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文献详细Journal detailed

嵌入式多核平台并行调试器的设计与实现
Parallel Debugger Technology Based on Embedded Multi-Core Platform

导  师: 季振洲

学科专业: 081203

授予学位: 硕士

作  者: ;

机构地区: 哈尔滨工业大学

摘  要: 在体系结构技术的推动下,微处理器已经全面进入片上多核时代。针对嵌入式多核平台的并行程序的开发也更加普及,同时随着并行计算在军用、工业技术等领域的广泛应用,更多的用户开始使用并行技术处理问题。并行调试技术是并行程序开发的一个重要环节,但目前并行调试环境比较薄弱,设计一个多核平台下的调试器并行调试技术的研究变得十分紧要。 本文首先介绍现有并行调试器的模型,分析共享存储模式下的并行调试器的发展状况,研究OpenMP并行程序的特点,随后通过对嵌入式交叉调试的方法的描述,完成对现有模型的分析和总结。 其次,本文分析并行调试器设计中常见的主要问题,包括并行程序执行过程中事件的不确定性和跨平台的可移植性等。随后介绍了GDB多线程调试的技术,对基本的调试原理进行了简要的分析,阐述ELF文件的格式以及ELF文件中调试信息的提取和存储方法,在相关的技术和理论之上,针对并行调试器设计过程中的实际情况,提出基于记录重放技术的调试器设计方案。 然后,进一步剖析记录重放技术执行的流程,详细阐述并行程序内存映射的数据组成,介绍了内存映射读写的过程,并采用模块化设计的思想,设计了配置模块、内存管理模块和文件控制模块,实现基于记录重放技术的调试技术。 最后,设计一个OpenMP的测试程序,对调试器进行功能验证和性能测试,并对结果进行分析和总结,对调试器的功能扩展提出了设想。 Microprocessor chip, which is driven by the improving of technology in architecture, has entered the multi-core era. The development of parallel programming on the embedded multi-core platform is more and more popular. At the same time, as the parallel computation playing an important role in the military, science and technology areas, there are more users have begun to address the issue by using parallel technology. Parallel debugging technology is an important part of parallel programming development. Parallel debugging technology is relatively weak, so it is critical to design a multi-platform parallel debugger. In this paper, first of all we introduce the current parallel debuggers, and analysis the development in the shared memory parallel mode. After that we examine the characteristics of OpenMP parallel programming. Followed by the description of cross-debugging of embedded systems, we complete the analysis and summary. Secondly, we analyze the common issues in designing parallel debugger, including the uncertainties of parallel events, the cross-platform portability and so on. We introduce the GDB multi-threaded debugging technology. Then there is a brief analysis of the basic principles about the ELF file format, as well as the methods of extracting and storing information. And in the relevant technology and theory above, we propose the parallel debugging technology on the method of recording and replaying. Finally, we analyze the process of recording and replaying technology, which is based on the shared memory mode. Then we introduce the process of reading and writing memory-mapped. After that we describe the design of the breakpoint configuration module, memory management module and document control module. At last we have a test of OpenMP program for functional verification and performance tests of the debugger.

关 键 词: 并行程序 调试器 记录重放

领  域: [自动化与计算机技术] [自动化与计算机技术]

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