基于ARM平台的GDB远程调试环境的研究与移植

论文摘要

嵌入式系统开发工具在开发过程中所起的作用日益突出，相关研究、技术也随之不断更新。随着硬件性能不断提升，很多智能家电、智能手机、甚至高端游戏机都采用了嵌入式系统作为平台进行开发。作为嵌入式开发的关键，调试环节成为嵌入式系统研发的主要瓶颈。在嵌入式硬件性能不断提升的同时，嵌入式软件规模也不断扩大，因此调试难度也与日俱增。本文首先简要说明了嵌入式软件的开发过程，回顾嵌入式交叉调试技术发展的各种技术。然后分析调试器整个框架和核心，介绍了调试器相关理论和设计思想，并分别研究、对比几种调试技术实现途径和方法，并对调试器中关键流程进行详细阐述。然后，针对GDB所提供i386和SPARC架构下远程调试环境代码进行分析，抽象出调试桩GDB进行远程调试的核心流程，并根据具体硬件平台差异在ARM处理器上进行代码和远程调试协议移植。本文编写过程中所使用的硬件平台是由使用ARM7处理器的S3C4510b开发板。进入测试阶段，又在S3C4480开发板上进行了测试，对这套模式的可用性进行了验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景与选题的意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本文所作的工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 嵌入式系统调试概述
• 2.1 嵌入式系统概述
• 2.2 嵌入式系统开发的特点
• 2.2.1 功能特征对比
• 2.2.2 存储模式对比
• 2.2.3 软件质量对比
• 2.3 嵌入式系统的调试方案
• 2.3.1 指令集模拟器调试方式
• 2.3.2 内部电路仿真器调试方式
• 2.3.3 操作系统间调试
• 2.3.4 驻留监控调试方式
• 2.4 插桩调试器的选择
• 第三章 GDB基本调试原理
• 3.1 GDB和 GCC简介
• 3.2 源码级调试技术原理
• 3.2.1 ELF文件格式及调试信息的表示
• 3.2.2 ELF头的结构
• 3.2.3 节头表结构
• 3.2.4 程序头表表项结构
• 3.3 Stabs格式调试信息
• 3.4 BFD结构
• 3.5 MI接口
• 3.6 小结
• 第四章 GDB远程调试的实现及原理分析
• 4.1 跨平台调试环境函数模块分析
• 4.2 函数功能分析
• 4.3 RSP协议分析
• 第五章 GDB调试环境向ARM平台的移植
• 5.1 ARM处理器简介
• 5.2 ARM处理器的指令处理
• 5.3 ARM异常机制
• 5.4 通信的实现
• 5.5 GDB主机端和目标端的信息交互机制
• 5.6 现场保护及返回
• 5.7 单步的实现
• 第六章 系统测试
• 6.1 调试环境安装
• 6.2 Bootloader的设计
• 6.3 测试过程
• 6.4 调试结果
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间研究成果
• 致谢