基于MIPS架构的Linux内核调试研究

摘要

为了支撑国家安全信息战略的需要，摆脱我国在CPU上对外国厂商的依赖性。中科院成立专门的小组研发国产芯片—“龙芯”。“龙芯”采用 MIPS[1,3]指令集，“龙芯”成功研发后，龙芯架构的Linux内核和嵌入式设备的开发必然会日益增加。因此，针对龙芯架构的Linux内核调试系统就显得迫在眉睫。
　　论文首先简述基于插桩模块的调试系统运行机制。内核调试的特性决定其只能采用远程交叉的调试方式，因此接下来概述远程交叉调试原理，说明了RSP协议的特点，并且列举部分重要的RSP指令。调试系统分为宿主机端和目标机端，在介绍完调试系统整个流程后，分别概述目标机插桩模块和宿主机epdb调试器的设计与实现。论文的研究内容包括：远程交叉调试的通信实现、插桩模块调试功能的设计与实现，内核感知特性研究、基于源码级别调试器epdb的设计与实现。
　　论文在详细概述各功能单元的核心技术后，依据宿主机端与目标机端的调试流程图，进行了一次全面的系统测试。在测试过程中，逐步验证每个调试功能点。从测试结果分析，本课题研究的调试器不仅能满足调试用户的基本调试功能，新加的内核感知特性更方便用户在调试过程中获取内核的活动信息。

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1 绪论

1.1课题背景

1.2研究意义与目的

1.3内核调试技术研究现状

1.4本文组织结构

2远程交叉内核调试技术

2.1插桩模块内核调试简介

2.2远程交叉调试原理

2.3远程交叉调试技术解析

2.4内核调试器功能简介

2.5内核调试器设计框架

2.6本章小结

3基于MIPS架构的插桩模块技术

3.1插桩模块运行机制

3.2插桩模块设计框架

3.3控制截获单元

3.4命令解析与执行单元

3.5通信单元

3.6本章小结

4宿主机端调试器EPDB的实现

4.1宿主机端调试器设计框架

4.2命令执行单元

4.3符号表解析单元

4.4本章小结

5系统功能测试

5.1功能测试环境

5.2功能测试方法与过程

5.3功能测试结果与分析

5.4本章小结

6总结与展望

6.1论文总结

6.2课题展望

致谢

参考文献