[發明專利]一種帶性能顯示的執行后軟件調試系統及調試方法

有效

• 申請號: 201611154067.6
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108664380B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 麥先根;李運喜;張旻;田丹;衛進;魏國
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

1.一種帶性能顯示的執行后軟件調試系統，其特征在于包括以下結構單元：

a)跟蹤記錄模塊是用來記錄被調程序跟蹤數據的軟件模塊或者硬件設備；所述跟蹤記錄模塊將被調程序執行時的指令開始執行時間、指令地址、指令訪問的寄存器、指令訪問的內存地址、指令讀或寫指示標志、內存或寄存器數據信息組織成跟蹤數據，然后記錄下來，以備分析模塊使用；跟蹤記錄模塊不是必需的，被調程序所在計算機處理器輸出記錄跟蹤數據，或者軟件模擬器執行被調程序時，由軟件模擬器記錄跟蹤數據；所述軟件模擬器根據跟蹤數據，重建處理器和內存在不同時期的狀態；軟件模擬器將跟蹤數據中記錄的下條指令以及模擬器本身關于指令影響的知識引起的改變進行應用，軟件模擬器使用跟蹤數據來模擬程序中下條指令的執行；

b)跟蹤分析模塊用于跟蹤數據的分析生成指令地址值數據庫；初始時，跟蹤分析模塊會設置內存為不可知的值；跟蹤分析模塊填充不可知的值到數據庫中，那樣在給定的時間周期中，在指令地址值數據庫中就存儲了每個內存單元的值；跟蹤分析模塊不是必需的，它的功能可集成到跟蹤記錄模塊中，由跟蹤記錄模塊完成；

c)指令地址值數據庫是用來保存指令地址、指令機器碼、指令訪問寄存器號、指令訪問寄存器的值、指令訪問內存地址、指令訪問內存值的一個數據庫；保存的這些數據簡稱為指令地址值；

d)軟件模擬器用來模擬被調程序執行的軟件；它根據某時刻內存或寄存器的值，模擬被調程序機器指令的執行，它解析機器指令，分析機器指令時要讀寫寄存器還是內存，并將執行后引起的內存或寄存器值的改變記錄到指令地址值數據庫中；軟件模擬器執行被調程序時也記錄跟蹤數據；

e)事件分析模塊是進行事件分析的軟件模塊；它分析出操作系統事件發生的時刻、地址、執行時間信息，并將這些信息組織成事件數據；事件數據交由調試器，也可直接輸出到輸出設備；事件分析模塊根據操作系統事件發生時的一系列的特征信息來分析跟蹤數據，識別被調程序運行過程中包含的任務，發現被調程序執行過程中任務運行所發生的操作系統事件，所述操作系統事件包括任務切換事件、中斷事件；

f)性能分析模塊是進行被調程序一個機器指令序列執行時間性能分析的軟件模塊，所述被調程序的映射文件可訪問，所述性能分析模塊或者調試器根據被調程序映射文件中的信息，將被調程序源代碼文件源代碼行轉換為機器指令序列；性能分析模塊搜索跟蹤數據，直到找到機器指令序列；性能分析模塊確定下條機器指令序列的執行時間點；性能分析模塊從下條機器指令序列的執行時間點減去該條機器指令序列的執行時間點，計算出執行該條指令所花費的時間性能，將該數據交由調試器；調試器通過輸出設備來顯示源代碼行對應的執行時間性能；所述性能分析模塊分析出一個機器指令序列的執行時間性能數據；通常調試器會將源代碼行對應的一個機器指令序列交由性能分析模塊分析其性能；在跟蹤數據中記錄了指令序列中第一條指令的開始執行時間，以及指令序列后續指令的開始執行時間，用指令序列后續指令開始執行時間減去指令序列中第一條指令的開始執行時間就得到了指令序列執行的時間；

g)覆蓋分析模塊是進行被調程序一個機器指令序列覆蓋分析的軟件模塊；它分析出一個機器指令序列是否被執行過；通常調試器會將源代碼行對應的一個機器指令序列交由覆蓋分析模塊分析是否執行過；覆蓋分析模塊在跟蹤數據中搜索指定的指令序列，如果是執行過的，就能在跟蹤數據中搜索到；

h)調試器是一個程序，它響應程序調試人員通過輸入設備輸入的調試操作指令，處理之后，輸出調試輸出數據到輸出設備；調試器通過調試請求來控制、檢查、修改被調程序；被調程序和調試器在同一個計算機中，也可在不同的計算機中；如果被調程序和調試器不在同一計算機中，兩個計算機通過一個連接通路連接，調試器通過該連接通路對被調程序進行交叉調試；調試器給被調程序添加斷點，當被調程序執行遇到斷點時，調試器控制被調程序停止執行；調試器在被調程序停止時讀取當前被調程序源代碼行、當前寄存器、變量值，程序現場交由輸出設備顯示；進行執行后調試時，調試器將被調程序指令交由軟件模擬器來執行，并從軟件模擬器獲取執行后程序現場的交由輸出設備顯示；進行執行后調試時，調試器從性能分析模塊中獲得源程序及相關性能數據，并從覆蓋分析模塊中獲得源程序是否執行的數據，將這些數據集成到程序現場中，交由輸出設備顯示。