Отладчик для операционной системы реального времени: проблемы мультиплатформенности

В этой статье мы расскажем о проекте по разработке отладчика для мультиплатформенной операционной системы реального времени JetOS, созданной для гражданских авиационных систем. Она предназначена для работы в рамках архитектуры Интегрированной Модульной Авионики (ИМА) и реализует ARINC 653 спецификацию API. Эта операционная система разрабатывается в институте системного программирования РАН, и важным шагом в ее создании является разработка инструмента для отладки пользовательских приложений. В этой статье будут рассмотрены проблемы особенностей отладчика для операционной системы реального времени и показаны методы, которыми достигается его мультиплатформенность, а также легкая переносимость на новую платформу. Более того, были рассмотрены другие отладчики для встраиваемых операционных систем, такие как CodeWarrior, отладчики для WxWorks и L4Ka::Pistachio, а также был изучен их функционал. В заключение мы представим наш отладчик, который может работать как в эмуляторе QEMU, используемом для эмуляции окружения для JetOS, так и на целевой машине на всех поддерживаемых платформах. Представленный отладчик является удаленным и построен с использованием структуры GDB, но содержит ряд расширений, специфичных для отладки встроенных приложений. Сама структура отладчика была разделена на архитектурно зависимые и независимые части, что помогает облегчить перенос отладчика на новую платформу. В то же время наш отладчик удовлетворяет большинству требований, налагаемых к отладчику операционной системы реального времени, а также уже используется разработчиками приложений для Jet OS.

отладчик, операционные системы, операционная система реального времени, мультиплатформенность

1. Lauterbach GmbH, “RTOS debugger for VxWorks”, November 2015 http://www2.lauterbach.com/doc/rtosvxworks.pdf

2. Lauterbach GmbH, “RTOS-VxWorks”, 18 August 2014 http://www2.lauterbach.com/pdf/rtos_vxworks.pdf

3. Freescale Semiconductor, Inc. CodeWarrior Debugger, December 2, 2004 http://www.nxp.com/assets/documents/data/en/reference-manuals/Engine_PPCRM.pdf

4. System Architecture Group University of Karlsruhe. “The L4Ka::Pistachio Microkernel”. May 1, 2003 http://www.l4ka.org/l4ka/pistachio-whitepaper.pdf

5. Wind River Systems, Inc “VxWorks Product Overview”, March 2016 http://www.windriver.com/products/product-overviews/VxWorks-Product-Overview-Update.pdf

6. Free Software Foundation, Inc. “Debugging with gdb: the gnu Source-Level Debugger”, The Tenth Edition