Навигация
3.2. Отладочные действия
Отладочные действия при мониторинге можно разделить на следующие категории:
сбор данных;
анализ данных;
профилирование системы;
"посмертный" анализ.
1) Сбор данных
Существует несколько способов сбора данных на целевой машине и передачи их менеджеру:
Передавать данные на инструментальную сторону по мере их поступления.
Этот способ применяется при оперативной отладке.
Передавать данные в случае заполнения буфера.
Обычный способ сбора данных при мониторинге.
Сохранять данные на диске.
Таким способом можно получать данные для последующего анализа (конечно, лучше осуществлять сохранение данных с инструментальной машины, уже получив их).
Сбор данных может осуществляться однократно, циклически или непрерывно. При этом отладчик может совершать следующие действия:
начать сбор данных (указывается способ сбора, буфер или имя файла, период сбора, время между циклами или время завершения);
прервать сбор данных;
запланировать начало и/или конец сбора данных по времени, получению сигнала или произошедшему событию.
Данные могут представлять собой как информацию о задаче (содержимое регистров, стека, и.т.д), так и информацию о системе в целом (протокол произошедших событий, протокол выделения памяти).
Один из способов протоколирования событий заключается в том, что на функции, исполнение которых приводит к некоторому событию, ставится специального вида точка прерывания (eventpoint). Такой подход позволяет пользователю определять собственные события (как это сделано в WindView - Wind River Systems, целевая система VxWorks).
Теперь рассмотрим технологию сбора данных на примере StethoScope (Wind River Systems, целевая система VxWorks). При сборе данных о функции используется механизм вставки исполняемого кода перед и после вызова отлаживаемой функции. Его суть в том, что пользователь может задать функции, вызовы которых будут предварять и завершать исполнение требуемой процедуры. Этот механизм используется и в служебных целях, например при трассировке задачи. Реализовать его можно так: на первую инструкцию отлаживаемой функции ставится точка прерывания, обрабатываемая особым образом, а именно:
ставится точка прерывания на точку возврата из отлаживаемой функции;
передается управление функции, которая должна быть вызвана перед отлаживаемой (если такая определена);
запускается выполнение отлаживаемой функции.
Затем при обработке второй точки прерывания вызывается функция, реализующая некоторый набор завершающих действий.
При сборе информации о динамическом выделении памяти можно использовать такой подход (RTILib - Real-Time Innovations, целевая система VxWorks). Заменить функции выделения и освобождения памяти (malloc, calloc, realloc, free) на соответствующие функции, выполняющие, помимо работы с памятью, некоторые отладочные действия, а именно: маркировку границ выделенного блока и последующий контроль за ее сохранностью (так можно фиксировать выход за границы), установку флага доступа к блоку (для запрещения/разрешения обращения к этому блоку), сбор статистики по использованию памяти, протоколирование информации по выделенным блокам.
2) Анализ данных
Нас интересует следующая классификация видов анализа:
Анализ на инструментальной стороне.
Рассматриваемые средства отладки обеспечивают анализ не только данных, полученных во время текущего сеанса отладки, но и данных, полученных ранее и сохраненных на диске. Кроме того, при обработке данных фиксируется время их получения, а для событий - время, в которое они произошли.
Анализ на целевой стороне.
Некоторые данные требуют анализа на целевой стороне. Например, контроль работы задач с динамически выделенной памятью. В этом случае при обращению к адресу в памяти происходит проверка на принадлежность его к какому-либо блоку и возможность доступа. Чтобы избежать проблем с динамическим выделением памяти и ускорить доступ к ней, StethoScope предоставляет возможность создания пула из некоторого числа буферов одинакового размера. Тогда, используя соответствующие функции доступа к этому пулу, можно осуществлять быстрый захват и освобождение его буферов.
Распределенный анализ.
При передаче данных на инструментальную сторону отладчик может производить их предварительный анализ - фильтрацию. Фильтрация представляет собой отбор данных в соответствии с некоторым заданным шаблоном (фильтром). Например, можно рассматривать события только некоторых определенных типов (переключение контекста, запуск задачи, и.т.д) или сравнивать полученные данные с некоторой маской значений. Фильтрация данных нужна, чтобы уменьшить вмешательство в работу целевой системы, то есть можно разбить отладку на несколько уровней: от минимального (исследование событий одного вида, например, переключение контекстов) до максимального (получение подробной информации о каждом событии в системе и данных о выполняемых задачах). В WindView представлены 3 уровня отладки:
протоколирование переключения контекстов
протоколирование состояний задач
протоколирование статусов системных объектов.
3) Профилирование системы
Под профилированием понимается один из способов мониторинга, позволяющий следить за выполнением некоторого множества задач (или всей системы) и предоставляющий пользователю информацию о том, как конкретная задача использует процессор (включая распределение времени в задаче).
Профилирование заключается в том, что с некоторой частотой производятся выборки данных об активных в этот промежуток времени задачах. При детальном профилировании собираются данные о каждой функции (количество ее вызовов, время выполнения). Приведем описание модуля ScopeProfile, входящего в StethoScope и представляющего собой типичный образец агента профилирования.
Сбор данных запускается либо специальной высокоприоритетной задачей, либо посредством ISR (Interrupt Service Routine). Существует два уровня профилирования: профилирование задачи способом "процедура за процедурой" (procedure-by-procedure) и профилирование системы способом "задача за задачей" (task-by-task). Основные параметры профилирования: частота выборки (sample rate) - частота, с которой производится сбор данных; частота анализа (analysis rate) - частота, с которой производится анализ имеющихся в буфере выборок. Анализирующая процедура представляет собой низкоприоритетную задачу, которая подсчитывает среднее из значений для задач и функций из всех выборок буфера и значений, полученных в ходе предыдущего анализа.
Цель профилирования задачи - выявить наиболее часто исполняемые блоки для последующей их оптимизации. Для этого служит способ "процедура за процедурой", позволяющий получать информацию о каждой вызываемой в процессе профилирования функции. Эта информация состоит из среднего времени, которое функция выполнялась, с учетом и без учета времени вызова из нее других функций. Также подсчитывается число ее вызовов. В результате анализа стека строится так называемое дерево выполнения (execution tree), показывающее маршрут вызова каждой функции.
Способ "задача за задачей" служит для сбора информации об активности системы в целом, а именно, какое процессорное время использует каждая задача.
4) "Посмертный" (post-mortem) анализ
Подобный анализ производится в том случае, если в работе системы произошел сбой. Тогда пользователя интересуют не все события, а только те, которые произошли за некоторое время до "обвала" системы. В этом случае, чтобы влияние отладчика на систему было сведено к минимуму, все данные сохраняются в некотором буфере и обновляются по мере его заполнения, но не пересылаются на инструментальную сторону. Адрес для буфера надо выбирать так, чтобы при перезагрузке системы его содержимое не уничтожалось. В VxWorks это можно реализовать следующим образом: надо изменить функцию sysMemTop(), определяющую верхний адрес локальной памяти, так, чтобы она возвращала значение, меньшее действительного адреса. Тогда в образовавшемся адресном пространстве, недоступном системе, можно расположить буфер данных. В результате после перезагрузки в распоряжение отладчика поступают данные о последних событиях, произошедших в системе и, возможно, повлекших ее сбой.
Похожие работы
... запрошенный ею ресурс, произошло связанное с ней внешнее событие, исчерпался заданный интервал времени и т. п. Заканчивая рассмотрение основных принципов планирования задач, необходимо отметить, что тема эта далеко не исчерпана. Диапазон систем реального времени весьма широк, начиная от полностью статических систем, где все задачи и их приоритеты заранее определены, до динамических систем, где ...
... элементов, глобальное пространство имен, а также лавинообразную первоначальную загрузку сети. Таким образом ОСРВ SPOX имеет необходимые механизмы для создания отказоустойчивой распределенной операционной системы реального времени, концепция построения которой описана в главе 2. 4.3 Аппаратно-зависимые компоненты ОСРВ Модули маршрутизации, реконфигурации, голосования реализованы как аппаратно- ...
... ресурсов компьютера между пользователями и задачами (система разделения времени) будет создана программная разработка планировщика задач, в котором главной целью является успеть среагировать на происходящие события в жестко заданный интервал времени (система реального времени). На основе планировщика будет реализован протокол, требующий поддержки реального времени. Для проектирования его ...
... режимы работы устройства под управлением прикладной программы в естественном режиме, например, нажимая на кнопки мобильного телефона (рисунок). 2 Отладочные средства БИС 2.1 Средства разработки электронных схем Средства предназначены для ускорения внедрения разработок, ориентированных на использование схем программируемой логики. Рис. 1 Средства разработки Cостав средств: ...
0 комментариев