Seminar PikeOS Debugging, Tracing und Monitoring

Dieses Einzelseminar vermittelt die methodische Diagnose komplexer PikeOS-Fehler mit Debugger, Ereignisspuren, Statusdaten und reproduzierbaren Gegenproben. Die Inhalte sind auf technische Umsetzbarkeit, nachvollziehbare Konfiguration und einen kontrollierten Betrieb ausgerichtet. Theorie, Demonstrationen und Laboraufgaben greifen unmittelbar ineinander.

Jeder Arbeitsschritt beginnt mit einer fachlichen Entscheidung, wird anschließend in CODEO oder am Zielsystem umgesetzt und endet mit einer prüfbaren Kontrolle. Dadurch entsteht kein reines Produktwissen, sondern ein belastbarer Arbeitsablauf für Entwicklung, Integration, Prüfung und Betrieb.

Inhaltsübersicht

1. Beobachtbarkeit und Diagnosekonzept
2. Quellnahes Debugging
3. Tracing, Ereignisse und Laufzeitanalyse
4. Systematische Ursachenanalyse
5. Fault Injection und Robustheitsprüfung
6. Betriebsbaseline und Änderungsdisziplin

Zielgruppe

PikeOS-Entwickler, Systemintegratoren, Test- und Supportingenieure sowie technische Betriebsverantwortliche.

Voraussetzungen

PikeOS-Grundkenntnisse, sichere C- oder C++-Kenntnisse und Erfahrung mit Build- und Laufzeitfehlern.

Lernziele

• Ein Diagnosekonzept passend zum Fehlerbild und zur Partitionsgrenze auswählen.
• Debugger und Trace mit möglichst geringem Einfluss auf das Zielsystem einsetzen.
• Zeitlich verteilte Ereignisse über mehrere Partitionen korrelieren.
• Ursachen durch Hypothesen und Gegenproben von Folgefehlern trennen.
• Korrigierte Fehlerfälle als automatisierte Regression erhalten.

Seminarinhalte

Beobachtbarkeit und Diagnosekonzept

1. Schritt 1: Fehlerbild, erwartetes Verhalten und betroffene Ausführungskontexte präzisieren.
2. Schritt 2: Logs, Statuswerte, Debugger und Trace nach Informationsbedarf auswählen.
3. Schritt 3: Messung so begrenzen, dass Zeitverhalten und Isolation möglichst wenig verändert werden.
4. Schritt 4: Eine Diagnosematrix aus Symptomen, Datenquellen und nächsten Prüfschritten erstellen.

Quellnahes Debugging

1. Schritt 1: Debug-Konfiguration, Symbole und Zielverbindung korrekt vorbereiten.
2. Schritt 2: Breakpoints, Watchpoints, Register- und Speicheransichten gezielt einsetzen.
3. Schritt 3: Partitionen und Ausführungskontexte unterscheiden, ohne andere Bereiche unnötig zu beeinflussen.
4. Schritt 4: Einen reproduzierbaren Fehlerpfad mit Beobachtung, Hypothese und Gegenprobe dokumentieren.

Tracing, Ereignisse und Laufzeitanalyse

1. Schritt 1: Messziel, Ereignisklassen und notwendige Zeitauflösung festlegen.
2. Schritt 2: Trace-Erfassung mit begrenztem Einfluss auf das Zielsystem konfigurieren.
3. Schritt 3: Zeitachsen, Zustandswechsel und Kommunikationsereignisse korrelieren.
4. Schritt 4: Aus Messdaten eine belastbare Ursache-Wirkungs-Kette ableiten.

Systematische Ursachenanalyse

1. Schritt 1: Fehler reproduzieren und Eingaben, Konfiguration sowie Zeitbezug sichern.
2. Schritt 2: Hypothesen nach Wahrscheinlichkeit und Prüfbarkeit ordnen.
3. Schritt 3: Je Hypothese eine eindeutige Gegenprobe durchführen.
4. Schritt 4: Ursache von Folgefehlern und zufälligen Begleiterscheinungen trennen.

Fault Injection und Robustheitsprüfung

1. Schritt 1: Fehlerfälle aus Architektur, Schnittstellen und bisherigen Befunden ableiten.
2. Schritt 2: Zeitüberschreitung, ungültige Daten, Ressourcenausfall und Absturz kontrolliert erzeugen.
3. Schritt 3: Begrenzung, Diagnose und Wiederanlauf anhand erwarteter Zustände beobachten.
4. Schritt 4: Test nach Korrektur automatisiert als Regression erhalten.

Betriebsbaseline und Änderungsdisziplin

1. Schritt 1: Versionen von Systemsoftware, Toolchain, BSP, Konfiguration und Anwendung gemeinsam erfassen.
2. Schritt 2: Start-, Diagnose- und Wiederanlaufverfahren als Betriebscheckliste formulieren.
3. Schritt 3: Änderungen mit technischer Begründung, Prüfumfang und Rückfalloption dokumentieren.
4. Schritt 4: Eine freigabefähige Baseline von experimentellen Ständen eindeutig trennen.

Praxisübungen

• Startfehler anhand von Bootausgabe, Debugsymbolen und Konfiguration eingrenzen.
• Kommunikationsstörung über Sender-, Kanal- und Empfängersicht analysieren.
• Zeitfehler mit Trace-Zeitachse und Schedulingdaten bestimmen.
• Fault-Injection-Test nach Fehlerkorrektur als Regression dokumentieren.

Arbeitsweise

Kurze Fachblöcke werden unmittelbar durch Demonstrationen und geführte Übungen ergänzt. Konfigurationen, Quelltexte, Prüfprotokolle und Checklisten werden in einer konsistenten Laborumgebung geführt. Fehlerbilder werden nicht nur behoben, sondern systematisch eingegrenzt und dokumentiert.