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从单步执行指令的实现原理到iringbuf实现细节
在cpu_exec函数和execute函数中有那么几个变量不是很起眼:g_nr_guest_inst和g_print_step,这两个都是全局变量.
g_nr_guest_inst很简单,就是记录执行的客户程序的指令数量.
关于单步执行的关键变量就是这个g_print_step变量.
cmd_c指令就是单步执行指令的传参n为无穷大,执行无穷多的指令.
所以如果如果si指令的参数n,如果小于10,那么就是符合程序员的想法,要单步执行10(及以下),如果大于10条,我们认为,就不是要单步执行了,而是直接执行完毕所有的指令.(10可以改变,更改MAX_INST_TO_PRINT).
如果n < MAX_INST_TO_PRINT,那么g_print_step就是true.
在execute函数中,进行for循环
这里的for循环的迭代次数就是传入的上述参数.
先是调用exec_once函数,这个函数用于进一步调用执行cpu的函数,以及进行条件定义CONFIG_ITRACE,进行一系列的信息存储.
进一步了解nemu的双线记录以及panic的输出
第一线记录就是记录到nemu-log.txt文件中:
init_log中log_file的指向,被赋值给log_fp
然后在utils.h文件还中定义了log_write宏对这一系列的写入文件和便利哪个log_fp进行包装.
对log_write进行进一步的包装就是_Log宏.
对于log_write函数以及另一条记录线在trace_and_difftest函数中运用.
这里,调用trace_and_difftest函数
trace_and_difftest函数
在第一个条件执行命令中,ITRACE_COND(默认是被定义的)
那么调用log_write宏(trace_and_difftest宏是在execute的for循环中每一条指令被执行之后就被调用.
这里就是默认就是把每一条指令执行的信息记录到nemu-log.txt文件中.
那么接下来就是另一个if语句,根据g_print_step bool变量判断是否在执行si指令,然后按照指令的规则,进行打印指令信息.
而_Log宏,进行了更加规范化的格式打印,关于FILE,LINE,func以及一些宏的变参系统.
Log宏又是对_Log宏进行的封装.
其他的信息的记录,都是通过Log宏进行的,一般在statistic函数,cpu_exec函数的后续执行中.
具体指令的执行信息的来源.
指令信息的来源,是一定要深入的执行指令的函数中.
execute不够深,而是在exec_once函数中
先明确一下,对于Decode结构体分析(之前分析过),那么里面是有一个128字节长的logbuf.
这个logbuf变量也是根据条件IFDEF中的CONFIG_ITRACE宏来决定是否会被定义.
根据CONFIG_ITRACE进行条件编译代码.
在exec_once中,logbuf变量被赋值给了p.
由p来进行处理指令地址(s->pc)
然后指令二进制码(isa.inst.val)
获取指令定义中的指令符号
然后进行反汇编.
这些全部被记录到了p变量中的地址(logbuf)
panic宏
panic宏是对Assert宏的包装,这个panic的使用是在一些未实现的函数,和内存地址溢出的时候调用.
关于Assert函数,是直接调用assert函数,程序直接退出,不会是nemu的正常清理程序.
而是直接输出尽可能多且有用的信息,然后调用assert,并不走会cpu_exec函数的那一套.
额外的错误出现信息的逻辑路径:
execute函数的for循环中,每一次循环都会检查nemu的状态.
也就是说在exec_once函数中存在设置nemu状态的代码
exec_once call isa_exec_once, isa_exec_once调用decode_exec
在decode_exec中如果匹配到了ebreak指令,会调用NEMUTRAP宏.
NEMUTRAP宏会调用set_nemu_state函数,传入NEMU_END参数,这样表示程序是完全执行完毕了.
如果decode_exec中匹配到了inv指令,那么就说明这是一条未知指令,会调用invalid_inst函数,直接传入thispc参数.
invalid_inst函数会打印出当前pc,然后告诉你,这条pc上的指令,你没有实现/指令的操作码写的不对.然后直接调用set_nemu_state函数,传入NEMU_ABORT参数.
不熟悉的综合程序错误情况
指令二进制码实现正确,但是操作出错,那么会在测试程序的check函数中出现错误,check函数会调用…
指令二进制吗实现错误,那么直接调用invalid_inst,告诉你好玩的消息,然后退出你的程序.
程序出错,出现了内存访问溢出,那么会直接输出相关消息,然后调用assert函数.
大致的信息输出和输出通道以及状态变换的几条不熟悉的路径
iringbuf实现原理
首先,在程序明显已经指示错误并且已经要退出的地方,根据上述的分析,我们可以知道不同的错误出现,都会及时的回到cpu_exec函数的switch代码块中或者回到out_of_bound函数代码中,在这两个地方进行输出buf非常合理
指令信息的来源:指令信息是采用循环结构,iringbuf,填写这个buf的时候是在trace_and_difftest函数中添加:因为根据上述的指令信息采集和处理的代码分析,我们理应该多复用已经存在的代码,并且添加更少的代码来达到合理且高效的目的.同时,这个iringbuf功能应该是和CONFIG_ITRACE_COND宏绑定在一起,这个可以在编译的时候,选择性添加的功能.
check函数的检查错误
check函数的检查,对于调试几乎没有帮助
因为check函数定义在trap.h文件中,这里调用的check函数在交叉编译的时候,会被编译成对应的跳转地址代码块.
当出现错误的时候,会跳转到check代码块,然后结束程序,并且出现bad trap.itrace会给出最后10条指令.
这里几乎不会出现有价值的调试信息.
check函数唯一给的信息,就是不对,是指令的操作码对的,但是操作不对.
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