基于aCoral操作系统的调试器的研究与设计

摘要

随着嵌入式技术的迅猛发展，嵌入式系统变得越来越复杂。系统以及软件出现Bug的可能性大大增加，软件调试技术在嵌入式系统中的作用也就越来越重要。对由于嵌入式系统与传统的桌面系统不同，它受到硬件资源以及软件环境的限制，故常采用交叉调试技术，即宿主机加目标机的方式。
　　aCoral是一个开源的操作系统，具有支持多核以及强实时的特点。但是，尚没有一款支持其进行软件调试的调试工具，因此为其开发一个配套的软件调试工具，不仅能深入了解其 aCoral操作系统的内核，了解操作系统的实现，也能学习到嵌入式软件调试中的关键技术，具有重要的现实意义。
　　本文首先分别从宿主机、目标机、调试代理三个方面分析了GDB远程调试技术，然后介绍了aCoral操作系统，分析了它的调试需求。随后以GDB为基础，对调试器进行了总体设计，最终在S3C2440上设计并且实现了一款针对aCoral操作系统的调试器,主要包括三个部分：宿主机与目标机建立连接、RSP协议、对GDB调试命令的支持。最后，对调试代理的功能进行了测试和验证。
　　本文设计调试器对常用的GDB命令都提供了支持，包括与断点相关的调试命令如设置、删除断点；与寄存器相关的命令如查看寄存器的值；与变量相关的命令。在基于aCoral进行应用程序开发时，通过调试代理，可以在宿主机端使用GDB对应用程序进行调试，调试代理的实现为 aCoral提供了一种软件调试的方法，从而降低了开发成本，对aCoral的推广与发展有很大益处。

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第一章 引言

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要工作

1.4 论文的组织结构

第二章 GDB远程调试剖析

2.1 嵌入式远程调试概述

2.2 GDB远程调试器概述

2.3 GDB远程调试的宿主机部分

2.4 GDB远程调试器的目标机部分

2.5 GDB远程调试器的宿主机端与目标机端的通信

2.6 小结

第三章 嵌入式操作系统aCoral及其调试需求

3.1 aCoral概述

3.2 aCoral的调试需求分析

3.3 S3C2440开发板介绍

3.4总结

第四章 aCoral内核中调试代理的设计

4.1 调试代理的总体设计逻辑

4.2 调试代理设计

4.3 宿主机端与目标机端建立连接设计

4.4 RSP协议设计

4.5 调试代理支持的GDB调试命令设计

4.6 aCoral多核调试的展望

4.7小结

第五章 aCoral内核中调试代理的实现

5.1 调试器的启动

5.2 建立连接

5.3 实现RSP协议

5.4 实现调试代理支持的GDB调试命令

5.5 小结

第六章 测试与验证

6.1 测试环境的搭建

6.2 建立连接的功能性测试

6.3 调试命令的功能性测试

6.4 小结

第七章 总结与展望

7.1 本文总结

7.2 工作展望

致谢

参考文献