CN110673974A - 系统调试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种系统调试方法及装置,在系统出现故障的情况下,热启动所述系统;热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。一些存储设备,如缓存、内存等设备在热启动过程中,不会因为断电而丢失关键信息,从而保留了系统故障发生的现场,再通过bootloader读取这些关键信息,形成系统日志。该系统日志可方便用户定位造成故障的根本原因,及时解决故障,以减少由于系统故障造成的进一步损失。

Description

系统调试方法及装置
技术领域
本发明涉及智能设备领域,尤其涉及一种系统调试方法及装置。
背景技术
在研发和实际使用场景中,计算机等智能设备很容易出现死机、重启、黑屏、冻屏等稳定性问题,此时,由于设备已经彻底失去响应,所以导致很难抓到有效的日志,从而为排除系统故障带来不便。
如果通过长按开关键、拔电池或断开外接电源等方式强制关机或重启,势必造成问题现场被破坏,从而无法准确地定位造成故障的根本原因。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供一种系统调试方法及装置,至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面,本发明实施例提供的一种系统调试方法,所述方法包括:
在系统出现故障的情况下,热启动所述系统;
热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;
根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
进一步地,所述利用bootloader,读取系统数据包括:
利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
进一步地,所述热启动系统之前,所述方法还包括:
设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
进一步地,所述利用bootloader,读取系统数据之后,所述方法包括:
清除所述解析模数。
进一步地,所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
进一步地,所述方法还包括:
根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系
所述读取系统数据,包括:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
第二方面,本发明实施例提供的一种系统调试装置,所述装置包括:
热启动单元,用于在系统出现故障的情况下,热启动系统;
读取单元,用于热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;
第一生成单元,根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
进一步地,所述读取单元,具体用于利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
进一步地,所述装置还包括:
设置单元,用于设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
进一步地,所述装置还包括:
清除单元,用于清除所述解析模数。
进一步地,所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
进一步地,所述装置还包括:
第二生成单元,用于根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系
所述读取单元,具体用于:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
本发明提供的系统调试方法及装置,在系统出现故障的情况下,热启动所述系统;热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。热启动为不关闭电源的情况下,由软件控制重启系统。一些存储设备,如缓存、内存等设备在热启动过程中,不会因为断电而丢失关键信息,从而保留了故障发生的现场。再通过bootloader读取这些关键信息,形成系统日志。该系统日志可方便用户定位造成故障的根本原因,及时解决故障,以减少由于系统故障造成的进一步损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种系统调试方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种系统调试设备的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种系统调试方法的软件架构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种静态数据文件生成流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种解析文件结构示意图;
图6为本发明实施例提供的另一种系统调试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
需要说明的是,下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见,本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中,且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开,所属领域的技术人员应了解,本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施,且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说,可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外,可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想,图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外,在以下描述中,提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而,所属领域的技术人员将理解,可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本发明的发明人在长期的实践和研究中发现,目前常用的系统调试方法都存在着多种问题和不便。
方法一、Online Debug:通过调试工具实现追踪问题及调试,理论上能捕捉到问题的第一现场,但由于问题随机性和不可预知性,特别是疑难问题的复现概率很低,并且通常找不到复现规律,所以往往很难捕捉到问题的第一现场。所以对于非必现的问题,离线调试手段或后台日志往往更有帮助。
方法二、在后台实时或定时保存日志:为了弥补上述Online Debug的缺陷,可以通过在后台进程中保存日志的方式进行补充。但通过后台进程保存日志有几个明显的缺点:
严重消耗系统资源:不管是将日志保存到本地文件系统中,还是提取一段SDRAM(synchronous dynamic random-access memory,同步动态随机存取内存)用于缓存日志,都会极大的占用系统资源,甚至造成系统卡死或资源泄露。
严重影响系统性能:如果定期或实时的保存后台日志,将会引起系统极大开销,消耗大量的CPU或DDR等重要资源,对系统的性能、功耗、稳定性造成极大的负面影响,在实际的项目实施过程中,由于在后台保存日志引发的降级问题比比皆是。
没法保证不丢日志:由于系统发生Crash时,此时系统已经失去控制了。所以,往往最后一段时间最关键的日志保存不下来,从而丢失了问题的第一现场
方法三、RAMDUMP:RAMDUMP是一种很强大的调试方法,它类似于飞机的黑盒子,几乎能完整真实的还原问题现场,但也有诸多不足或限制:想要实现保存RAMDUMP的功能,要求实现该功能的开发人员对嵌入式平台有极深的芯片级理解,而且芯片原厂往往不会开放底层的细节(比如:芯片的内部构造和连接,关键的指令集、关键的通讯接口),所以这类特征通常只能由芯片原厂来实现。想要分析RAMDUMP,要求研发人员对操作系统有较深的理解,并且精通多种反编译以及在线、离线调试工具,有较高的入门门槛。提取RAMDUMP有诸多依赖条件,需要通过USB连接的PC Host上,或保存到外置SD卡或额外的分区中,这就要求在问题发生时,必须第一时间连接到PC Host上提取RAMDUMP,或要求嵌入式设备中必须支持外置SD卡或添加额外的分区。但现在的产品设计中,已经愈来愈少的设备支持外置SD卡了。而且对于嵌入式设备动辄数G的SDRAM,所以专门划一块数G大小的分区用于保存对应的日志实际上很难实现的。特别对于车机这类的产品,很难实时抓到RAMDUMP,所以就迫切的需要找到更好的解决方法。
所以,综上所述,以上方法都有各自的缺陷和限制,因此,本发明可进行有力的补充和增强。同时,本发明可以与以上的三种调试方法互不冲突,可以共存,彼此并不矛盾。
图1为本发明实施例提供的一种系统调试方法的流程示意图,如图1所示,所述系统调试方法包括以下步骤:
步骤101,在系统出现故障的情况下,热启动所述系统。
bootloader是在操作系统内核运行之前运行,可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。较为常用的Bootloader有:BIOS、U-boot、Redboot、ARMboot、vivi、PBL、SBL1、XBL,等等。
本发明实施例中的系统调试方法可应用于各种装载并运行有bootloader的设备中。上述设备包括但不限于诸如服务器、移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机、文件服务器、数据库服务器等等的固定设备。
本发明实施例中的系统故障为使系统无法正常运行的所有故障,出现故障的设备容易出现死机、重启、黑屏和冻屏等问题,从而使设备无法正常使用,造成不必要的损失。
进一步地,所述步骤101之前,所述方法还包括:
设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
系统出现故障,从而引发系统的热启动,系统在热启动过程中,读取到解析模数,判断系统处于解析模数,从而解析利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志,以便于系统的调试和故障的发现。
步骤102,热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据。
上述系统数据为出现故障的系统在热启动后所保留的数据。系统数据可存储于各种设备中,一类可以是数据可永久保存的设备,这类设备不会因为断电而丢失数据,如磁盘等;一类可以是断电会丢失数据的设备。本发明实施例提供的方法也可分别从上述两类设备中分别提取数据并加以分析。上述设备可包括:RAM(random access memory,随机存储内存)、ROM(Read-Only Memory,只读内存)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory)、FLASH(缓存)、buffer(缓冲)或flash(闪存)等等。
由于热启动为不关闭电源的情况下,由软件控制重启系统。上述断电会丢失数据的设备,不会因为断电而丢失关键信息,从而保留了故障发生的现场。
进一步地,所述步骤102包括:
利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
上述断电会丢失数据的设备,可包括各类RAM,如DRAM、SRAMEDORAM、SDRAM、DDRRAM、RDRAM等,也可包括Cache等。总之,所有断电会丢失数据的存储设备都在本发明的包含范围之内。
由于上述设备在断电后会丢失数据,所以如果采用长按开关键、拔电池或断开外接电源等方式强制关机或重启,这部分数据必然会丢失。本发明采用热重启系统,这部分数据得以保留,再通过bootloader,读取这部分数据,提取系统异常情况下的关键信息,并保存到指定分区或本地文件系统中,从而保留第一现场,以方便分析系统异常原因。
进一步地,所述步骤102之后,所述方法包括:
清除所述解析模数。
如果不清除解析模数,后续在正常情形下重启系统,将会引起系统误判需进入解析模式,影响用户的正常使用。
步骤103,根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
进一步地,所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
上述系统日志中的内容和成员变量可根据系统和用户需求设定。系统数据可存储在核心文件、配置文件、日志文件等文件中。系统数据可通过读取任意存储设备获取,存储设备包括断电后会丢失数据的存储设备。
进一步地,所述方法还包括:
根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系
所述读取系统数据,包括:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
上述具有固定文件结构的文件为文件中的各数据都存储在该文件的固定位置上。在需提取的数据存在于核心文件、配置文件等具有固定结构的文件中的情况下,可通过分析上述文件结构,查找关键字等方法生成静态数据文件。静态数据文件保存了需提取的数据在文件中的偏移地址及需提取的数据的对应关系。通过上述静态数据文件和上述待提取文件在存储中的首地址,即可确定要提取的数据在存储中的具体地址,从而提取出对应的数据。
上述解析文件存储有相关代码,上述相关代码用于从上述待提取文件中生成静态数据文件。可通过明确上述待提取文件结构以及查找关键字方法等实现静态文件的生成。
本发明通过先生成静态数据文件的方法,提供了一种提取数据的可实行方法,并具有调高效率的技术效果。
图2为本发明实施例提供的一种系统调试装置的结构示意图,如图2所示,所述装置包括:
热启动单元201,用于在系统出现故障的情况下,热启动系统;
读取单元202,用于热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;
第一生成单元203,根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
进一步地,所述读取单元202,具体用于利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
进一步地,所述装置还包括:
设置单元204,用于设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
进一步地,所述装置还包括:
清除单元205,用于清除所述解析模数。
进一步地,所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
进一步地,所述装置还包括:
第二生成单元206,用于根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系
所述读取单元202,具体用于:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
为使本发明技术方案便于理解,以下提供一种具体的系统调试的实施方法。上述实施方法设计了一种能在SOC系统中发生异常的情况下,热启动系统,并在Bootloader中对RAM中的数据进行解析的方法。能将问题现场的关键信息(例如:Clock、DDR、dmesg、IRQ、runqueue、waitqueue、task、callstacks、vmalloc、vmstat、workqueue等)都提取出来,并保存在指定分区或本地文件系统中。
本发明实施例利用了Warm Reset时SDRAM不掉电,数据不丢失的机制,实现了在Bootloader中恢复问题现场的关键信息,并持久化保存到到存储介质中,能够有效的帮助解决问题。
图3为本发明实施例提供的一种具体的系统调试方法的软件架构示意图。如图3所示,系统共分成三层,用户层(User Space)、核心层(Kernel Space)及Bootloader层。
图4为本发明实施例提供的一种静态数据文件生成流程示意图。如图4所示,vmlinux为待提取文件,且具有固定的文件结构。Kernel Elf info指的是通过GDB命令静态地从带符号表的vmlinux中提取符号的虚拟地址,比如成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值和内核Config配置信息。
Bootloader进入Parser Mode后读取这些数据信息进行解析处理。
图5为本发明实施例提供的一种解析文件结构示意图。如图5所示,Parser hintcreator为本发明实施例中的一种解析文件名称,Parser hint creator用于提取KernelElf info数据,其基本原理是利用GDB工具从带符号表的vmlinux ELF文件中提取静态数据。
此外,也可以在解析文件中预定义了Parser Mode中解析关键信息所依赖的数据,从而可以通过在核心文件中查找关键字的方式生成静态数据文件。研发工程师可以根据解析的依赖和实际需求情况,决定解析文件的结构。
图6为本发明实施例提供的另一种系统调试方法的流程示意图。如图6所示,Parser流程分为2个阶段:
第一阶段:在正常模式的OS Kernel中的初始化阶段:
a)保留DDR Reverse Region用于保存Parser Magic Number,通常保留4个字节即可。
b)初始化SW Watchdog&Parser Mode驱动程序,注册Panic通知链,在BUG_ON等典型的严重Crash点注册Callback函数。
c)在init阶段启动watchdogd服务,设置SW Watchdog Timeout和Pre-Timeout值。
d)watchdogd每隔n秒ping SW watchdog。
e)SW watchdog驱动监听到Kernel panic等重大Crash事件,同时Pre-Timeout中断产生,则调用Parser Mode的驱动接口设置Parser Magic Number。
f)Watchdog Timeout到期,HW SW watchdog重启系统(Warm Reset)。
第二阶段:ParserMode解析阶段:
a)在Bootload中检测Parser Magic Number的值,用于判断是否进入ParserMode。
b)在Bootloader中进入Parser Mode并执行Parser logs command。根据不同的Bootloader,可调用Commandline或直接调用函数接口。
c)解析完成以后,清除Parser Magic Number,这一步是为了防止系统再次WarmReset以后,因为Magic Number未被清除而造成系统误判,随后重启系统进入正常模式。
以上详细阐述中的描述,介绍了Parser Mode设计中的典型流程、典型数据结构、典型参数等。但在实际编码和实现过程中,可根据实际项目的情况灵活的进行优化和调整。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种系统调试方法,其特征在于,所述方法包括:
在系统出现故障的情况下,热启动所述系统;
热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;
根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
2.根据权利要求1所述的使用方法,其特征在于,
所述利用bootloader,读取系统数据包括:
利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
3.根据权利要求1所述的使用方法,其特征在于,
所述热启动系统之前,所述方法还包括:
设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
4.根据权利要求3所述的使用方法,其特征在于,
所述利用bootloader,读取系统数据之后,所述方法包括:
清除所述解析模数。
5.根据权利要求1至4任一项所述的使用方法,其特征在于,
所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
6.根据权利要求1至4任一项所述所述的使用方法,其特征在于,
所述方法还包括:
根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系;
所述读取系统数据,包括:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
7.一种系统调试装置,其特征在于,所述装置包括:
热启动单元,用于在系统出现故障的情况下,热启动系统;
读取单元,用于热启动过程中,利用bootloader,读取系统数据;
第一生成单元,根据所述系统数据,生成系统日志,其中,所述系统日志用于系统调试。
8.根据权利要求7所述的使用装置,其特征在于,
所述读取单元,具体用于利用bootloader,从设备中读取系统数据,其中,所述设备为断电会丢失数据的设备。
9.根据权利要求7所述的使用装置,其特征在于,
所述装置还包括:
设置单元,用于设置解析模数,其中,所述解析模数用于使系统启动过程中,利用bootloader,读取系统数据,并生成系统日志。
10.根据权利要求9所述的使用装置,其特征在于,
所述装置还包括:
清除单元,用于清除所述解析模数。
11.根据权利要求7至10任一项所述的使用装置,其特征在于,
所述系统日志包括以下至少之一:成员变量在结构体中的偏移地址,结构体的大小,宏变量值及内核配置信息。
12.根据权利要求7至10任一项所述的使用装置,其特征在于,
所述装置还包括:
第二生成单元,用于根据待提取文件、配置文件及解析文件,生成静态数据文件,其中,所述待提取文件具有固定文件结构,所述静态数据文件保存了系统数据在待提取文件中的偏移地址及系统数据的对应关系;
所述读取单元,具体用于:
根据所述静态数据文件,读取系统数据。
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