專利名稱：一種操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)試方法和虛擬調(diào)試服務(wù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及操作系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于虛擬化的操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)試方法和虛擬調(diào)試服務(wù)模塊。
背景技術(shù)：
一直以來，內(nèi)核調(diào)試都是操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)的一個(gè)技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有的Linux系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)試手段包括10 、1^^01^、？1壯1^1 08等，這些內(nèi)核調(diào)試手段中大多需要給1^11皿系統(tǒng)內(nèi)核植入特定的補(bǔ)丁 O^atch)才能進(jìn)行調(diào)試，而且而且這種調(diào)試方式相當(dāng)于在操作系統(tǒng)調(diào)試自身，因此只能支持很簡(jiǎn)單的調(diào)試功能，例如查看內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、打印現(xiàn)場(chǎng)信息等，無法實(shí)現(xiàn)單步調(diào)試和設(shè)置端點(diǎn)等高級(jí)調(diào)試功能。雖然GDB調(diào)試手段可以提供一些高級(jí)的調(diào)試的功能，但是必須由兩臺(tái)主機(jī)才能完成調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)試方法和虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，以解決調(diào)試手段單一、調(diào)試所需的主機(jī)數(shù)量多的問題。本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，虛擬機(jī)上運(yùn)行主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，該方法包括虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的插入至少一個(gè)斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，所述斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息；虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中；虛擬調(diào)試服務(wù)模塊捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常，并將捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，如果匹配，則暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行。本發(fā)明另一方面還提供一種虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，其構(gòu)建在虛擬機(jī)中，所述虛擬機(jī)上運(yùn)行主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，該虛擬調(diào)試服務(wù)模塊包括斷點(diǎn)插入請(qǐng)求接收單元，用于接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的插入至少一個(gè)斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，所述斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息；斷點(diǎn)插入單元，用于根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中；斷點(diǎn)異常捕獲單元，用于捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常；特征比較單元，用于將所述捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，如果匹配成功，則觸發(fā)暫停單元進(jìn)行工作；暫停單元，用于觸發(fā)被調(diào)試操作系統(tǒng)暫停運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)施例中在虛擬機(jī)中實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬調(diào)試模塊，借助該虛擬調(diào)試模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被調(diào)試操作系統(tǒng)的斷點(diǎn)調(diào)試，可選地還可以實(shí)現(xiàn)單步執(zhí)行調(diào)試，調(diào)試的手段更多。而且本發(fā)明實(shí)施例在進(jìn)行調(diào)試的過程中只需要一臺(tái)主機(jī)即可完成。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法所基于的系統(tǒng)層次架構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例二提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法的流程示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例在運(yùn)行在硬件實(shí)體和操作系統(tǒng)之間的虛擬機(jī)中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬調(diào)試服務(wù)(vir_gdbkrver)模塊，虛擬機(jī)通過虛擬化可以實(shí)現(xiàn)硬件共享，在一套硬件上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，在本發(fā)明實(shí)施例中主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，主控操作系統(tǒng)與客戶進(jìn)行交互，是負(fù)責(zé)調(diào)試的操作系統(tǒng)。虛擬調(diào)試服務(wù)模塊可以與主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊(例如gdb)進(jìn)行通信，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)試模塊的控制命令，主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊利用通用調(diào)試協(xié)議(例如gdb串行協(xié)議、或加密協(xié)議提供安全性)通過虛擬調(diào)試服務(wù)模塊進(jìn)行交互。基于上述架構(gòu)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，如圖1 所示，該方法包括步驟SlOl 虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，該斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括請(qǐng)求插入斷點(diǎn)的位置信息。當(dāng)用戶想要在被調(diào)試操作系統(tǒng)中插入斷點(diǎn)時(shí)，可以通過主控操作系統(tǒng)向調(diào)試模塊發(fā)送斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，該斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包含了用戶想要插入的各個(gè)斷點(diǎn)的位置信息。步驟S102 虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中。而后可以運(yùn)行被調(diào)試操作系統(tǒng)，當(dāng)被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)觸發(fā)斷點(diǎn)異常，該斷點(diǎn)異常可能是因?yàn)閳?zhí)行到步驟S102中插入的用于調(diào)試的斷點(diǎn)產(chǎn)生的，也可能是執(zhí)行到操作系統(tǒng)本身定義的其他中斷產(chǎn)生的。步驟S103 虛擬調(diào)試服務(wù)模塊捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常。步驟S104 虛擬調(diào)試服務(wù)模塊將捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)位置進(jìn)行比較，如果匹配則暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行。之所以要將捕獲到的斷點(diǎn)異常與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中的斷點(diǎn)位置進(jìn)行比較，是因?yàn)檎缜拔乃?，捕獲到的斷點(diǎn)異常可能是因?yàn)閳?zhí)行到步驟S102中插入的用于調(diào)試的斷點(diǎn)產(chǎn)生的，也可能是執(zhí)行到操作系統(tǒng)本身定義的其他中斷產(chǎn)生的，而本發(fā)明實(shí)施例只需要對(duì)因執(zhí)行到用于調(diào)試的斷點(diǎn)而發(fā)生的異常進(jìn)行后續(xù)處理，對(duì)于其他原因產(chǎn)生的斷點(diǎn)異常不做處理；所以，在捕獲到斷點(diǎn)異常后，還需將其特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中的斷點(diǎn)位置進(jìn)行比較，如果匹配，說明該斷點(diǎn)異常是被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行到之前插入的斷點(diǎn)后產(chǎn)生的。上述斷點(diǎn)異常的特征包括發(fā)生異常的地址。此外，為了增強(qiáng)比較的嚴(yán)謹(jǐn)性，斷點(diǎn)異常的特征中還可以包括異常向量。對(duì)于斷點(diǎn)異常是因?yàn)閳?zhí)行到步驟S102中插入的用于調(diào)試的斷點(diǎn)產(chǎn)生的情況，該異常向量應(yīng)該是相同的一個(gè)特定值，所以本發(fā)明中還可以同時(shí)驗(yàn)證該異常向量是否等于執(zhí)行到用戶調(diào)試的斷點(diǎn)時(shí)被調(diào)試操作系統(tǒng)應(yīng)該產(chǎn)生的中斷向量。此外，還可以包括步驟S105 在暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行以后，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的查閱被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息的查閱請(qǐng)求；步驟S106 虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)步驟S105中的查閱請(qǐng)求，將被調(diào)試操作系統(tǒng)中的狀態(tài)信息反饋至主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊。上述狀態(tài)信息可以包括被調(diào)試操作系統(tǒng)的寄存器中的信息、堆棧中的信息和全局變量其中的一個(gè)或者任意組合。由此可見，上述方法在虛擬機(jī)中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，可以輕松實(shí)現(xiàn)被調(diào)試操作系統(tǒng)的斷點(diǎn)調(diào)試。以下以兩個(gè)具體的實(shí)施例詳細(xì)說明上述方法的具體實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例一圖2示出了本實(shí)施例所基于的層次架構(gòu)圖。如圖2所示，GOSl為主控操作系統(tǒng)， G0S2為被調(diào)試操作系統(tǒng)。GOSl和G0S2共同運(yùn)行在同一個(gè)虛擬機(jī)上。在虛擬機(jī)中構(gòu)建了一個(gè)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊(vir_gdbserver)。在GOSl中具有調(diào)試模塊(gdb)，gdb與vir_ gdbserver進(jìn)行通信，在實(shí)際中，為了使得上層的調(diào)試功能不依賴于底層的虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式，在虛擬機(jī)中還構(gòu)建一個(gè)虛擬設(shè)備(Virtual device)，主控操作系統(tǒng)GOSl中的調(diào)試模塊 gdb通過該虛擬設(shè)備與虛擬機(jī)中的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊vir_gdbserver進(jìn)行通信。如圖3所示，本實(shí)施例中提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法包括如下步驟步驟S301 =GOSl中的gdb通過虛擬設(shè)備虛擬機(jī)中的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊vir_ gdbserver模塊發(fā)送斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，請(qǐng)求向被調(diào)試操作系統(tǒng)G0S2中插入用于調(diào)試的斷點(diǎn)。步驟S302 :vir_gdbserver模塊接收到該斷點(diǎn)插入請(qǐng)求后，根據(jù)其中包含的插入斷點(diǎn)的位置信息，向G0S2中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中。插入斷點(diǎn)的具體實(shí)現(xiàn)方式可以是向要插入斷點(diǎn)的位置處寫入斷點(diǎn)指令I(lǐng)NT 3，即 OxCC。在實(shí)際中，該調(diào)試斷點(diǎn)信息表可以以鏈表的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。步驟S303 運(yùn)行G0S2，運(yùn)行過程中，G0S2會(huì)觸發(fā)斷點(diǎn)異常。步驟S304 :vir_gdbserver模塊捕獲G0S2運(yùn)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常，并將該斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中的斷點(diǎn)位置進(jìn)行比較，如果匹配成功，說明該斷點(diǎn)異常是G0S2執(zhí)行到之前插入的用于調(diào)試的斷點(diǎn)后觸發(fā)的，則暫停G0S2的運(yùn)行。如果不能匹配， 則不做任何處理，由vir_gdbserver模塊繼續(xù)捕獲后續(xù)的斷點(diǎn)異常。在暫停G0S2的運(yùn)行以后，Vir_gdbSerVer模塊可以根據(jù)GOSl發(fā)送的查閱請(qǐng)求，將 G0S2中的狀態(tài)信息反饋至GOSl中的gdb，這里的狀態(tài)信息可以是G0S2中的各個(gè)寄存器內(nèi)的信息、堆棧信息和全局變量中的任意一個(gè)或者任意組合。需要說明的是，應(yīng)用本實(shí)施例中的方法也可以實(shí)現(xiàn)單步執(zhí)行調(diào)試的目的，只需要通過GOSl向vir_gdbserver模塊發(fā)送請(qǐng)求在G0S2執(zhí)行的每一步后都插入斷點(diǎn)的請(qǐng)求即可，這時(shí)，在G0S2運(yùn)行過程中，每執(zhí)行完一步就觸發(fā)一次斷點(diǎn)異常，然后暫停G0S2的運(yùn)行，供用戶進(jìn)行單步執(zhí)行的斷點(diǎn)調(diào)試。此外，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊(Vir_gdbSerVer模塊)還接收主控操作系統(tǒng)請(qǐng)求構(gòu)造調(diào)試環(huán)境的請(qǐng)求，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)該請(qǐng)求，構(gòu)造被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。利用該手段，用戶可以模擬被調(diào)試操作系統(tǒng)在各種極端運(yùn)行環(huán)境下的調(diào)試過程。例如，當(dāng)用戶知道出現(xiàn)故障的條件，但是不知道為什么該條件會(huì)出現(xiàn)，也就是說該條件的出現(xiàn)完全是隨機(jī)的不可控的，此時(shí)可以將滿足該條件的環(huán)境通過人為構(gòu)造，達(dá)到故障輸入的目的，為進(jìn)一步克服該故障提供調(diào)試的基礎(chǔ)。這里構(gòu)造調(diào)試環(huán)境可以是在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行之前進(jìn)行，也可以是在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)被暫停運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行。另外，上述GOSl中的gdb與vir_gdbserver模塊之間的通信過程優(yōu)選采用密鑰來完成，以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。由此可見，本實(shí)施例中在虛擬機(jī)中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，可以輕松實(shí)現(xiàn)被調(diào)試操作系統(tǒng)的斷點(diǎn)調(diào)試，還可以通過斷點(diǎn)調(diào)試的方式實(shí)現(xiàn)單步執(zhí)行調(diào)試。實(shí)施例二本實(shí)施例仍然基于圖2中的層次架構(gòu)圖。本實(shí)施例中提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法用來完成單步執(zhí)行調(diào)試的目的。圖4示出了本實(shí)施例提供的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法的示意圖，如圖4所示，該方法包括如下步驟步驟S401 當(dāng)需要進(jìn)行單步執(zhí)行調(diào)試時(shí)，判斷硬件是否支持單步執(zhí)行。如果步驟S401的判斷結(jié)果為是時(shí)，則執(zhí)行步驟S402，否則執(zhí)行步驟S40X。步驟S402 =GOSl中的gdb向虛擬機(jī)中的vir_gdbserver模塊發(fā)送控制命令，要求將被調(diào)試操作系統(tǒng)G0S2置于單步執(zhí)行模式。步驟S403 當(dāng)G0S2運(yùn)行時(shí)，vir_gdbserver模塊將運(yùn)行該G0S2的CPU (中央處理器)中的標(biāo)志寄存器EFLAGS中的用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位設(shè)置為表示“開啟”的狀態(tài)，以使G0S2在運(yùn)行每一步后都產(chǎn)生單步異常。這里的用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位可以為標(biāo)志寄存器EFLAGS中的 TF標(biāo)志位，TF標(biāo)志位的值設(shè)為“1”時(shí)表示開啟CPU的單步執(zhí)行調(diào)試模式，TF標(biāo)志位的值設(shè)為“0”時(shí)表示關(guān)閉CPU的單步執(zhí)行調(diào)試模式。步驟S404 :G0S2在運(yùn)行時(shí)，每執(zhí)行完一條指令，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)單步異常。步驟S405 :vir_gdbserver模塊捕獲到G0S2運(yùn)行過程中產(chǎn)生的單步異常，當(dāng)確認(rèn) G0S2運(yùn)行的當(dāng)前步(或者說當(dāng)前運(yùn)行的一條指令)執(zhí)行完畢后，暫停G0S2的運(yùn)行。在步驟S405中暫停G0S2的運(yùn)行以后，vir_gdbserver模塊可以根據(jù)GOSl發(fā)送的查閱請(qǐng)求，將G0S2中的狀態(tài)信息反饋至GOSl中的gdb，這里的狀態(tài)信息可以是G0S2中的各個(gè)寄存器內(nèi)的信息、堆棧信息和全局變量中的任意一個(gè)或者任意組合。如果步驟S401的判斷結(jié)果為否時(shí)，表明硬件不支持單步執(zhí)行調(diào)試，則直接執(zhí)行步驟 S406。步驟S406 =GOSl中的調(diào)試模塊gdb向vir_gdbserver模塊發(fā)送在G0S2執(zhí)行每一步均插入斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，并執(zhí)行后續(xù)步驟。步驟S407 :vir_gdbserver模塊接收到該斷點(diǎn)插入請(qǐng)求后，根據(jù)其中包含的插入斷點(diǎn)的位置信息，向G0S2中的每一步后面均插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中。插入斷點(diǎn)的具體實(shí)現(xiàn)方式可以是向要插入斷點(diǎn)的位置處寫入斷點(diǎn)指令I(lǐng)NT 3，即 OxCC。在實(shí)際中，上述調(diào)試斷點(diǎn)信息表可以以鏈表的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。步驟S408 運(yùn)行G0S2，運(yùn)行過程中，每執(zhí)行完一步就觸發(fā)一次斷點(diǎn)異常。步驟S409 :vir_gdbserver模塊捕獲G0S2運(yùn)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常，并將該斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中的斷點(diǎn)位置進(jìn)行比較，如果匹配，說明該斷點(diǎn)異常是 G0S2執(zhí)行到之前插入的用于調(diào)試的斷點(diǎn)后觸發(fā)的，則暫停G0S2的運(yùn)行。在步驟S409中暫停G0S2的運(yùn)行以后，vir_gdbserver模塊可以根據(jù)GOSl發(fā)送的查閱請(qǐng)求，將G0S2中的狀態(tài)信息反饋至GOSl中的gdb，這里的狀態(tài)信息可以是G0S2中的各個(gè)寄存器內(nèi)的信息、堆棧信息和全局變量中的任意一個(gè)或者任意組合。此外，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊(Vir_gdbSerVer模塊)還接收主控操作系統(tǒng)請(qǐng)求構(gòu)造調(diào)試環(huán)境的請(qǐng)求，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)該請(qǐng)求，構(gòu)造被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。利用該手段，用戶可以模擬被調(diào)試操作系統(tǒng)在各種極端運(yùn)行環(huán)境下的調(diào)試過程。例如，當(dāng)用戶知道出現(xiàn)故障的條件，但是不知道為什么該條件會(huì)出現(xiàn)，也就是說該條件的出現(xiàn)完全是隨機(jī)的不可控的，此時(shí)可以將滿足該條件的環(huán)境通過人為構(gòu)造，達(dá)到故障輸入的目的，為進(jìn)一步克服該故障提供調(diào)試的基礎(chǔ)。這里構(gòu)造調(diào)試環(huán)境可以是在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行之前進(jìn)行，也可以是在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)被暫停運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行。另外，上述GOSl中的gdb與vir_gdbserver模塊之間的通信過程優(yōu)選采用密鑰來完成，以增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。由此可見，本實(shí)施例中在虛擬機(jī)中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，可以輕松實(shí)現(xiàn)被調(diào)試操作系統(tǒng)的斷點(diǎn)調(diào)試以及單步執(zhí)行調(diào)試。本發(fā)明另一實(shí)施例還相應(yīng)提供一種虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，該虛擬調(diào)試服務(wù)模塊構(gòu)建在虛擬機(jī)中，該虛擬機(jī)上運(yùn)行主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，如圖5所示，該虛擬調(diào)試服務(wù)模塊50包括斷點(diǎn)插入請(qǐng)求接收單元501、斷點(diǎn)插入單元502、斷點(diǎn)異常捕獲單元503、特征比較單元504和暫停單元505。其中，斷點(diǎn)插入請(qǐng)求接收單元501用于接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的插入至少一個(gè)斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，上述斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息。斷點(diǎn)插入單元502用于根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中。斷點(diǎn)異常捕獲單元503 用于捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常。特征比較單元504用于將上述捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，如果匹配成功，則觸發(fā)暫停單元505進(jìn)行工作。暫停單元505用于觸發(fā)被調(diào)試操作系統(tǒng)暫停運(yùn)行。為了進(jìn)行單步執(zhí)行調(diào)試，優(yōu)選地，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊還可以包括單步執(zhí)行支持判斷單元506，用于在需要進(jìn)行單步執(zhí)行調(diào)試時(shí)，預(yù)先判斷硬件是否支持單步執(zhí)行；逐步斷點(diǎn)插入單元507，用于在單步執(zhí)行支持判斷單元506判斷結(jié)果為否時(shí)，通知主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊向虛擬調(diào)試服務(wù)模塊發(fā)送在被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行的每一步均插入斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求。此外，上述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊還可以包括標(biāo)志位設(shè)置單元508，用于在單步執(zhí)行支持判斷單元判斷結(jié)果為是時(shí)，在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將運(yùn)行該被調(diào)試操作系統(tǒng)的中央處理器的標(biāo)志寄存器中用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位設(shè)置為表示“開啟”的狀態(tài)，以使被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后都產(chǎn)生單步異常。單步異常捕獲單元509，用于捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后所產(chǎn)生的單步異常，當(dāng)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊確認(rèn)被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行的當(dāng)前步執(zhí)行完畢后，觸發(fā)上述暫停單元505進(jìn)行工作。此外，為了方便用戶在暫停運(yùn)行被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，優(yōu)選地還包括查閱單元506，用于用于在暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行以后，接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的查閱被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息的查閱請(qǐng)求，并根據(jù)該查閱請(qǐng)求，將被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息反饋至主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊，這里被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息可以包括被調(diào)試操作系統(tǒng)的寄存器中的信息、堆棧中的信息和全局變量中的任何一個(gè)或者任意組合。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，其特征在于，虛擬機(jī)上運(yùn)行主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，該方法包括虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，所述斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息；所述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中；所述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常，并將捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行匹配比較，如果匹配，則暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，其特征在于，還包括，當(dāng)需要進(jìn)行單步執(zhí)行調(diào)試時(shí)，預(yù)先判斷硬件是否支持單步執(zhí)行，如果不支持，則主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊向虛擬調(diào)試服務(wù)模塊發(fā)送在被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行的每一步均插入斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，其特征在于，還包括，如果硬件支持單步執(zhí)行，則在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，所述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊將運(yùn)行該被調(diào)試操作系統(tǒng)的中央處理器中的標(biāo)志寄存器中用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位設(shè)置為表示“開啟”的狀態(tài)，以使被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后都產(chǎn)生單步異常；所述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后所產(chǎn)生的單步異常； 所述虛擬調(diào)試服務(wù)模塊確認(rèn)被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行的當(dāng)前步執(zhí)行完畢后，則暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，其特征在于，所述用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位為TF標(biāo)志位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中，限定比較匹配過程的特征信息，包括異常地址和異常向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法，其特征在于，還包括在暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行以后，虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的查閱被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息的查閱請(qǐng)求，并根據(jù)查閱請(qǐng)求，將被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息反饋至主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊；所述被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息包括被調(diào)試操作系統(tǒng)的寄存器中的信息、堆棧中的信息和全局變量中的任意一個(gè)或者任意組合。
7.—種虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，其特征在于，其構(gòu)建在虛擬機(jī)中，所述虛擬機(jī)上運(yùn)行主控操作系統(tǒng)和被調(diào)試操作系統(tǒng)，該虛擬調(diào)試服務(wù)模塊包括斷點(diǎn)插入請(qǐng)求接收單元，用于接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求， 所述斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息；斷點(diǎn)插入單元，用于根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中； 斷點(diǎn)異常捕獲單元，用于捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常； 特征比較單元，用于將所述捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，如果匹配成功，則觸發(fā)暫停單元進(jìn)行工作；暫停單元，用于觸發(fā)被調(diào)試操作系統(tǒng)暫停運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，其特征在于，還包括單步執(zhí)行支持判斷單元，用于在需要進(jìn)行單步執(zhí)行調(diào)試時(shí)，預(yù)先判斷硬件是否支持單步執(zhí)行；逐步斷點(diǎn)插入單元，用于在單步執(zhí)行支持判斷單元判斷結(jié)果為否時(shí)，通知主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊向虛擬調(diào)試服務(wù)模塊發(fā)送在被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行的每一步均插入斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，其特征在于，還包括標(biāo)志位設(shè)置單元，用于在單步執(zhí)行支持判斷單元判斷結(jié)果為是時(shí)，在被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將運(yùn)行該被調(diào)試操作系統(tǒng)的中央處理器的標(biāo)志寄存器中用于控制單步執(zhí)行調(diào)試模式開關(guān)的標(biāo)志位設(shè)置為表示“開啟”的狀態(tài)，以使被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后都產(chǎn)生單步異常。單步異常捕獲單元，用于捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)在運(yùn)行每一步后所產(chǎn)生的單步異常，當(dāng)虛擬調(diào)試服務(wù)模塊確認(rèn)被調(diào)試操作系統(tǒng)運(yùn)行的當(dāng)前步執(zhí)行完畢后，觸發(fā)所述暫停單元進(jìn)行工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，其特征在于，還包括 查閱單元，用于在暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行以后，接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的查閱被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息的查閱請(qǐng)求，并根據(jù)該查閱請(qǐng)求，將被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息反饋至主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊；所述被調(diào)試操作系統(tǒng)的狀態(tài)信息包括被調(diào)試操作系統(tǒng)的寄存器中的信息、堆棧中的信息和全局變量中的任意一個(gè)或者任意組合。
全文摘要
一種操作系統(tǒng)內(nèi)核的調(diào)試方法和虛擬調(diào)試服務(wù)模塊，該方法包括虛擬調(diào)試服務(wù)模塊接收主控操作系統(tǒng)中的調(diào)試模塊發(fā)送的插入至少一個(gè)斷點(diǎn)的斷點(diǎn)插入請(qǐng)求，斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中包括插入斷點(diǎn)的位置信息；虛擬調(diào)試服務(wù)模塊根據(jù)斷點(diǎn)插入請(qǐng)求中的插入斷點(diǎn)的位置信息，在被調(diào)試操作系統(tǒng)中的相應(yīng)位置處插入斷點(diǎn)，并將插入斷點(diǎn)的位置記錄在調(diào)試斷點(diǎn)信息表中；虛擬調(diào)試服務(wù)模塊捕獲被調(diào)試操作系統(tǒng)執(zhí)行過程中觸發(fā)的斷點(diǎn)異常，并將捕獲到的斷點(diǎn)異常的特征與調(diào)試斷點(diǎn)信息表中記錄的斷點(diǎn)的位置進(jìn)行比較，如果匹配，則暫停被調(diào)試操作系統(tǒng)的運(yùn)行。
文檔編號(hào)G06F11/36GK102301344SQ201180001650
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者張超, 李俊 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司