[發(fā)明專利]微處理器中精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010034464.6
• 申請(qǐng)日: 2010-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN101777021A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪文祥;李祖松;徐翠萍;郝守青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京龍芯中科技術(shù)服務(wù)中心有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 史霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微處理器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微處理器中數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)裝置及其方法。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)上的軟件系統(tǒng)的規(guī)模日益擴(kuò)大，軟件系統(tǒng)的開發(fā)難度也大大增加，軟件調(diào)試 工作作為軟件開發(fā)過程中的重要一環(huán)，其效率的提升成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)所關(guān)注的重要問題。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)底層硬件對(duì)軟件調(diào)試所提供的支持將能大大提升軟件調(diào)試工作的效率，因此現(xiàn) 代處理器硬件都對(duì)軟件調(diào)試給予特殊的支持。例如ARM處理器的JTAG調(diào)試接口、MIPS處 理器的EJTAG調(diào)試接口。通過這些接口，軟件可以直接控制底層硬件執(zhí)行諸如：單步執(zhí)行、 指令斷點(diǎn)、數(shù)據(jù)斷點(diǎn)等功能。

對(duì)于數(shù)據(jù)斷點(diǎn)功能而言，軟件調(diào)試人員將待觀察的地址和數(shù)據(jù)告知處理器，處理器自動(dòng) 監(jiān)測所有的數(shù)據(jù)訪問操作。當(dāng)發(fā)現(xiàn)訪問操作的地址與待觀察的地址相同時(shí)，則處理器停止正 常執(zhí)行，進(jìn)入調(diào)試模式，交由軟件做進(jìn)一步處理。在有的情況下，觀察數(shù)據(jù)斷點(diǎn)不僅要看訪 問的地址是否匹配，還要看訪問的數(shù)據(jù)是否為待觀察的數(shù)據(jù)。軟件在調(diào)試模式下完成相關(guān)處 理器后，將處理器設(shè)置回正常執(zhí)行模式繼續(xù)執(zhí)行。通常軟件希望硬件提供的是精確的斷點(diǎn)的 功能。

所謂精確斷點(diǎn)是指處理器由調(diào)試模式返回正常模式時(shí)，返回到報(bào)告斷點(diǎn)匹配的那條指令 上。但是在實(shí)現(xiàn)了亂序調(diào)度的處理器中，精確的斷點(diǎn)會(huì)使得設(shè)計(jì)復(fù)雜度提升，因?yàn)樵谌?shù)操 作的結(jié)果返回用于判斷斷點(diǎn)是否匹配的時(shí)候，位于這條指令之后的指令可能已經(jīng)執(zhí)行。為了 在這種情況下實(shí)現(xiàn)精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)，通常的技術(shù)方案是將所有指令對(duì)處理器狀態(tài)的修改都安排 到指令提交之后進(jìn)行，這樣做的代價(jià)是需要花費(fèi)大量存儲(chǔ)資源用于存放所有指令對(duì)處理器狀 態(tài)的修改信息，特別是對(duì)于訪存指令，需要保存更多的相關(guān)內(nèi)容。因此，現(xiàn)有的技術(shù)不足導(dǎo) 致需要設(shè)計(jì)更加簡潔高效的裝置來實(shí)現(xiàn)微處理器中的精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微處理器中精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)裝置及其方法，在保證處理器 流水線基本結(jié)構(gòu)不變的同時(shí)，以簡潔高效的方式實(shí)現(xiàn)了處理器中的精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種微處理器中精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)裝置，包括：

斷點(diǎn)配置部件，用于保存一條或多條斷點(diǎn)配置信息；

斷點(diǎn)匹配判定部件，用于判斷訪存指令是否與所述斷點(diǎn)配置部件中保存的斷點(diǎn)配置信息 相匹配，并將判定結(jié)果保存于訪存指令執(zhí)行的狀態(tài)域中；

斷點(diǎn)觸發(fā)部件，用于檢查訪存指令的狀態(tài)域，當(dāng)判定結(jié)果為匹配時(shí)，暫停處理器的正常 執(zhí)行狀態(tài)，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述斷點(diǎn)配置部件中的所述斷點(diǎn)配置信息以全相聯(lián)查找表的形式組織成斷點(diǎn) 配置信息表，該表的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)一條斷點(diǎn)配置信息。

進(jìn)一步地，每條所述斷點(diǎn)配置信息包括一斷點(diǎn)內(nèi)容信息和一斷點(diǎn)控制信息，其中：

所述斷點(diǎn)內(nèi)容信息，用于保存待觀測斷點(diǎn)的信息，其包括：

一數(shù)據(jù)訪問地址域，用于存放待觀測斷點(diǎn)的地址；

一地址掩碼域，對(duì)應(yīng)訪問的地址，用于表示對(duì)應(yīng)的地址位是否參與斷點(diǎn)匹配比較；

一數(shù)據(jù)訪問數(shù)值域，用于存放待觀測斷點(diǎn)的數(shù)值；

一數(shù)值掩碼域，對(duì)應(yīng)訪問的數(shù)值，用于表示對(duì)應(yīng)的數(shù)值位是否參與斷點(diǎn)匹配比較；

所述斷點(diǎn)控制信息，用于控制斷點(diǎn)匹配過程，其包括：

一使能控制域，用于控制斷點(diǎn)配置信息是否參與斷點(diǎn)匹配比較；

一匹配模式域，用于控制斷點(diǎn)匹配比較方式是僅對(duì)地址進(jìn)行匹配比較還是對(duì)地址和數(shù)值 同時(shí)進(jìn)行匹配比較；

一地址模式域，用于標(biāo)識(shí)該斷點(diǎn)配置信息的地址信息對(duì)應(yīng)的是待觀測訪問的虛地址還是 物理地址。

本發(fā)明還提供一種微處理器中精確數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方法，依次包括以下步驟：

A、斷點(diǎn)配置步驟，用于保存一條或多條斷點(diǎn)配置信息；

B、斷點(diǎn)匹配判定步驟，用于判斷訪存指令是否與所述斷點(diǎn)配置信息相匹配，并將判定結(jié) 果保存于訪存指令執(zhí)行的狀態(tài)域中；

C、斷點(diǎn)觸發(fā)步驟，用于檢查訪存指令的狀態(tài)域，當(dāng)判定結(jié)果為匹配時(shí)，暫停處理器的正 常執(zhí)行狀態(tài)，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述步驟A中的所述斷點(diǎn)配置信息以全相聯(lián)查找表的形式組織成斷點(diǎn)配置信 息表，該表的每一項(xiàng)對(duì)應(yīng)一條斷點(diǎn)配置信息。

進(jìn)一步地，每條所述斷點(diǎn)配置信息包括一斷點(diǎn)內(nèi)容信息和一斷點(diǎn)控制信息，其中：