调试机器级程序

调试过程用于查找和删除程序或软件中的错误。在此过程中，将在执行、机器码和程序逻辑中识别出错误。在这里，借助与代码执行相关的逐步信息来识别程序中的故障。

调试机器码

借助原理图构建电路和将汇编语言转换为机器码是同一件事。借助调试，我们能够确定以下内容

• 程序流程
• 代码循环
• 寄存器的值
• 进入 if 或 else 语句
• 计算检查
• 函数的入口和出口点

以下描述了一些常见的错误来源

• 选择错误代码。
• 指定不正确的跳转位置。
• 用十进制代替十六进制，写下内存地址。
• 在跳转指令上，如果我们指定了不正确的内存地址。
• 如果我们未能清除进位寄存器。
• 如果我们忘记指令的第二个或第三个字节。
• 在跳转指令之前，如果我们忘记设置标志。
• 当我们添加两个数字并且未能清除累加器时。
• 如果我们使用了不当的旋转指令组合。
• 在跳转指令期间，如果我们没有颠倒高字节和低字节的顺序。

调试过程基本上分为两个部分，如下所述

静态调试

这种调试与对电路板的视觉检查相同。在这种调试中，我们只拿一张纸和一支笔，尝试在机器码和流程图中查找错误。借助静态调试很难捕获一些代码错误。在这里，我们只是尝试理解程序的结构和代码逻辑，以便我们能够找到并删除错误。

在详尽的情况下，错误会随机弹出。错误大多出现在重用和扩展代码的情况下。当错误显现时，我们尝试借助逐步执行测试用例并尝试调试会话来重现该问题。有时我们的运气很好，并且我们很容易重现问题。假设我们想确定某种组合，以便我们可以触发域效应，因此错误会显现出来。在这种情况下，该过程可能需要数小时甚至数天的努力。借助静态调试，我们能够更快、更主动地找出问题区域。

动态调试

在这种调试中，借助单步技术，或者借助断点技术，在每条指令执行后观察寄存器的数据或输出，或者在执行一组指令后观察寄存器的数据或输出。单板微处理器的工具和技术通常使用动态调试。这些工具和技术描述如下

1. 单步执行

在这种技术中，我们一次只能执行一条指令。在这里，我们基本上观察每条指令的输出。借助硬件逻辑电路构建此技术。仅当我们按下单步运行键时，我们才会观察内存位置和寄存器的数据。由于这个键，我们将能够发现以下内容

• 不正确的地址
• 丢失代码或不正确的数据
• 循环中的不正确的跳转位置

对于大型循环，这种调试非常耗时和令人疲倦。因此，我们可以通过减少迭代次数而不是循环 n 次来检查循环的有效性。对于短程序，非常有用的技术是单步技术。

2. 断点

软件例程和断点设施彼此类似。由于断点，我们能够分段执行程序。借助 RST 指令，可以设置断点。按下执行键后，程序将执行到断点。可以借助寄存器检查预期结果。假设我们借助断点设施隔离了程序中包含错误的片段。之后，我们可以使用单步设施来调试该片段。它可用于检查以下内容

• 中断
• 定时循环
• I/O 部分

动态断点是用户特定的。当我们的程序到达异常类或特定语句时，此时将触发断点。当用户注销时，断点将自动删除。我们总共能够设置 30 个动态断点，而无需更改源代码。此断点可以在运行时创建、删除或停用。如果程序被其他用户锁定，我们甚至可以为该程序设置动态断点。

3. 寄存器检查

借助寄存器检查键，我们能够检查微处理器寄存器的内容。我们可以将此技术与分解设施或单步设施结合使用。