Разработка отладчика для операционной системы реального времени

В этой статье мы расскажем о проекте по разработке отладчика для 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 следующим шагом в ее разработке стало создание инструмента для отладки пользовательских приложений. Также в этой статье будут рассмотрены основные требования к такому отладчику и показана разница между ним и обычным отладчиком, используемым разработчиками настольных приложений. Более того, были рассмотрены другие встраиваемые операционные системы, такие как WxWorks, Fiasco OS, L4Ka::Pistachio и отладчики для них, 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. Представленный отладчик является удаленным и построен с использованием структуры GDB, но содержит ряд расширений, специфичных для отладки встроенных приложений. Однако реализация отладчика пока не завершена и существует целый ряд задач по улучшению удобства и возможностей отладчика, но на текущий момент он является уже более функциональным, чем обычный отладчик GDB для QEMU и, в отличие от других рассмотренных систем и их отладчиков, где разработчики могут использовать некоторые функции для отладки приложений, но не все, что нам нужны, наш отладчик удовлетворяет большинству поставленных требований и ограничений, а также уже используется разработчиками приложений для JetOS.

отладчик, GDB, ОСРВ, удаленный отладчик, операционная система реального времени

1. F. Mehnert, J. Glauber and J. Liedtke, “Fiasco Kernel Debugger Manual” Dresden University of Technology, Department of Computer Science, November 2008

2. (https://os.inf.tu-dresden.de/fiasco/doc/jdb.pdf)

3. Lauterbach GmbH, “RTOS debugger for VxWorks”, November 2015

4. (http://www2.lauterbach.com/pdf/rtos_vxworks.pdf)

5. Lauterbach GmbH, “RTOS-VxWorks”, 18 August 2014

6. (http://www2.lauterbach.com/doc/rtosvxworks.pdf)

7. System Architecture Group University of Karlsruhe. “The L4Ka:: Pistachio Microkernel”. May 1, 2003

8. (http://www.l4ka.org/l4ka/pistachio-whitepaper.pdf)

9. Wind River Systems, Inc “VxWorks Product Overview”, March 2016

10. (http://windriver.com/products/product-overviews/2691-VxWorks-Product-Overview.pdf)

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

12. (https://software.intel.com/sites/default/files/article/365160/gdb.pdf)