[发明专利]使用执行单一步骤来诊断编码

说明书

技术领域

本发明的技术领域涉以及数据处理，具体而言涉以及在数据处理设备上执行诊断操作。

背景技术

已知提供具有诊断机制的数据处理系统，以便帮助开发硬件、操作系统、应用程序、整体系统设计等，诊断机制可用以在数据处理系统上执行诊断操作(例如，软件以及硬件故障识别以及分析(除错))。

当分析数据处理系统时，可使用外部除错器，外部除错器包括在主机系统上执行的除错程序，主机系统连接至将被分析的目标系统，从而指定将在系统上执行诊断操作的控制信号从主机传递至系统。

外部除错器涉以及正经由外部端口连接至目标的除错器，外部端口随后用以程序设计除错硬件。处理器被配置为使得视为诊断异常的除错事件引起进入特殊除错状态，在特殊除错状态下，数据处理设备由外部除错器讯问以及控制。

或者，可能存在自托管除错系统，在自托管除错系统中，在正被除错的目标上执行除错监控软件。在此情况下，处理器被配置为使得除错事件引起诊断异常，诊断异常中断正被除错的软件并且将控制传递至除错监控软件。有用的诊断工具为控制处理器以单一步骤通过程序的能力。这允许在需要情况下在过程的每一步骤处分析系统状态。在单步骤模式中，处理器将执行指令，并且随后将发生诊断异常，并且控制将传递至除错软件，除错软件可分析处理器的状态。当出现从诊断异常的返回时，随后处理器将执行下个指令，于是将发生下个诊断异常。以此方式，除错软件可控制处理器以单一步骤通过整个程序或仅仅通过分析系统者所关注的部分。

在单一步骤通过代码时可能产生的一个问题为，如果在指令之间发生异常，则是否遭遇具有不同执行路径的代码。如果不同的执行路径涉以及无限循环，则此状况可能尤其困难。举例而言，尝试主张专属监控器的指令。如果代码成功主张专属监控器，则代码具有对特定储存位置的专属访问并且可在特定储存位置储存数据。因此，为了主张专属监控器，使用特殊的加载专属指令，特殊的加载专属指令既返回储存位置的当前值又设定专属监控器，以便指示当前正在被执行的指令流具有对特定储存位置的专属访问。储存专属指令可随后经执行以将数据储存至此储存位置。然而，在单一步骤通过代码的情况下，一旦已通过设定专属监控器来主张专属监控器，则发生诊断异常，并且在从该异常返回之后，异常处置器将清除专属监控器。此状况是因为当发生异常时，异常处置器可能不会返回至异常处置器先前正在执行的代码，而是将返回至不同的代码，因此，应清除专属监控器，因为将被执行的下个指令流不应具有对储存位置的专属访问。

然而，在已清除专属监控器的单一步骤中，随后当到达储存专属指令时，储存专属指令将失效，这会触发返回至主张专属监控器的步骤，步骤将主张专属监控器并且随后通过异常返回使专属监控器被清除，因此，在单一步骤中储存专属指令将重复地失效并且程序将永无进展。

以下给出具有此问题的代码的实例

得知当处于步骤模式时，在从诊断异常返回之后异常处置器清除专属监控器或锁定位置并且在此代码中产生无限循环所存在的问题，并且通过在步骤通过指令之前扫描指令，在Power以及MIPS架构的GDB中解决该问题，以判定诸如这些的区块的位置。一旦区块已识别，则使用步骤直到型命令(a step until command)，从而在此情况下在储存专属指令之后设定断点，并且在此区块中的指令之间未发生异常，并且锁定位置未由异常处置器清除。

此解决方案的缺点为，需要检验所有的代码以识别问题代码。此解决方案具有显著的开销，因为诊断系统将需要转至正在控制指令流的执行的操作系统并且要求操作系统提取代码，以便能够对其进行分析。若诊断设备远离处理设备，则开销将尤其高。

Power公开了校验寄存器(syndrome register)的使用，当发生步骤异常(在Power架构中称为追踪异常)时，校验寄存器储存关于处理器状态的信息，以允许返回至该状态。校验寄存器储存的一则信息为指示已执行加载专属指令并且在发生异常之前锁定位置的指示符。不存在关于如何使用该值的信息。

希望能够使用单一步骤过程来诊断代码，甚至在存在以下类型的代码的情况下能够使用单一步骤过程来诊断代码：类型代码的执行路径通过在指令之间发生异常来改变。

发明内容