700),知道是固定斷點異常，根據(jù)srrO的值就可以知道程序執(zhí)行到何處停下來，繼續(xù)執(zhí)行時該從何處繼續(xù)執(zhí)行(srrO寄存器的值+4)。進(jìn)入調(diào)試命令模式后，以字符命令或者圖形的方式顯示斷點的位置，調(diào)試系統(tǒng)指示程序在固定斷點停下來(可以指示源代碼的位置)，并等待用戶的下一步調(diào)試操作。在調(diào)試模式下等待用戶輸入命令進(jìn)行調(diào)試(比如查看內(nèi)存情況，查看寄存器狀態(tài)，查看源代碼等操作)。用戶調(diào)試完畢后，希望程序從斷點繼續(xù)執(zhí)行，用戶可以通過特殊的調(diào)試命令，退出調(diào)試模式，從斷點繼續(xù)執(zhí)行(比如通過quit-breakpoint命令)，調(diào)試系統(tǒng)接收到該調(diào)試命令后，進(jìn)行現(xiàn)場恢復(fù)后(恢復(fù)異常前所有相關(guān)的寄存器，保證異常前和退出異常后寄存器都一致)通過設(shè)置特殊的寄存器和執(zhí)行特定的指令，讓程序從斷點出繼續(xù)執(zhí)行。(比如在mpc8248中，設(shè)置srrO寄存器為第101行程序的地址，并且最后執(zhí)行ri指令，那么CPU就會從101行開始執(zhí)行)程序從斷點恢復(fù)后CPU進(jìn)入嵌入式模式，繼續(xù)執(zhí)行嵌入式系統(tǒng)的指令。對于不同的CPU有不同的指令來產(chǎn)生固定斷點異常，固定斷點異常時斷點保存在哪一個寄存器中不同CPU也不一樣，但是所有CPU的原理都類似，就是讓一條特殊的指令產(chǎn)生固定斷點異常，而產(chǎn)生異常時固定斷點的位置會記錄在CPU的寄存器中，調(diào)試模塊就是根據(jù)這些信息進(jìn)行調(diào)試。(3)動態(tài)斷點實現(xiàn)方法動態(tài)斷點的原理和固定斷點原理一樣，也就是在斷點處用一條特殊的指令來產(chǎn)生異常，由調(diào)試模塊捕捉和分析該異常，可以知道是動態(tài)斷點產(chǎn)生異常，并知道何處產(chǎn)生異常，程序該從何處繼續(xù)執(zhí)行；不同的地方在于動態(tài)斷點不是在程序開發(fā)的時候確定(不需要寫程序)，而是等待程序運行起來后，在嵌入式模式或者調(diào)試模式下，輸入特殊的命令，添加動態(tài)斷點的位置，因此動態(tài)斷點不需要預(yù)先開發(fā)，可以在程序運行后動態(tài)添加，過程如下bl)在嵌入式系統(tǒng)模式(嵌入式系統(tǒng)中需要添加一條動態(tài)斷點添加的命令)或者在調(diào)試模式下，通過某個特殊的調(diào)試命令，用戶添加一條動態(tài)斷點(例如add—breakpoing[breakpointaddress],這里的breakpointaddress可以通過查看編譯器產(chǎn)生的MAP文件-源代碼和二進(jìn)制代碼對應(yīng)關(guān)系文件，得到某一行源代碼對應(yīng)的執(zhí)行地址，或者通過后文介紹的"源代碼級別調(diào)試實現(xiàn)方法"直接查看運行時的源代碼及對應(yīng)二進(jìn)制代碼的運行地址)。b2)該添加調(diào)試動態(tài)斷點的命令，會獲取用戶輸入的動態(tài)斷點的位置(也就是breakpoingaddress)。b3)保存斷點處原來的程序指令(把breakpoingaddress對應(yīng)的指令保存起來)。b4)把斷點處指令替換成可以產(chǎn)生異常的特殊指令(比如把原來breakpointaddress位置的指令替換成mpc8248的SC指令_-系統(tǒng)調(diào)用指令)。b5)當(dāng)程序執(zhí)行到斷點處(breakpointaddress)，由于執(zhí)行特殊指令，會產(chǎn)生一個異常，在進(jìn)入異常處理前CPU會把產(chǎn)生異常指令的下一條指令的地址記錄在srr0寄存器中，也就是說srr0的寄存器保留的是斷點位置+4,因此產(chǎn)生異常的指令位置為srr0寄存器值-4，并進(jìn)入調(diào)試;漠式。b6)進(jìn)入調(diào)試命令模式后，以字符命令或者圖形的方式顯示斷點的位置，調(diào)試系統(tǒng)指示程序在動態(tài)斷點停下來(可以指示源代碼的位置)，并等待用戶的下一步調(diào)試操作。b7)在調(diào)試模式下等待用戶輸入命令進(jìn)行調(diào)試(比如查看內(nèi)存情況，查看寄存器狀態(tài)，查看源代碼等操作)。b8)用戶調(diào)試完畢后，希望程序從斷點繼續(xù)執(zhí)行，用戶可以通過特殊的調(diào)試命令，退出調(diào)試才莫式，乂人斷點繼續(xù)扭J亍(比如通過quit—breakpoint命令)，調(diào)試系統(tǒng)接收到該調(diào)試命令后，進(jìn)行現(xiàn)場恢復(fù)后(恢復(fù)異常前所有相關(guān)的寄存器，保證異常前和退出異常后寄存器都一致)，還要把breakpointaddress位置的指令恢復(fù)成原來的指令(因為在用戶設(shè)置斷點時已經(jīng)設(shè)置成特殊指令)，并且讓程序繼續(xù)從breakpingaddress執(zhí)行讓程序從斷點出繼續(xù)執(zhí)行。例如mpc8248的處理方法是srr0設(shè)置成原來srr0寄存器的值-4，并且調(diào)用rti返回到原來的斷點處極性執(zhí)行。b9)程序從斷點恢復(fù)后CPU進(jìn)入嵌入式模式，繼續(xù)執(zhí)行嵌入式系統(tǒng)的指令。B10)因為在退出異常時動態(tài)斷點的指令已經(jīng)被替換成正常的指令，如果下一次程序執(zhí)行到該位置就再不會產(chǎn)生斷點異常，因此需要一種方法讓它退出異常后，后續(xù)如果再執(zhí)行到該位置，仍然可以產(chǎn)生動態(tài)斷點(除非用戶刪除動態(tài)斷點)，處理方法是程序重新執(zhí)行完真正的斷點處指令后，讓它產(chǎn)生一個單步跟蹤異常，在單步跟蹤異常處理中，又重新把斷點位置的指令替換成特殊指令，使它下一次能夠繼續(xù)進(jìn)行斷點跟蹤。bll)當(dāng)然動態(tài)斷點也可以刪除，刪除方法比較簡單，只要把斷點處的指令換成原來的指令就可，這樣程序指令到該位置時指令的是正常的指令，不會產(chǎn)生斷點異常。斷點就不存在。b12)對于不同的CPU有不同的指令來產(chǎn)生動態(tài)斷點異常，動態(tài)斷點異常時斷點保存在哪一個寄存器中不同CPU也不一樣，但是所有CPU的原理都類似，就是讓一條特殊的指令產(chǎn)生動態(tài)斷點異常，而產(chǎn)生異常時動態(tài)斷點的位置會記錄在CPU的寄存器中，調(diào)試模塊就是根據(jù)這些信息進(jìn)行調(diào)試。(4)單步跟蹤實現(xiàn)方法單步跟蹤的原理是通過設(shè)置CPU的特殊寄存器，讓CPU每執(zhí)行完一條指令產(chǎn)生異常，調(diào)試模塊接管該異常，調(diào)試模塊根據(jù)異常的信息知道這是單步跟蹤異常，程序執(zhí)行的位置等信息，實現(xiàn)方法如下cl)用戶在調(diào)試模式的命令下輸入單步跟蹤命令(比如輸入trance)。c2)同固定斷點和動態(tài)斷點處理類似，調(diào)試模塊退出，讓CPU從上一次斷點處繼續(xù)執(zhí)行，但是不同的地方是在退出前需要設(shè)置CPU特殊的寄存器，讓CPU每執(zhí)行完畢一條指令就會產(chǎn)生一個單步跟蹤異常，比如MPC8248的處理方法是通過MSR[SE]寄存器(該寄存器設(shè)置CPU每執(zhí)行完畢一條指令就會產(chǎn)生一個單步跟蹤異常)，這里還有一個特殊的地方是，在調(diào)試模塊不直接設(shè)置MSR[SE]寄存器，因為如果直接設(shè)置MSR[SE]，那么在調(diào)試模式下每執(zhí)行一條指令也會產(chǎn)生一個單步異常，這是不期望的；對于MPC8248的處理方式是設(shè)置SRR1寄存器，因為在調(diào)用rti指令是SRR1寄存器會被賦值給MSR寄存器，這樣當(dāng)程序開始從原來斷點處繼續(xù)執(zhí)行是MSR[SE]才被i殳置，因此可以產(chǎn)生單步跟蹤異常。c3)當(dāng)程序退出異常(調(diào)試模式)繼續(xù)執(zhí)行嵌入式程序時，由于CPU已經(jīng)被設(shè)置使能單步跟蹤功能，因此當(dāng)CPU每執(zhí)行完畢一條指令就會產(chǎn)生單步跟蹤異常。c4)在進(jìn)入異常處理前CPU會把下一條指令的地址記錄在srr0寄存器中。c5)進(jìn)入調(diào)試模式，清楚CPU的單步跟蹤異常使能位，讓CPU退出調(diào)試模式繼續(xù)運行用戶模式時不會繼續(xù)產(chǎn)生單步跟蹤。c6)進(jìn)入調(diào)試命令模式后，以字符命令或者圖形的方式顯示斷點的位置，調(diào)試系統(tǒng)指示程序在單步跟蹤位置(可以指示源代碼的位置)，并等待用戶的下一步調(diào)試4喿作。c7)在調(diào)試模式下等待用戶輸入命令進(jìn)行調(diào)試(比如查看內(nèi)存情況，查看寄存器狀態(tài)，查看源代碼等操作)。c8)用戶調(diào)試完畢后，希望程序從斷點繼續(xù)執(zhí)行，用戶可以通過特殊的調(diào)試命令，退出調(diào)試模式，從斷點繼續(xù)執(zhí)行(比如通過quit-breakpoint命令)，由于srrO保存的斷點處下一條將要執(zhí)行的指令，因此退出異常時程序直接從srr0指示的位置繼續(xù)執(zhí)行。c9)程序從斷點恢復(fù)后CPU進(jìn)入嵌入式模式，繼續(xù)執(zhí)行嵌入式系統(tǒng)的指令。clO)對于不同的CPU有使能CPU單步跟蹤功能的方法不一樣，異常時斷點保存在哪一個寄存器中不同CPU也不一樣，但是所有CPU的原理都類似，就是使能CPU的單步跟蹤功能(要求CPU支持該功能)，讓CPU每執(zhí)行一條指令產(chǎn)生一次單步跟蹤異常，而產(chǎn)生異常時斷點的位置會記錄在CPU的寄存器中，調(diào)試才莫塊就是根據(jù)這些信息進(jìn)行調(diào)試。cll)以上所訴的單步跟蹤指的時指令級的單步跟蹤，很多源代碼級別的單步跟蹤(每執(zhí)行完畢一行源代碼才停下來，而一條源代碼可以對應(yīng)多條指令)可以通過添加、刪除動態(tài)斷點的方式來實現(xiàn)(在每行源代碼的位置自動添加一個動態(tài)斷點)，不同的動態(tài)斷點的刪除和添加都是通過調(diào)試模塊實現(xiàn)，無需通過用戶來操作。(5)數(shù)據(jù)監(jiān)視實現(xiàn)方法數(shù)據(jù)監(jiān)視的方法是通過設(shè)置CPU的特殊寄存器(要求CPU支持該功能)，當(dāng)程序訪問指定位置的數(shù)據(jù)是，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)監(jiān)視異常，調(diào)試模塊可以獲取產(chǎn)生異常的指令的位置，以及產(chǎn)生異常時訪問數(shù)據(jù)的地址以及訪問方式，有這些信息調(diào)，試模塊就能把結(jié)果顯示給用戶。dl)在嵌入式系統(tǒng)模式(嵌入式系統(tǒng)中需要添加一條數(shù)據(jù)監(jiān)視的命令)或者在調(diào)試模式下，通過個添加數(shù)據(jù)監(jiān)視命令，用戶添加一條數(shù)據(jù)監(jiān)視點(例如add-data_watchpoint[watchpointaddress][mode])d2)該添加數(shù)據(jù)監(jiān)視點的命令獲取用戶輸入的監(jiān)^L的地址(watchpointaddress)和監(jiān)視方式(mode))d3)根據(jù)地址和監(jiān)視方式，設(shè)置CPU的數(shù)據(jù)監(jiān)視寄存器，讓CPU訪問該地址時產(chǎn)生數(shù)據(jù)監(jiān)視異常，(例如在mpc8248通過設(shè)置DABR/DABM/DBCR寄存器，可以用來監(jiān)^f見數(shù)據(jù)存儲，當(dāng)CPU訪問的地址和該寄存器的地址相等時，就會產(chǎn)生異常，異常地址為0x300.)d4)當(dāng)程序訪問監(jiān)視地址時，CPU會產(chǎn)生數(shù)據(jù)監(jiān)視異常。d5)CPU在進(jìn)入異常前會記錄產(chǎn)生異常是指令地址記錄和訪問的數(shù)據(jù)地址記錄在特定的寄存器中。d6)調(diào)試模塊接管異常處理，并且獲取產(chǎn)生異常指令的地址，以及訪問數(shù)據(jù)的地址，進(jìn)入調(diào)試模式把訊息顯示給用戶，并等待用戶的下一步調(diào)試操作。d7)在調(diào)試模式下等待用戶輸入命令進(jìn)行調(diào)試(比如查看內(nèi)存情況，查看寄存器狀態(tài)，查看源代碼等操作)。d8)對于不同的CPU有使能設(shè)置數(shù)據(jù)監(jiān)視地址和監(jiān)視方式的方法或者指令以及對應(yīng)的寄存器地址都不同。d9)和添加相對應(yīng)，用戶可以通過命令刪除數(shù)據(jù)監(jiān)視點，刪除的方法就是通過清除數(shù)據(jù)監(jiān)視寄存器，讓CPU不使能數(shù)據(jù)監(jiān)視功能。(6)指令監(jiān)視實現(xiàn)方法指令監(jiān)視的方法是通過設(shè)置CPU的特殊寄存器(要求CPU支持該功能)，當(dāng)該位置的指令被執(zhí)行時，會產(chǎn)生指令監(jiān)視異常，調(diào)試模塊可以獲取產(chǎn)生異常的指令的位置，試模塊就能把結(jié)果顯示給用戶。el)在嵌入式系統(tǒng)模式(嵌入式系統(tǒng)中需要添加一條指令監(jiān)視的命令)或者在調(diào)試模式下，通過個添加指令監(jiān)視命令，用戶添加一條指令監(jiān)視點(例如add-instruction—watchpoint[watchpointaddress][mode])。e2)該添加指令監(jiān)視點的命令獲取用戶輸入的監(jiān)一見的地址(watchpointaddress)。e3)設(shè)置CPU的指令監(jiān)視寄存器，讓CPU執(zhí)行該地址的指令時產(chǎn)生指令監(jiān)視異常，(例如在mpc8248通過設(shè)置IABR/IABR2/IBCR寄存器，可以用來監(jiān)視指令執(zhí)行，當(dāng)CPU執(zhí)行指令的地址和該寄存器的地址相等時，就會產(chǎn)生異常，異常地址為0x1300.)。e4)當(dāng)程序執(zhí)行該地址的指令時，CPU會產(chǎn)生指令監(jiān)視異常。e5)CPU在進(jìn)入異常前會記錄產(chǎn)生異常是指令地址記錄在特定的寄存器中。e6)調(diào)試模塊接管異常處理，并且獲取產(chǎn)生異常指令的地址，并等待用戶的下一步調(diào)試操作。e7)在調(diào)試^^莫式下等待用戶輸入命令進(jìn)行調(diào)試(比如查看內(nèi)存情況，查看寄存器狀態(tài)，查看源代碼等操作)。e8)對于不同的CPU有使能設(shè)置指令監(jiān)視地址或者指令以及對應(yīng)的寄存器地址者卩不同。e9)和添加相對應(yīng)，用戶可以通過命令刪除指令監(jiān)視點，刪除的方法就是通過清除指令監(jiān)視寄存器，讓CPU不使能指令監(jiān)視功能。為配合實現(xiàn)調(diào)試模塊的以上功能，調(diào)試模塊中的調(diào)試功能子才莫塊還包括有用于實現(xiàn)反匯編的反匯編處理子模塊，用于實現(xiàn)源代碼級別調(diào)試的源代碼調(diào)試子模塊以及用于查看斷點處程序執(zhí)行的過程的路徑跟蹤調(diào)試子模塊，以及用戶訪問和修改嵌入式操作單元的數(shù)據(jù)訪問子模塊中的任一種或其任意組合，以配合固定斷點處理子模塊、動態(tài)斷點處理子模塊、單步跟蹤處理子模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)^L處理子模塊或指令監(jiān)^L處理子模塊以完成調(diào)試工作。如圖6所示，調(diào)試模塊中的調(diào)試功能子模塊B還包括反匯編處理子模塊B6、源代碼調(diào)試子模塊B7及路徑跟蹤調(diào)試子模塊B8，數(shù)據(jù)訪問子模塊B9。相應(yīng)地為實現(xiàn)上述實施例中的固定斷點方法、動態(tài)斷點實現(xiàn)方法、單步跟蹤實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)監(jiān)視實現(xiàn)方法或指令監(jiān)視實現(xiàn)方法，還需要有反匯編實現(xiàn)方法、源代碼調(diào)試實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)方法、和/或路徑跟蹤實現(xiàn)方法。如系統(tǒng)暫停后，用戶可以通過調(diào)試命令的方式觸發(fā)匯編、源代碼調(diào)試子才莫塊查看斷點處或者其他位置的程序的匯編或者源代碼，用戶可以通過調(diào)試命令的方式觸發(fā)路徑跟蹤子模塊，查看斷點處系統(tǒng)運行的過程，可以通過數(shù)據(jù)訪問子模塊查看/修改嵌入式操作單元的數(shù)據(jù)。下面分別對反匯編實現(xiàn)方法、源代碼調(diào)試實現(xiàn)方法、以及路徑跟蹤實現(xiàn)方法，數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)方法進(jìn)行描述。(7)反匯編實現(xiàn)方法程序執(zhí)行的都是二進(jìn)制代碼，但是每個CPU能執(zhí)行的指令，指令都有固定的格式，根據(jù)這個格式可以匯編指令翻譯成二進(jìn)制代碼，也可以把二進(jìn)制代碼翻譯成匯編代碼。實現(xiàn)過程如下fl)在嵌入式系統(tǒng)模式(嵌入式系統(tǒng)中需要添加一條反匯編命令)或者在調(diào)試模式下，用戶輸入一條反匯編命令，并且指明需要反匯編代碼的位置(例如assemble[instructionaddress])。f2)讀取指定位置的指令內(nèi)存中的指令。f3)根據(jù)CPU指令格式，把該二進(jìn)制指令翻譯成匯編指令，并且顯示給用戶。f4)可以在調(diào)試模式直接反匯編斷點處的指令，這時用戶不用指定反匯編地址，因為調(diào)試才莫塊已經(jīng)知道斷點的位置。其中不同的CPU指令格式不同。(8)源代碼調(diào)試實現(xiàn)方法在編譯程序時可以通過設(shè)置編譯器的選項讓編譯器編譯鏈接產(chǎn)生的文件有附帶源y氏碼信息，也就是該文件會記錄每條二進(jìn)制代碼對應(yīng)的源代碼的位置，以及源代碼的內(nèi)容，這樣就可以根據(jù)程序執(zhí)行的位置找到對應(yīng)的源代碼，如果要支持該功能嵌入式系統(tǒng)中還需要保存該文件。gl)在嵌入式系統(tǒng)模式(嵌入式系統(tǒng)中需要添加一條源代碼調(diào)試命令)或者在調(diào)試才莫式下，用戶輸入一條源代碼調(diào)試命令，并且指明需要調(diào)試代碼的位置(例如source[instructionaddress])。g2)讀取指定位置的指令內(nèi)存中的指令(instructionaddress)。g3)查找二進(jìn)制代碼和源代碼對應(yīng)關(guān)系的文件，找到源代碼，并且把源代碼信息顯示給用戶。g4)可以在調(diào)試模式直接查看斷點處的源代碼，這時用戶不用指定指令地址，因為調(diào)試模塊已經(jīng)知道斷點的位置。(9)路徑跟蹤調(diào)試實現(xiàn)方法當(dāng)程序執(zhí)行到斷點時，CPU只知道斷點指令的位置，但是不知道程序調(diào)用的過程，也就是說該斷點對應(yīng)的函數(shù)是被什么函數(shù)調(diào)用的，路徑跟蹤就是要知道斷點位置的程序是被什么上級函數(shù)調(diào)用，它的函數(shù)又被什么函數(shù)調(diào)用，依此類推直到找到整個調(diào)用過程的源頭，反過來可以知道從源頭一直到斷點函數(shù)調(diào)用關(guān)系。路徑跟蹤實現(xiàn)過程如下hl)用戶通過如上介紹的功能模塊或者命令，設(shè)置斷點(動態(tài)或者固定)，或者設(shè)置數(shù)據(jù)或者指令監(jiān)視，導(dǎo)致CPU產(chǎn)生異常。h2)CPU產(chǎn)生異常后調(diào)試模塊接管異常，并按如上描述的功能對異常進(jìn)行處理。h3)CPU獲取異常指令的位置。獲取SP堆棧信息，則-sp的值指向上一個函數(shù)的堆棧指針，"sp指向上上一個堆棧指針，以次類推，而"sp+4)指向上一個函數(shù)，*(*sp+4)指向上上一個函數(shù)，以次類推，獲取調(diào)用路徑對應(yīng)的指令地址，通過反匯編模塊或者源代碼查看模塊再顯示處調(diào)用過程對應(yīng)的匯編代碼或者源代碼。(10)數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)方法用戶輸入命令后，該命令直接使用向指定的空間寫入、讀出數(shù)據(jù)，并且把結(jié)果顯示給用戶。對于不同CPU，不同空間的寫入和讀出方法不一樣。也可以采用嵌入式才喿作單元提供的接口，訪問或者修改嵌入式操作單元數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解(1)實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成,前述的程序可以存儲于一計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，4丸行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。(2)以上實施例所述的調(diào)試單元不僅可以在具有嵌入式操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)，也可以在具有通用操作系統(tǒng)的通用系統(tǒng)中實現(xiàn)，或在棵機(jī)中實現(xiàn)，只要在添加調(diào)試單元后，不影響正常的程序(目標(biāo)設(shè)備被最終用戶實際使用的程序)的情況均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。(3)上述實施例中所描述的調(diào)試單元的功能以及功能模塊僅用于說明內(nèi)嵌調(diào)^>器的嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法，而非限制，可以根據(jù)實際需要，如嵌入式操作單元及目標(biāo)設(shè)備的類型，減少或擴(kuò)展調(diào)試功能，或者結(jié)合多種功能模塊實現(xiàn)更加高級的調(diào)試功能。(4)本發(fā)明不局限于調(diào)試單元與嵌入式操作單元完全獨立的情況，調(diào)試單元也可以與嵌入式操作單元共用嵌入式操作系統(tǒng)及驅(qū)動模塊。本發(fā)明不局限于目標(biāo)設(shè)備的類型以及目標(biāo)設(shè)備的處理器的類型，目標(biāo)設(shè)備可以為計算機(jī)、手機(jī)終端或路由器等，目標(biāo)設(shè)備的處理器可以為嵌入式CPU,也可以是通用CPU，或者數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessing,簡稱DSP)，或者其它具有可編程能力的器件。(5)上述實施例中，不同類型的CPU可以采用不同異常處理方式，即使針對同一類型的CPU,如powerpc，也可以采用不同的異常處理方式。(6)上述實施例中，調(diào)試界面用于獲取用戶的調(diào)試請求，顯示調(diào)試結(jié)果信息，本發(fā)明不限制采用何種實現(xiàn)方式，可以使用如DOS調(diào)試命令的方式，也可以采用windows可^/f匕調(diào)i式界面。綜上所述，本發(fā)明一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法的實施例具有以下有益效果(1)通過在嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)嵌調(diào)試單元，使得處于目標(biāo)設(shè)備上的嵌入式系統(tǒng)，同時包括嵌入式操作單元以及調(diào)試單元，以實現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)上直接對軟件和/或硬件進(jìn)行調(diào)試，從而降低了設(shè)置額外硬件和/或開發(fā)額外的軟件而導(dǎo)致的成本，方便大規(guī);f莫的推廣應(yīng)用。同時由于嵌入式操作單元與調(diào)試單元位于同一目標(biāo)設(shè)備上，因此當(dāng)嵌入式操作單元出現(xiàn)故障或需調(diào)試時，可以直接利用調(diào)試單元進(jìn)入調(diào)試模式，從而加快了疑難問題的解決速度。(2)嵌入式系統(tǒng)中的調(diào)試單元與嵌入式操作單元相互獨立，調(diào)試單元的存在不會影響原有的嵌入式系統(tǒng)，因此實際系統(tǒng)中可以帶調(diào)試單元，以實現(xiàn)直接在實際系統(tǒng)上對軟件和/或硬件的故障診斷和調(diào)試。(3)對現(xiàn)有的嵌入式系統(tǒng)JLit簡單易行。(4)支持在現(xiàn)場環(huán)境對軟硬件已知和未知故障進(jìn)行診斷和分析，以及支持在現(xiàn)場環(huán)境對未知通訊協(xié)議的分析和診斷，方便開發(fā)人員和維護(hù)人員使用。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。權(quán)利要求1、一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)，包括嵌入式操作單元，其特征在于還包括調(diào)試單元，與所述嵌入式操作單元連接；所述調(diào)試單元包括驅(qū)動模塊以及與驅(qū)動模塊連接的調(diào)試模塊；驅(qū)動模塊，用于控制調(diào)試命令的輸入和輸出；調(diào)試模塊，用于觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常，捕獲異常，以及對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，還包括調(diào)試界面，所述驅(qū)動模塊與所述調(diào)試界面連接，用于控制調(diào)試界面的顯示和調(diào)試命令的輸入；所述調(diào)試模塊與所述調(diào)試界面連接，用于接收并響應(yīng)由所述調(diào)試界面發(fā)送的調(diào)試命令。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式操作單元包括通知模塊，用于向所述調(diào)試單元發(fā)送調(diào)試命令。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)試模塊包括異常處理子模塊，用于捕獲異常，對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型將異常信息發(fā)送至調(diào)試功能子才莫塊；調(diào)試功能子模塊，用于觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常，并與所述異常處理子模塊連接，用于采用所述調(diào)試功能子模塊內(nèi)的預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)試功能子模塊包括固定斷點處理子模塊、動態(tài)斷點處理子模塊、單步跟蹤處理子模塊、數(shù)據(jù)監(jiān)視處理子模塊、和/或指令監(jiān)視處理子模塊。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)試功能子模塊還包括反匯編處理子模塊、源代碼調(diào)試子模塊、數(shù)據(jù)訪問子模塊、和/或路徑跟蹤調(diào)試子模塊。7、一種嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法，其特征在于，包括調(diào)試^i塊觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常；調(diào)試模塊捕獲異常，對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法；調(diào)試模塊采用所述預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)試方法，其特征在于，在調(diào)試模塊對目標(biāo)設(shè)備和嵌入式操作單元的訪問和/或控制之前還包括驅(qū)動模塊或嵌入式操作單元向調(diào)試模塊輸入調(diào)試命令。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)試方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)方法包括固定斷點實現(xiàn)方法、動態(tài)斷點實現(xiàn)方法、單步跟蹤實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)監(jiān)視實現(xiàn)方法和/或指令監(jiān)視實現(xiàn)方法。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)試方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)方法還包括反匯編實現(xiàn)方法、源代碼調(diào)試實現(xiàn)方法、數(shù)據(jù)訪問實現(xiàn)方法、和/或路徑跟蹤實現(xiàn)方法。全文摘要本發(fā)明涉及一種內(nèi)嵌調(diào)試器的嵌入式系統(tǒng)，包括嵌入式操作單元，其中還包括調(diào)試單元，與嵌入式操作單元連接；調(diào)試單元包括驅(qū)動模塊以及與驅(qū)動模塊連接的調(diào)試模塊；驅(qū)動模塊，用于控制調(diào)試命令的輸入和輸出；調(diào)試模塊，用于觸發(fā)嵌入式操作單元產(chǎn)生異常，捕獲異常，以及對異常信息進(jìn)行分析處理，根據(jù)異常信息的類型選擇預(yù)設(shè)方法對嵌入式操作單元中的硬件和/或軟件進(jìn)行調(diào)試。本發(fā)明還涉及一種嵌入式系統(tǒng)調(diào)試方法。本發(fā)明通過在嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)嵌調(diào)試單元，以實現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)上直接對軟件和/或硬件進(jìn)行調(diào)試，從而降低了設(shè)置額外硬件和/或開發(fā)額外的軟件而導(dǎo)致的成本，方便大規(guī)模的推廣應(yīng)用。文檔編號G06F11/36GK101122880SQ20071012186公開日2008年2月13日申請日期2007年9月17日優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日發(fā)明者王龍順申請人:福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)有限公司