資料介紹
現(xiàn)有的嵌入式LINUX系統(tǒng)開發(fā)過程中,所有的工程師都疲憊于使用兩種不同的調(diào)試模式分別調(diào)試系統(tǒng)的內(nèi)核和應(yīng)用程序。首先通過一個(gè)JTAG調(diào)試工具來配置和啟動(dòng)LINUX系統(tǒng);嵌入式LINUX系統(tǒng)正常運(yùn)行起來后,就要通過GDB來繼續(xù)調(diào)試工作。
LAUTERBACH公司綜合了上述兩種傳統(tǒng)調(diào)試技術(shù)特長提供了一種新的LINUX調(diào)試技術(shù)。
本文以ARM架構(gòu)上的LINUX系統(tǒng)開發(fā)為例,詳細(xì)介紹和對比這三種不同的調(diào)試模式的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
靜態(tài)調(diào)試模式
通過JTAG調(diào)試接口進(jìn)行軟件調(diào)試的工具一般都只能工作在靜態(tài)調(diào)試模式下,處理器和整個(gè)系統(tǒng)都必須被同時(shí)掛起。然后調(diào)試工具通過JTAG接口把處理器和目標(biāo)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)獲取并顯示出來(如圖1所示)。
靜態(tài)調(diào)試模式具有如下的優(yōu)點(diǎn):
● 靜態(tài)調(diào)試模式唯一的環(huán)境需求就是目標(biāo)系統(tǒng)必須支持JTAG調(diào)試標(biāo)準(zhǔn),該調(diào)試模式最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以支持從復(fù)位向量表開始調(diào)試;
● 只要調(diào)試工具支持LINUX和MMU調(diào)試,就可以實(shí)現(xiàn)對LINUX內(nèi)核及進(jìn)程越界等問題的調(diào)試;
● 如果軟件異常,隨時(shí)可以掛起處理器,查看當(dāng)前錯(cuò)
誤代碼及系統(tǒng)狀態(tài);
● 因?yàn)樘幚砥魈幱趻炱馉顟B(tài),內(nèi)核和其它進(jìn)程都不會(huì)再對系統(tǒng)造成任何的干擾。
然而靜態(tài)調(diào)試模式也有其不足之處,一旦處理器被掛起,所有的通信接口進(jìn)程同時(shí)被終止。造成的結(jié)果就是所有通過Ethernet、Bluetooth或者CAN等接口和處理器進(jìn)行通信的外部設(shè)備, 都會(huì)因?yàn)榈却憫?yīng)超時(shí)而中斷連接。因此通過靜態(tài)模式進(jìn)行調(diào)試時(shí),即使你只調(diào)試其中的一個(gè)進(jìn)程或函數(shù),也有可能改變整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)和配置;接下來再繼續(xù)運(yùn)行和調(diào)試程序,就無法保證系統(tǒng)的完整性和連續(xù)性,所以后續(xù)的調(diào)試可能就沒有任何意義。
動(dòng)態(tài)調(diào)試模式
GDB 調(diào)試模式是嵌入式LINUX系統(tǒng)的通用的動(dòng)態(tài)調(diào)試模式。 在該模式下,可以實(shí)現(xiàn)只對當(dāng)前進(jìn)程掛起,系統(tǒng)的內(nèi)核和其它的所有進(jìn)程都繼續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)。
然而GDB是一個(gè)純粹的軟件調(diào)試工具,同時(shí)需要下面的軟件環(huán)境才可以實(shí)現(xiàn):
● 目標(biāo)系統(tǒng)上要有活動(dòng)的GDB Server LINUX進(jìn)程
● 主機(jī)端要有相應(yīng)的調(diào)試軟件,例如TRACE32(如圖2所示)
TRACE32與GDB Server通過RS232或者Ethernet接口進(jìn)行通信,收集當(dāng)前被掛起的進(jìn)程的狀態(tài)信息。但是要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)試模式,還必須建立在如下兩個(gè)條件都成立的基礎(chǔ)之上:
● 目標(biāo)系統(tǒng)已經(jīng)被完全正確的初始化并正確啟動(dòng)
● GDB Server 永遠(yuǎn)處于活動(dòng)狀態(tài)——即通信接口已經(jīng)正確運(yùn)行,處理器或GDB Server不會(huì)被其它程序錯(cuò)誤的掛起
綜上所述,兩種調(diào)試模式都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足,靜態(tài)調(diào)試模式比較容易實(shí)現(xiàn),操作也比較簡單,但是無法保證系統(tǒng)的連續(xù)和完整性;動(dòng)態(tài)調(diào)試模式環(huán)境需求比較復(fù)雜。因此,LAUTERBACH提供了可以實(shí)現(xiàn)上述兩種調(diào)試模式的調(diào)試工具,在完全克服了各自的缺陷的同時(shí)充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)了嵌入式LINUX調(diào)試技術(shù)的飛躍。
LAUTERBACH公司綜合了上述兩種傳統(tǒng)調(diào)試技術(shù)特長提供了一種新的LINUX調(diào)試技術(shù)。
本文以ARM架構(gòu)上的LINUX系統(tǒng)開發(fā)為例,詳細(xì)介紹和對比這三種不同的調(diào)試模式的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。
靜態(tài)調(diào)試模式
通過JTAG調(diào)試接口進(jìn)行軟件調(diào)試的工具一般都只能工作在靜態(tài)調(diào)試模式下,處理器和整個(gè)系統(tǒng)都必須被同時(shí)掛起。然后調(diào)試工具通過JTAG接口把處理器和目標(biāo)系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)獲取并顯示出來(如圖1所示)。
靜態(tài)調(diào)試模式具有如下的優(yōu)點(diǎn):
● 靜態(tài)調(diào)試模式唯一的環(huán)境需求就是目標(biāo)系統(tǒng)必須支持JTAG調(diào)試標(biāo)準(zhǔn),該調(diào)試模式最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以支持從復(fù)位向量表開始調(diào)試;
● 只要調(diào)試工具支持LINUX和MMU調(diào)試,就可以實(shí)現(xiàn)對LINUX內(nèi)核及進(jìn)程越界等問題的調(diào)試;
● 如果軟件異常,隨時(shí)可以掛起處理器,查看當(dāng)前錯(cuò)
誤代碼及系統(tǒng)狀態(tài);
● 因?yàn)樘幚砥魈幱趻炱馉顟B(tài),內(nèi)核和其它進(jìn)程都不會(huì)再對系統(tǒng)造成任何的干擾。
然而靜態(tài)調(diào)試模式也有其不足之處,一旦處理器被掛起,所有的通信接口進(jìn)程同時(shí)被終止。造成的結(jié)果就是所有通過Ethernet、Bluetooth或者CAN等接口和處理器進(jìn)行通信的外部設(shè)備, 都會(huì)因?yàn)榈却憫?yīng)超時(shí)而中斷連接。因此通過靜態(tài)模式進(jìn)行調(diào)試時(shí),即使你只調(diào)試其中的一個(gè)進(jìn)程或函數(shù),也有可能改變整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)和配置;接下來再繼續(xù)運(yùn)行和調(diào)試程序,就無法保證系統(tǒng)的完整性和連續(xù)性,所以后續(xù)的調(diào)試可能就沒有任何意義。
動(dòng)態(tài)調(diào)試模式
GDB 調(diào)試模式是嵌入式LINUX系統(tǒng)的通用的動(dòng)態(tài)調(diào)試模式。 在該模式下,可以實(shí)現(xiàn)只對當(dāng)前進(jìn)程掛起,系統(tǒng)的內(nèi)核和其它的所有進(jìn)程都繼續(xù)處于運(yùn)行狀態(tài)。
然而GDB是一個(gè)純粹的軟件調(diào)試工具,同時(shí)需要下面的軟件環(huán)境才可以實(shí)現(xiàn):
● 目標(biāo)系統(tǒng)上要有活動(dòng)的GDB Server LINUX進(jìn)程
● 主機(jī)端要有相應(yīng)的調(diào)試軟件,例如TRACE32(如圖2所示)
TRACE32與GDB Server通過RS232或者Ethernet接口進(jìn)行通信,收集當(dāng)前被掛起的進(jìn)程的狀態(tài)信息。但是要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)試模式,還必須建立在如下兩個(gè)條件都成立的基礎(chǔ)之上:
● 目標(biāo)系統(tǒng)已經(jīng)被完全正確的初始化并正確啟動(dòng)
● GDB Server 永遠(yuǎn)處于活動(dòng)狀態(tài)——即通信接口已經(jīng)正確運(yùn)行,處理器或GDB Server不會(huì)被其它程序錯(cuò)誤的掛起
綜上所述,兩種調(diào)試模式都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足,靜態(tài)調(diào)試模式比較容易實(shí)現(xiàn),操作也比較簡單,但是無法保證系統(tǒng)的連續(xù)和完整性;動(dòng)態(tài)調(diào)試模式環(huán)境需求比較復(fù)雜。因此,LAUTERBACH提供了可以實(shí)現(xiàn)上述兩種調(diào)試模式的調(diào)試工具,在完全克服了各自的缺陷的同時(shí)充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)了嵌入式LINUX調(diào)試技術(shù)的飛躍。
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