實(shí)時(shí)嵌入式系統軟件調試常見(jiàn)問(wèn)題分析

　　有時(shí)，將代碼從一個(gè)架構移植到另一種架構上，也會(huì )帶來(lái)某種數據類(lèi)型上的問(wèn)題。例如，一種架構內的整數可能是32 bit的，而其它的架構中可能是48 bit或者64 bit的。這可能會(huì )導致數據的失效或者被截斷。

　　異常所帶來(lái)的問(wèn)題

　　如果異常是與程序的執行相同步的，則這往往是一種不當的操作的結果，例如零作為除數所造成的異常。某些異常則是架構所特有的。處理異常的最佳方法是采用缺省的異常處理器，并在出現異常時(shí)檢查異常出現的環(huán)境。異常所處的環(huán)境背景是寄存器量值的集合，包括狀態(tài)寄存器。大多數架構將擁有一個(gè)指令地址寄存器，用來(lái)保存造成問(wèn)題的指令地址。在多數情況下，要知道一個(gè)異常是如何發(fā)生的并不難，但是，是何種指令路徑可以隔離出這一失效，則是調試時(shí)棘手的地方。有些架構支持跟蹤，即讓你可以看到程序順序執行的指令的歷史。這將給出造成異常的指令順序的某些細節信息。內存和寄存器訛誤則是造成異常及程序邏輯錯誤的主要原因。通過(guò)細致檢查造成異常的內存指向或者寄存器，將可以縮小問(wèn)題的范圍。

　　不能執行錯誤檢驗的代碼會(huì )造成內存的訛誤

　　由于性能方面的原因，開(kāi)發(fā)商可能會(huì )放棄對錯誤的檢查。跳過(guò)錯誤檢查將讓內存泄漏等事件無(wú)法為人所知，而最終導致內存訛誤。例如，如果malloc()出現故障，而由于返回的值并未得到檢驗，則開(kāi)發(fā)商將開(kāi)始覆蓋在內存的地址0x0地址所寫(xiě)入的量值，在很多嵌入式系統中，這則是一個(gè)有效的內存區域。一個(gè)技巧是，讓某些地址0x0處的內存控制，以便排查出任何一種潛在的訛誤。某些處理器架構就容許應用監測數據總線(xiàn)的活動(dòng)，從而能抓住相應事件。

　　探尋架構特有的功能:

　　大多數嵌入式處理器都支持某種層次上的調試功能。內置的跟蹤單元就是一種得到硬件支持的跟蹤機制。例如，ADI公司的Blackfin處理器系列就具有硬件跟蹤單元，它可以跟蹤至少16路的時(shí)序控制器的訪(fǎng)問(wèn)。當硬件跟蹤緩沖器充滿(mǎn)后，就會(huì )產(chǎn)生跟蹤異常。使用這種跟蹤單元后，人們可以構建出完整的執行路徑。所提供的跟蹤輸出來(lái)自于一種可以免費提供的工具(http://www.blackfin.org/) ，它可以構造完整的執行路徑。

　　觀(guān)察點(diǎn)：

　　觀(guān)察點(diǎn)可以讓你監測特定的內存位置或者內存塊區正在被更改時(shí)出現的情況。觀(guān)察點(diǎn)可以監測內部的數據總線(xiàn)傳送，如果在觀(guān)察點(diǎn)寄存器中，發(fā)現任何匹配的對象，則讓處理器暫停。如果一個(gè)特定內存位置不斷出現訛誤，則觀(guān)察點(diǎn)就非常有用。對內存塊區進(jìn)行觀(guān)察以查看是否有任何正在損毀存儲器數據的惡意代碼。

　　大多數當前的調試環(huán)境都容許對內存和寄存器的內容進(jìn)行修改。有時(shí)，修改寄存器的內容，可以讓我們洞察何處出現了故障。例如，通過(guò)更改程序計數器，你可以迫使程序在特定函數出現時(shí)恢復執行。必須謹慎地對恰當的寄存器設定恰當的量值，具體方式則取決于處理器C函數的運行時(shí)間模型。另外一個(gè)有用的寄存器是IMASK，如果你正在調試任何一種實(shí)時(shí)操作系統，則調試(分步深入時(shí))進(jìn)程中任何時(shí)刻都會(huì )出現中斷。由于調試后的代碼不一定處于關(guān)鍵區，你可能幾乎時(shí)時(shí)刻刻都要訪(fǎng)問(wèn)中斷的例程。你可能無(wú)法屏蔽中斷，因為它們讓你的系統完成設定，并運行起來(lái)。例如，任何系統中的定時(shí)器的中斷都可能會(huì )被觸發(fā)。更好的方法是對IMASK寄存器進(jìn)行編輯，將所有的中斷都屏蔽掉，直到你調試完代碼為止。

　　結論：

　　總之，由于調試是開(kāi)發(fā)過(guò)程的最后步驟，因此它將對產(chǎn)品上市時(shí)間造成直接的影響。調試本身也是難以調度的，因為所發(fā)現的問(wèn)題在復雜性和可避免性方面都大相徑庭，上面所討論的是一些在嵌入式系統開(kāi)發(fā)期間常見(jiàn)的問(wèn)題。這些調試技巧和提示旨在著(zhù)重強調節省時(shí)間，因此在開(kāi)發(fā)復雜的嵌入式系統時(shí)，應用現代的開(kāi)發(fā)工具和擁有豐富調試功能的處理器能夠改善投資收益。