EZStubs Entwicklungsumgebung. Intention

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1 Überblick EZStubs Entwicklungsumgebung Einführung Peter Ulbrich, Martin Hoffmann Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Lehrstuhl Informatik 4 (Verteilte Systeme und Betriebssysteme) www4.informatik.uni-erlangen.de 25. Oktober 2010 Allgemein Vorbereitung SVN-Repository Verzeichnisstruktur Makefiles Startup Scheduler Ablaufkontrolle Tutorial F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 1 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 2 / 47 Intention Allgemein Vorbereitung SVN-Repository Initialisierung des SVN-Repositories Familie von Echtzeitbetriebssystemen etwas komplexere Klassenhierarchie trotzdem: Fokus eher auf Verständlichkeit denn auf Effizienz Entwickelt für diese Übungen Verfügbar für Lego RCX (H8/3297) Gameboy Advance (ARM7) Nintendo DS Lite (ARM9) hat noch die ein oder andere Schwäche Hinweis ergänzende Informationen findet man hier: 1. Das Repository auschecken: faui48a :~> svn co https : / / www4. informatik. uni erlangen. de :8088/ i4ezs / gruppe0 / ezstubs A ezstubs / branches A ezstubs / tags Checked out r e v i s i o n In das Verzeichnis ezstubs/trunk/aufgabe1 (Ü) bzw. ezstubs/branches/time_triggered (EÜ) wechseln faui48a :~> cd ezstubs / trunk / aufgabe1 / faui48a : ~ / ezstubs / t r u n k / aufgabe1 > 3. Die Datei gu_vorgabe_1.tar.gz (Ü) bzw. vorgabe_1.tar.gz (EÜ) entpacken: faui48a : ~ / ezstubs / trunk / aufgabe1> tar xzf gu_vorgabe1. tar. gz F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 3 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 4 / 47

2 Vorbereitung SVN-Repository Initialisierung des SVN-Repositories (Forts.) Vorbereitung Verzeichnisstruktur Das Verzeichnis ezstubs enthält folgende Unterverzeichnisse: 4. Dateien dem Repository hinzufügen: Hinweis faui48a : ~ / ezstubs / t r u n k / aufgabe1 > svn s t a t u s.? debug / arch_testing. h faui48a : ~ / ezstubs / t r u n k / aufgabe1 > svn add A debug / arch_testing. h faui48a : ~ / ezstubs / trunk / aufgabe1> svn commit. m Dateien aus vorgabe_1. tar. gz Adding debug / arch_testing. h T r a n s m i t t i n g f i l e data.. Committed r e v i s i o n 2. faui48a : ~ / ezstubs / t r u n k / aufgabe1 > Detaillierte Informationen zum Umgang mit SVN findet man unter: Name debug devices gen infra interrupt make object shutdown startup tests thread Beschreibung Bibliothek zum Schreiben von n. Enthält z.b. Makros und Funktionen zum gezielten Auslösen von Unterbrechungen, zur Zeitmessung oder um eine bestimmte Zeitspanne zu warten. Gerätetreiber. Hier finden sich alle Gerätetreiber, sowohl abstrakte Geräte, die eine einheitliche Schnittstelle zur Anwendung ermöglichen, als auch die Abbildung von real existierender Peripherie auf Software-Konstrukte. In diesem Verzeichnis landet alles, was in durch einen Aufruf von make erzeugt wird - Objektdateien, Doxygen-Dokumentation... Typdefinitionen für EZStubs und andere kleine Helfer, die in den sdateien von EZStubs verwendet werden, sich aber nicht sinnvoll zu anderen Modulen zuordnen lassen. Unterbrechungsbehandlung und. Alles was nötig ist, um EZStubs zu bauen. Eine kleine Hilfsbiblothek für EZStubs, enthält z.b. eine verkettete Liste. Alles was EZStubs herunterfährt. Alles was EZStubs zum starten benötigt. Der Thread-Abstraction-Layer. Hier findet man die Fadenimplementierung, den Dispatcher, den Scheduler... F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 5 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 6 / 47 Vorbereitung Makefiles Pfade in den Makefiles überprüfen/anpassen Vorbereitung Makefiles EZStubs administrative Targets In den Makefiles müssen drei Pfade korrekt gesetzt sein. Die passenden Werte für den CIP-Pool sind: Dateiname Variable Wert make/variables_arm.mk TOOL_PATH /proj/i4ezs/tools/gnuarm make/variables_arm_nds.mk GBA_DIR /proj/i4ezs/tools/gba make/variables_arm_nds.mk DESMUME_DIR /proj/i4ezs/tools/desmume Das EZStubs-Makefile implementiert folgende administrative Targets: Target Beschreibung help Gibt die verfügbaren Make-Targets zusammen mit einer Erläuterung auf der Konsole aus (entspricht in etwa dieser Tabelle). all Übersetzt den Quelltext von EZStubs und erzeugt die EZStubs- Bibliothek. abgabe Eine Aufgabe abgeben - die Aufgabe wird durch die Variable EXERCISE = aufgabex, x = 1,2,3,4,5 bestimmt. doxygen Erzeugt die HTML-Quelltext-Dokumentation. showtests Zeigt die verfügbaren an. buildtests Übersetzt und bindet alle verfügbaren. F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 7 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 8 / 47

3 Startup Startup Allgemein Scheduler set up Stack Pointer set up Interrupt Handler initialize data & bss invoke global constructors guard.enter() user_main() start Scheduler invoke global destructors Assembler main() start() 1. SP Register initialisieren: Interrupt Stack & System Stack Startup: nutzt den Interrupt Stack 2. bss & data initialisieren bss mit 0 beschreiben initialisierte Variablen kopieren 3. globale Konstruktoren ausführen 4. kritischen Abschnitt betreten 5. benutzerdefinierte main-funktion 6. Scheduler starten 7. globale Destruktoren ausführen 8. Ende (z.b. warten oder reset) Der Scheduler... verwaltet das Betriebsmittel CPU kann verschiedene Strategien bzw. Verfahren verwenden zeit-/ereignisgesteuert deterministisch/probabilistisch muss vom System aktiviert werden (sog. Points of Rescheduling) diese entscheiden über die Verdrängbarkeit von Fäden hat (in EZStubs) zwei verschiedene Schnittstellen Benutzerschnittstelle Systemschnittstelle stop(); F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 9 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 10 / 47 Benutzerschnittstelle Scheduler Warum? hängt von der konkreten des Schedulers ab z.b. Schedule_Table_Scheduler Ablauftabelle setzen Ablauftabelle wechseln z.b. Multilevel_Queue_Scheduler Faden aktivieren Faden beenden Kontrolle über den Prozessor abgeben Hinweis Die Systemschnittstelle ist Thema in Aufgabe 1 Unterbrechungen (nicht Traps!) treten asynchron auf sind nicht vorhersagbar in Häufigkeit und Zeitpunkt Problem: Wie soll der Zugriff auf gemeinsame Daten stattfinden? Beispiel: verkettete Liste: Queue Chain Chain Chain head tail F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 11 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 12 / 47

4 Verkettete Liste Verkettete Liste - enqueue() überlappt enqueue() Klasse Chain, Klasse Queue class Chain Chain ; class Queue protected : Chain head ; Chain t a i l ; Queue ( ) head = 0; t a i l = &head ; void enq ( Chain item ) ; Chain deq ( ) ; void Queue : : enq ( Chain item ) item > = 0; t a i l = item ; t a i l = &( item > ) ; Chain Queue : : deq ( ) Chain item ; item = head ; i f ( item ) head = item > ; i f (! head ) t a i l = &head ; else item > = 0; return item ; unterbrochenes Programm item > = 0; *tail = item; Unterbrechung tail = &( item >); Unterbrechungs behandlung item > = 0; *tail = item; tail = &( item >); Queue Chain Chain head tail Queue Chain Chain head tail Queue Chain Chain head tail Queue Chain Chain head tail F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 13 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 14 / 47 ISR-/DSR-Synchronisation Unterbrechungsbehandlung Klasse Gate: Grundlage für die Lösung: Aufteilung der Unterbrechungsbehandlung ISR (Interrupt Service Routine) werden asynchron zum Programm ausgeführt dürfen keine gemeinsamen Datenstrukturen modifizieren können die Ausführung einer DSR anfordern DSR (Deferred Service Routine) werden synchron zum Programm ausgeführt dürfen gemeinsame Datenstrukturen modifizieren Ausführung der DSRs kann verhindert/verzögert werden Klasse Gate class Gate / / ISR / / Rueckgabewert t r u e : fuehre DSR aus / / Rueckgabewert f a l s e : fuehre DSR n i c h t aus v i r t u a l bool i s r ( ) = 0; / / DSR v i r t u a l void dsr ( ) = 0; / / Setze I n t e r r u p t Quelle zurueck v i r t u a l void acknowledge ( ) = 0; F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 15 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 16 / 47

5 Synchronisation Synchronisation - Scoped Locking Klasse Guard sichert kritische Abschnitte Klasse Guard class Guard / / Aufrufe von enter ( ) und leave ( ) muessen / / immer paarweise e r f o l g e n / / Betrete einen k r i t i s c h e n A b s c h n i t t / / unterbinde Ausfuehrung von DSRs void enter ( ) ; / / Verlasse einen k r i t i s c h e n A b s c h n i t t / / Fuehre anstehende DSRs aus void leave ( ) ; Klasse Secure class Secure Secure ( ) guard. enter ( ) ; ~Secure ( ) guard. leave ( ) ; Verwendung void d o _ s o m e t h i n g _ c r i t i t i c a l ( ) Secure secure ; / / do c r i t i c a l s t u f f F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 17 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 18 / 47 Unterbrechung - Ablauf Unterbrechung - Ablauf (secured) Handler Gate::isr() Guard::relay(Gate*) Handler Guard::enter() OS Guard::leave() Gate::isr() Guard::relay(Gate*) Gate::dsr() wrapper() guardian() Guard::enter() OS wrapper() guardian() Guard::leave() Handler App Gate::dsr() Guard::enter() OS Guard::leave() OS App F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 19 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 20 / 47

6 Warum? Wie? Wann? Wo? Was ist ein Testfall? Funktioniert das Programm? Testen andere Verifikationsmethoden (formal, ) sind einfach! feingranular testen nur eine Funktion eure unterstützen den Entwickler stehen bald zur Verfügung sind hierarchisch strukturiert unsere sind Abnahmetests Testen das fertige Produkt sind u.u. relativ komplex Ein Testfall ist eine kleine Anwendung für das EZStubs-Betriebssystem ist eine Ansammlung von Funktionen, die vom Betriebssystem aufgerufen werden: die Methode void action() eines Fadens die Methoden bool isr() und void dsr() einer Unterbrechungsbehandlung Callback-Funktionen von Alarmen beginnt immer in der Funktion user_main() F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 21 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 22 / 47 Beispiel Beispiel (Forts.) / / e v t l. benoetigte Header werden eingebunden # include " thread / guarded_scheduler. h " #include " thread / thread. h " #include " debug / t e s t i n g. h " #include " thread / schedule_table. h " / / Aufzeichnung des V e r laufs wird i n i t i a l i s i e r t char test_sequence [ 4 ] ; const char right_sequence = " aba " ; v o l a t i l e i n t counter = 0; / / Fadenimplementierung f u e r den T e s t f a l l, e n t h a e l t / / die Anwendungslogik des T e s t f a l l s class MyThread : public Thread private : char thread_char ; MyThread ( char c ) : thread_char ( c ) void a c t i o n ( ) test_sequence [ counter ++] = thread_char ; scheduler. e x i t ( ) ; F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 23 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 24 / 47

7 Beispiel (Forts.) Beispiel (Forts.) / / der Checker_Thread ueberprueft abschliessend die Sequenz class CheckerThread : public Thread CheckerThread ( ) void a c t i o n ( ) i f (! check_sequence ( right_sequence, test_sequence ) ) Panic ( " Test f a i l e d! " ) ; else TestOK ( " Test successful! " ) ; scheduler. e x i t ( ) ; / / Stack a l l o k i e r e n, A b l a u f t a b e l l e und Faeden anlegen s t a t i c unsigned i n t stack [ ] ; Schedule_Table <4> t a b l e (& stack [ ], ) ; MyThread T1 ( a ) ; MyThread T2 ( b ) ; CheckerThread Tchecker ; / / Faeden hinzufuegen, Tabelle uebergeben und Scheduler s t a r t e n void user_main ( ) init_ sequence ( right_sequence, test_sequence ) ; t a b l e. add ( 0, &T1 ) ; t a b l e. add (1000, &T2 ) ; t a b l e. add (2000, &T1 ) ; t a b l e. add (3000, &Tchecker ) ; scheduler. set_schedule_table (& t a b l e ) ; F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 25 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 26 / 47 Wann ist ein Test erfolgreich? Ablaufkontrolle Verlauf protokollieren Ablaufkontrolle Testfall erfolgreich: TestOK("Message"); alle API-Aufrufe haben sich wie erwartet Verhalten (Seiteneffekte, Rückgabewerte, ). bei mehrfädigen n entspricht der tatsächliche dem vorgesehenen Ablauf. Testfall fehlgeschlagen: Panic("Message"); falscher Rückgabewert fehlender oder nicht-erwarteter Seiteneffekt falscher Verlauf des Testfalls Idee: Vergleiche Sollsequenz gegen eine aufgezeichnete Sequenz Aufzeichnen der Sequenz: const char right_sequence = " abcd " ; / / Sollsequenz char sequence [ 4 ] ; / / aufgezeichnete Sequenz v o l a t i l e i n t counter = 0; / / wohin kommt der Buchstabe / / i n der Sequenz sequence [ counter ++] = a ; / / Sequenz aufzeichnen i f (! check_sequence ( right_sequence, sequence ) ) / / Sequenz Panic ( " Wrong sequence! " ) ; / / ueberpruefen TestOK ( " Test successful f i n i s h e d! " ) ; F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 27 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 28 / 47

8 Verlauf protokollieren (Forts.) Ablaufkontrolle Achtung: Jede Abweichung vom vorgesehenen Ablauf muss sich in der Sequenz bemerkbar machen: Ablaufkontrolle Testfall übersetzen und ausführen Das EZStubs-Makefile implementiert folgende Targets: const char right_sequence = " abcd " ; / / Sollsequenz char sequence [ 4 ] ; / / aufgezeichnete Sequenz void MyThread1 : : a c t i o n ( ) sequence [ counter ++] = a ; / / Sequenz aufzeichnen scheduler. e x i t ( ) ; / / dieses Statement s o l l t e nie e r r e i c h t werden sequence [ counter ++] = x ; oder anderweitig erkannt werden: void MyThread1 : : a c t i o n ( ) scheduler. e x i t ( ) ; Panic ( " Should not come here! " ) ; Target <test>.elf <test>.clean <test>.sim_exec <test>.sim_gdb <test>.sim_ddd <test>.target_exec <test>.target_debug checkalltests_sim Beschreibung Übersetzt und bindet den Testfall <test>. Räumt den Testfall <test> auf. Führt den Testfall <test> auf dem DeSmuME aus. Startet den DeSmuME, startet den GDB-Debugger und lädt den Testfall <test> in den DeSmuME. Startet den DeSmuME, startet den DDD-Debugger und lädt den Testfall <test> in den DeSmuME. Lädt den Testfall <test> auf den Nintendo DS Lite und führt in dort aus (diese Option steht für den Nintendo DS Lite leider nicht zur Verfügung). Startet den DDD-Debugger und lädt den Testfall <test> in den Nintendo DS Lite (diese Option steht für den Nintendo DS Lite leider nicht zur Verfügung). Übersetzt und bindet alle und führt sie anschließend auf dem Simulator aus. Die Testfallergebnisse werden protokolliert und angezeigt. F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 29 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 30 / 47 Überblick Klasse Gate + isr() : bool + dsr() TM_0 Interrupt_ + period() : us_type + period(period : us_type) : us_type + trigger_single() + trigger_periodical() + cancel() TM_1 TM + tick() : ns_type + tick(tick : ns_type) : ns_type + value() : tick_type + max_value() : tick_type + start() + stop() + start_time() + stop_time() + get_time() : us_type TM_2 TM_3 auf dem NDS 4 TM_0,1,2,3 für den ARM7 4 TM_0,1,2,3 für den ARM9 alle sind identisch 16 bit Zählerregister kaskadierbar zu 32, 48 und 64 bit Unterbrechung beim Überlauf Klasse Zeitmessung Klasse Interrupt_ Eieruhr Erzeugung von Unterbrechungen single-shot oder zyklisch ns_type tick() und ns_type tick(ns_type) Dauer eines Zählschritts wie lange dauert es, bis das Zählerregister inkrementiert wird nicht alle Zeitspannen darstellbar Rückgabewert invalidiert us_type period(us_type) tick_type value() und tick_type max_value() aktuellen/maximal möglichen Wert des Zählerregisters abfragen void start() und void stop() Zählvorgang starten und stoppen void start_time() und void stop_time() Zeitmessung starten und stoppen us_type get_time() Ergebnis der letzten Zeitmessung abfragen F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 31 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 32 / 47

9 Klasse Interrupt_ Beispiel: Verwendung des Interrupt s us_type period() und us_type period(us_type) Dauer bis zur nächsten Unterbrechung ab dem nächsten Aufruf von trigger_ single, periodical () nicht alle Zeitspannen darstellbar Rückgabewert es darf keine Unterbrechung erzeugt werden vorher cancel() invalidiert ns_type tick (ns_type) void trigger_single() Erzeugen einer Unterbrechung void trigger_periodical() Periodisches Erzeugen von Unterbrechungen void cancel() das Erzeugen der Unterbrechungen wird gestoppt der wird angehalten class My : public TM_2 bool i s r ( ) acknowledge ( ) ; dosomething = true ; return false ; / / Keine DSR void dsr ( ) / / B l e i b t l e e r My t e s t _ t i m e r ; / / anlegen void user_main ( ) / / Z u f a e l l i g e Periode generieren und k o n f i g u r i e r e n random_init ( ) ; us_type rand = random ( ) % ; t e s t t i m e r. period ( rand ) ; t e s t t i m e r. t r i g g e r _ s i n g l e ( ) ; / / Einmalige Ausloesung nach rand F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 33 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 34 / 47 Beispiel: Zeitmessung Den Testfall im Debugger (DDD) ausführen My t e s t _ t i m e r ; / / anlegen class MyThread : public Thread bool a c t i o n ( ) t e s t _ t i m e r. stop_time ( ) ; / / Zeitmessung stoppen kout << " Zeitmessung : " << t e s t _ t i m e r. get_time ( ) ; scheduler. e x i t ( ) ; MyThread T1 ; void user_main ( ) t e s t _ t i m e r. t i c k (5000) ; / / Z a e h l e r i n t e r v a l l f e s t l e g e n t e s t _ t i m e r. s t a r t ( ) ; / / Zaehler s t a r t e n schedule_table. add (500, &T1 ) ; t e s t _ t i m e r. s t a r t _ t i m e ( ) ; / / Zeitmessung s t a r t e n Debugger starten und den Testfall laden: make t e s t s / thread / Scheduler / RoundRobin / t e s t 1 / t e s t 1. sim_ddd die Ausführung des Testfalls starten: Cont-Button klicken auf der GDB-Konsole folgendes eingeben: ( gdb ) cont Achtung Der Run-Button bzw. ( gdb ) run wird nicht funktionieren! F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 35 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 36 / 47

10 Den Testfall neu starten ohne den DDD zu beenden zunächst muss man die Verbindung zum GDB-Stub trennen ( gdb ) detach erneut eine Verbindung aufbauen (<PORT> steht in der Ausgabe von make) Debugger neu starten Manchmal kann es vorkommen, dass der GDB-Stub bzw. der desmume sich komisch verhält. Man hat dann drei Möglichkeiten: 1. DDD beenden und den Testfall erneut laden Breakpoints und Watches gehen verloren 2. nur den GDB beenden den arm-elf-gdb beenden ( gdb ) t a r g e t remote l o c a l h o s t : <PORT> k i l l a l l arm e l f gdb das Testfallprogramm laden DDD wird das bemerken und folgender Dialog erscheint load das hat einige Vorteile: Breakpoints und Watches bleiben erhalten auf den Restart GDB -Button klicken F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 37 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 38 / 47 Debugger neu starten 3. den kompletten DDD neu starten aus dem Menü File die Option Restart auswählen Breakpoints setzen durch einen Doppelklick ins Quelltextfenster auf der GDB-Konsole für eine bestimmte Funktion ( gdb ) break <function_name > ( gdb ) break <file_name >: < l i n e > Achtung Auf eingebettete Funktionen kann man keinen Breakpoint setzen! F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 39 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 40 / 47

11 Bedingungen für Breakpoints Bevor das Programm an einem Breakpoint tatsächlich angehalten wird, kann man (a) den Breakpoint n-mal ignorieren (b) auf die Erfüllung einer Bedingung warten. aus dem Quelltextfenster heraus Bedingungen für Breakpoints (Forts.) Achtung bedingte Breakpoints können Ein-/Ausgabe-Operationen zur Folge haben, die das Laufzeitverhalten des Programms beeinflussen können. auf der GDB-Konsole ( gdb ) ignore <breakpoint_ nr > <n> # ( a ) ( gdb ) c o n d i t i o n <breakpoint_nr > runs == 7 # ( b ) F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 41 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 42 / 47 Sinnvolle Stellen für Breakpoints Weitere Möglichkeiten, das Programm zu kontrollieren Warum wird mein DSR nicht ausgeführt? Breakpoint auf 1. wrapper_body Wurde ein IRQ ausgelöst? 2. void guardian(unsigned int) Welches Gerät? 3. den isr() Wurde ein DSR aktiviert? 4. void Guard::leave() Welchen Wert hat lock? Warum wird der Scheduler nicht aktiviert? Breakpoint auf 1. void Guard::leave() Welchen Wert hat lock? 2. reschedule() Wurde der Scheduler aktiviert? 3. Thread* schedule() Welcher Faden kommt als nächstes? Achtung Break Anhalten des Programms von außen. normalerweise per Ctrl-C in der GDB-Konsole Watchpoints ( gdb ) watch xyz 1. Ein Debugger ersetzt nicht das Verständnis des Programms! 2. Ohne sinnvolle Annahmen kann man keine Breakpoints setzen! Programm anhalten wenn Variable xyz ihren Wert ändert F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 43 / 47 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 44 / 47

12 Werte von Variablen beobachten Speicherstellen beobachten globale Variablen und Objekte ( gdb ) # Achtung : v o l l q u a l i f i z i e r t e r Name! ( gdb ) graph d i s p l a y Test_Thread : : runs Menü Data Memory lokale Variablen und Argumente Menü Data Display Local Variables Display Arguments Beobachtung problematisch: Speicherstellen/Register werden vom GCC wiederverwendet passende Debug-Information wird (noch) nicht erzeugt Var Tracking Assignments [VTA] ab GCC 4.5 F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 45 / 47 Parameter (a) Wie viele Bytes, Half Words, Words, (b) Hexadezimal, Oktal, (c) Bytes, Half Words (2 Bytes), Words (4 bytes), (d) Startadresse Hilfreich zum Kontrollieren von I/O-Registern F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 46 / 47 Tutorial Tutorial 1. die Datei tutorial.tar.gz entpacken 2. Makefiles anpassen 3. EZStubs-Bibliothek und übersetzen und binden 4. Doxygen-Dokumentation erzeugen 5. auf dem Simulator ausführen 6. mit Hilfe des DDD debuggen Breakpoints setzen (siehe Folie 45) dort das Programm schrittweise ausführen und die Abläufe auf den Folien 13,21, 21 und?? nachvollziehen 7. Selbst ein, zwei schreiben einen Interrupt-Handler implementieren (die Klasse Test_Interrupt_0 steht zur Verfügung). im Interrupt-Handler einen Faden aktivieren F. Scheler, P. Ulbrich, M. Hoffmann (Inf 4) EZStubs Entwicklungsumgebung WS 2010/11 47 / 47