[发明专利]用于调试在多核架构中执行的多线程程序的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及在多核架构中进行调试的方法和设备。 

背景技术

近年来，为了使硅效率(即，“应用可实现的”MIP/mm²或MIP/mW)最大化，出现了一种制造包含多个核的处理器的趋势。这种多核架构理想地适于运行基于线程的应用，因为线程定义了包含执行状态、指令流和数据组的自主工作包，该线程通过定义可以与其他线程并行执行。然而，这种并行执行对在这些多核架构上使用的软件调试进程引入了另外的问题。软件调试是对计算机应用的执行中的错误进行定位和改正的总称。 

软件调试所面临的关键问题之一是海森堡臭虫(Heisenberg bug)(也称为“探针效应(probe effect)”)。出于调试目的(例如，为了提高系统诊断的级别)而添加的任意代码都可能稍微改变同时和/或并行执行的线程的定时。这带来了程序缺陷(bug)被掩饰的风险，这些程序缺陷在同应用的发行版本中可能会被发现。另外，难以在生成中存在很多调试代码时提取有意义的性能测量值和测定值(instrumentation)。这是因为如高速缓存和耳连性能的二级效应可能会受到附加代码的影响，并且对代码大小有更明显的影响。 

另外，由于其开发中使用了很多资源，所以对于提高为这种多核架构开发的软件的可重用性存在不断增长的需求。过去，用于多核架构的应用是在定制的基础上编写的，从而开发出可移植性很差的硬件专用应用。另外，这些应用的调试也非常特殊。 

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种对多核处理器架构中的线程执行进行监测的方法，该多核处理器架构包括用于处理这些线程的多个互连的处理器元件，该方法包括：接收多个线程参数指示符，这些线程参数指示符表示与一个或多个线程的功能和/或标识有关的多个参数；将这些线程参数指示符中的至少一些与第一多个预定标准进行比较，每一个预定标准都代表了感兴趣的指示符；以及根据作为所述比较的结果被识别为感兴趣的线程参数指示符来生成输出。 

这提供了以下的能力：在线程级别对在多核处理器架构上运行的应用进行调试和跟踪，而无需出于线程级别调试的目的而专门添加代码。另外，还提供了以下的优点：使得能够对多核架构应用进行调试，而不需要引入附加代码而因此引入探针效应。 

根据本发明的另一方面，提供了一种用于多核处理器架构的线程级别软件调试控制器，该多核处理器架构具有多个互连的处理器元件，每一个元件都提供用于处理线程的资源，所述调试控制器与所述处理器元件中的每一个进行通信，并且包括用于对该多核处理器架构中的线程的分配和执行进行监测的监测器逻辑。 

附图说明

本发明可以按照多种方式来实现，下面将参照附图并通过示例的方式来描述某些实施例，在附图中： 

图1示出了典型的多核处理器架构系统的逻辑布局的示意性框图； 

图2示出了图1的逻辑布局的一种示例性实现的示意性框图，其中线程管理和分配控制器与专用存储器设备和控制器客户端(client)一起结合在通用多核处理器架构中； 

图3再次以框图的形式示出了结合有图2的元件的基于现有的片上系统(SoC)总线的架构的示例； 

图4示出了图1、2和3的控制器的外部连接的更详细视图； 

图5示出了图2和3的存储器设备的更详细视图； 

图6示出了图2、3和4的控制器的内部构成的更详细视图； 

图7示出了如图2和3所示的控制器客户端的示意性框图； 

图7B示出了在单个控制器客户端用作用于多个处理资源的代理的情况下该系统的示意性框图； 

图8示出了硬件控制器客户端的更详细示意性框图； 

图9示出了线程描述符、控制器、处理资源和共享系统存储器之间的典型关系； 

图10示出了根据本发明实施例的结合有调试架构的典型多核处理器架构系统的逻辑布局的一种示例性实现的示意性框图。在图10中，控制器用作用于调试控制的中心仲裁器； 

图10b示出了根据本发明实施例的结合有调试架构的典型多核处理器架构系统的逻辑布局的另一示例性实现的示意性框图。在图10b中，不是本发明的一部分的附加组件提供了包括控制器的多核处理器架构内的所有核之间的调试事件集合； 

图11示出了图10和10b的线程调试控制器的外部连接的更详细视图；