DT10是新一代的動态測試工具，可以長(cháng)時(shí)間跟蹤記錄目标程序執行情況，獲取目标程序動态執行數據，幫助進(jìn)行難于重現的Bug錯誤分析，覆蓋率檢測，性能(néng)測試，變量跟蹤，多任務程序等等功能(néng)。
 
VxWorks在國(guó)内航天軍工、軌道(dào)交通等實時(shí)性要求較高的領域應用非常廣泛，其提供多任務，中斷等機制較好(hǎo)的滿足實時(shí)嵌入式領域的需求，然而開(kāi)發(fā)VxWorks多任務程序過(guò)程中，常常碰到令人頭疼的多任務程序阻塞或死鎖等問題，例如某個task所占用時(shí)間過(guò)長(cháng)導緻其他task不能(néng)正常執行等等問題。
 
本文介紹如何通過(guò)DT10檢測和調試VxWorks程序多任務阻塞死鎖相關問題。

一、VxWorks環境

 
啓動FTP Server，并設置Users/rights…

 
啓動VxWorks目标闆，如下圖所示VxWorks啓動成(chéng)功：

 
啓動Target Server和Shell：

 
二、兩(liǎng)個簡單Tornado事(shì)例程序

 
Multi_Task.c 
                       “ 
                        #include "vxworks.h" 
                        #include "semLib.h" 
                        #include "stdio.h"

                        #define TEST_NUM 10

                        SEM_ID semB; 
                        int global; 
                        int isTask1Running=1; 
                        int isTask2Running=1;

                        static void task1(void) 
                        { 
                        int i=0; 
                        while(i<TEST_NUM) 
                               { 
                        printf("<taske1>take sem\n"); 
                        semTake(semB,WAIT_FOREVER); 
                        printf("<taske1>get sem\n"); 
                        global++; 
                        printf("<taske1>global=%d\n",global); 
                        taskDelay(100); 
                        semGive(semB); 
                        printf("<taske1>give sem\n"); 
                        i++; 
                               } 
                               isTask1Running=0; 
                        } 
                        static void task2(void) 
                        { 
                        int i=0; 
                        while(i<TEST_NUM) 
                               { 
                        printf("<taske2>take sem\n"); 
                        semTake(semB,WAIT_FOREVER); 
                        printf("<taske2>get sem\n"); 
                        global--; 
                        printf("<taske2>global=%d\n",global); 
                        taskDelay(200); 
                        semGive(semB); 
                        printf("<taske2>give sem\n"); 
                        i++; 
                               } 
                               isTask2Running=0; 
                        }

                        static void task3(void) 
                        { 
                        while((isTask1Running==1)||(isTask2Running==1)) 
                               { 
                               taskDelay(100); 
                               } 
                               printf("Bye Bye, Both Task1 and Task2 are finished!"); 
                        }

                        void ex3_test() 
                        { 
                        int taskId1,taskId2; 
                        int t1_pri=91; 
                        int t2_pri=90; 
                        semB=semBCreate(SEM_Q_FIFO,SEM_FULL); 
                               taskId1=taskSpawn("t1",t1_pri,0x100,0x1000,task1, 
                                      0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 
                               taskId2=taskSpawn("t2",t2_pri,0x100,0x1000,task2, 
                                      0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 
                               taskId2=taskSpawn("t3",t1_pri+1,0x100,0x1000,task3, 
                                      0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 
                         }

                          ”

Dead_lock.c

                        “

                         #include "vxWorks.h" 
                         #include "semLib.h" 
                         #include "taskLib.h" 
                         #include "stdio.h"

                         voidtaskA(); 
                         voidtaskB(); 

                         SEM_ID sem_1; 
                         SEM_ID sem_2; 

                         voidvxmain() 
                         {

                                sem_1 = semMCreate(SEM_Q_FIFO); 
                                sem_2 = semMCreate(SEM_Q_FIFO); 

                                taskSpawn("tA", 80, 0, 0x1000, (FUNCPTR)taskA, 
                                       0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 

                                taskSpawn("tB", 80, 0, 0x1000, (FUNCPTR)taskB, 
                                       0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 
                          } 

                          /*------------------------------------------------- 
                          the 2 tasks 
                          -------------------------------------------------*/ 
                          voidtaskA() 
                          { 
                                 semTake(sem_1, WAIT_FOREVER); 
                                 printf("Task A took sem_1, try to take sem_2\n"); 

                                 taskDelay(60); /* allow task B to run */

                                 semTake(sem_2, WAIT_FOREVER); 

                                 printf("Task A took sem_1 & sem_2!\n"); /* can never get here */ 
                          } 

                          voidtaskB() 
                          { 
                                 semTake(sem_2, WAIT_FOREVER); 
                                 printf("Task B took sem_2, try to take sem_1\n"); 

                                 //semTake(sem_1, WAIT_FOREVER); 

                                 printf("Task B took sem_1 & sem_2!\n"); /* can never get here */ 
                           } 
                            ”

 
上述兩(liǎng)段程序均使用了VxWorks庫函數taskSpawn創建多個task。 multi_task.c文件中創建了三個task，task1, task2會(huì)設置标志isTask1Running, isTask2Running，當task1,task2結束後(hòu)，task3才結束。Dead_lock.c文件中創建taskA, taskB，并通過(guò)信号量進(jìn)行同步。當然，如果你仔細研究代碼，這(zhè)兩(liǎng)段代碼中，均存在某個task不能(néng)正常結束的情況。

 
下面(miàn)我們將(jiāng)通過(guò)DT10提供的相關debug和測試的功能(néng)，幫助查找并定位相關問題。

 
三、創建DT10工程

 
在DT10中點擊File->New創建一個工程，并設定工程名稱，指定被(bèi)測試文件目錄和DT10工程存放路徑，設定Connection方式（DT10支持多種(zhǒng)與目标機的連接方式）爲Ethernet(Without Tracer)，工程創建好(hǎo)後(hòu)，如下圖：

 
然後(hòu)點擊Plan->New Test Point Insertion…，對(duì)test.c文件自動插入FuncIn, FuncOut測試點。測試點插入完畢後(hòu)，如下圖。DT10除了支持FuncIn，FuncOut測試點，還(hái)支持CPU壓力測試點，變量測試點，Event Trigger測試點等，幫助用戶對(duì)系統的CPU，任務，變量等進(jìn)行監控。

 
測試點插入後(hòu)，我們在VxWorks構建環境Tornado中重新對(duì)上述項目進(jìn)行編譯鏈接，如下圖：

 
四、執行程序并收集測試結果

 
1. 啓動DT10監聽測試結果程序，如下圖：

 
2. 在Tornado Shell中啓動被(bèi)測試程序，直接在Shell中鍵入vxmain即可，如下圖：

 
五、分析測試結果

 
通過(guò)DT10自動插入測試點，程序在執行過(guò)程中，在每個測試點位置，目标程序會(huì)發(fā)出一個信号告知DT10程序執行到該測試點，這(zhè)樣(yàng)DT10收集所有測試日志數據後(hòu)，然後(hòu)通過(guò)DT10的分析功能(néng)，可以得到包括每個函數的執行時(shí)間，代碼的覆蓋率信息，以及程序執行路徑等圖形化報告，下面(miàn)我們重點介紹通過(guò)DT10的哪些功能(néng)，幫助我們定位程序死鎖或阻塞的問題。

 
1. 通過(guò)測試日志了解任務阻塞或死鎖情況

 
首先我們看如何通過(guò)DT10的測試日志幫我們查找到任務死鎖的問題。如下圖，我們看到DT10的獲取到的測試日志報告：

 
結論：通過(guò)DT10測試日志中的FuncIn, FuncOut測試點，很容易找到目标程序運行過(guò)程中是否存在某個任務或者函數被(bèi)阻塞，這(zhè)對(duì)于同時(shí)啓動很多個task的程序而言，可以了解哪些任務是否存在阻塞情況。

 
2. 通過(guò)覆蓋率信息查看任務函數執行完整情況

 
另外通過(guò)DT10的覆蓋率信息，也可以從側面(miàn)了解某個函數或任務是否被(bèi)執行完整，是否發(fā)生阻塞導緻任務函數未退出。

 
結論：通過(guò)覆蓋率測試，一方面(miàn)，使得在軟件測試過(guò)程中，可以幫助我們了解測試是否完整，測試用例是否存在遺漏，被(bèi)測試代碼是否存在冗餘；另外一方面(miàn)，覆蓋率的信息對(duì)于我們調試代碼也有一定的幫助；

 
3. 通過(guò)DT10的函數執行時(shí)間了解更多信息

 
通過(guò)DT10的函數執行時(shí)間報告，可以知道(dào)每個函數的執行時(shí)間，并且該執行時(shí)間精确到納秒級，同時(shí)可以知道(dào)每個函數執行的次數。如下圖：

 
我們看到該例程中，vxmain和taskB函數執行次數爲1次，執行時(shí)間爲883us和1116us，而taskA的執行次數爲0，執行時(shí)間爲0。這(zhè)樣(yàng)對(duì)于程序員，即可重點關注taskA是否存在問題。除了本例程中這(zhè)種(zhǒng)情況，在實際程序中，程序中的任務可能(néng)會(huì)執行成(chéng)千上萬次，如果在DT10的函數執行時(shí)間報告中，發(fā)現某函數或者任務的某次執行時(shí)間特别長(cháng)，舉例，比如某個TaskC，執行次數爲9999次，其中9998次的執行時(shí)間都(dōu)爲1ms左右，另外有一次執行時(shí)間卻爲30s，那麼(me)就(jiù)需要仔細查看這(zhè)一次30s函數執行過(guò)程是什麼(me)邏輯路徑。通過(guò)DT10可以看到每次代碼執行路徑，從而精确查看爲什麼(me)本次執行時(shí)間爲30s，是否存在問題。這(zhè)種(zhǒng)情況在多任務程序中經(jīng)常碰到，比如某個低優先級的任務可能(néng)被(bèi)其它高優先級的任務阻塞，從而導緻該任務執行時(shí)間變長(cháng)。

 
結論：通過(guò)DT10了解每個函數執行時(shí)間，執行次數，以及每次執行過(guò)程中代碼執行邏輯路徑，從而幫助用戶更細緻的了解代碼執行情況，幫助用戶定位和分析代碼中隐藏的bug。

 
上面(miàn)重點對(duì)dead_lock.c的結果重點進(jìn)行分析了，對(duì)于multi_task.c的分析類似。有興趣試用并了解DT10的朋友可以聯系我們申請試用。