[發(fā)明專利]一種基于Linux內(nèi)核頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910086939.3
• 申請(qǐng)日: 2009-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN101604283A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;王政;李子星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/34
• 分類號(hào): G06F11/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李新華;徐開翟

1.一種基于Linux內(nèi)核進(jìn)程頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)引導(dǎo)程序創(chuàng)建出一個(gè)子進(jìn)程來執(zhí)行要統(tǒng)計(jì)內(nèi)存訪問模型的目標(biāo)程序，在目標(biāo)程序執(zhí)行之前，父進(jìn)程通過向Linux內(nèi)核添加的系統(tǒng)調(diào)用a來啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)過程，并將要統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)進(jìn)程號(hào)傳遞進(jìn)內(nèi)核；

(2)另外申請(qǐng)一個(gè)頁表，稱之為假頁表，假頁表中對(duì)于非代碼段的頁面只保留一項(xiàng)，如果當(dāng)前進(jìn)程沒有一直訪問某個(gè)地址，則對(duì)非代碼段的每次內(nèi)存訪問都會(huì)產(chǎn)生缺頁中斷；如果當(dāng)前進(jìn)程一直訪問某個(gè)地址，則對(duì)非代碼段的每次內(nèi)存訪問都不會(huì)產(chǎn)生缺頁中斷；在切換到目標(biāo)進(jìn)程的時(shí)候?qū)⒓夙摫淼牡刂穫鬟f給cr3寄存器，使操作系統(tǒng)與假頁表建立聯(lián)系；

(3)目標(biāo)進(jìn)程開始執(zhí)行，由于使用了假頁表，目標(biāo)程序的每次訪問內(nèi)存都會(huì)觸發(fā)缺頁中斷，在處理缺頁中斷時(shí)，記錄訪問的內(nèi)存頁號(hào)和訪問次數(shù)，即內(nèi)存訪問模型；通過向Linux內(nèi)核添加的系統(tǒng)調(diào)用c將內(nèi)存訪問模型數(shù)據(jù)取出到用戶態(tài)；

(4)目標(biāo)進(jìn)程執(zhí)行完后，通過向Linux內(nèi)核添加的系統(tǒng)調(diào)用b結(jié)束統(tǒng)計(jì)過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Linux內(nèi)核進(jìn)程頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法，其特征在于：在所述步驟(1)中系統(tǒng)調(diào)用a為向Linux內(nèi)核中添加的新系統(tǒng)調(diào)用，用來啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)過程和變量初始化工作；系統(tǒng)調(diào)用a首先判斷要統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)進(jìn)程號(hào)是否已經(jīng)設(shè)置，如果已經(jīng)設(shè)置，說明另一個(gè)內(nèi)存訪問模型的統(tǒng)計(jì)正在進(jìn)行，則啟動(dòng)失敗；如果未設(shè)置，則設(shè)置目標(biāo)進(jìn)程號(hào)為引導(dǎo)程序傳遞給系統(tǒng)調(diào)用a的進(jìn)程號(hào)；然后系統(tǒng)調(diào)用a初始化內(nèi)存訪問模型追蹤所需要的變量并創(chuàng)建所述的假頁表，將頁表地址設(shè)置為假頁表的地址，同時(shí)備份真頁表的地址。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Linux內(nèi)核進(jìn)程頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法，其特征在于：在所述步驟(2)中的假頁表與真頁表的關(guān)系為：在假頁表每次觸發(fā)缺頁中斷后，首先通過真頁表判斷是否真正缺頁：若不缺頁，則將真頁表中保存的物理頁信息復(fù)制到假頁表中；若缺頁，則將要訪問的頁面加載入物理內(nèi)存中，同時(shí)將真頁表中對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值復(fù)制到假頁表中；最后將離開的頁面在假頁表中的表項(xiàng)值清零；這樣，假頁表中只有當(dāng)前進(jìn)程所處理的頁面有對(duì)應(yīng)的物理頁信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Linux內(nèi)核進(jìn)程頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法，其特征在于：在所述步驟(3)中系統(tǒng)調(diào)用c為向Linux內(nèi)核中添加的新系統(tǒng)調(diào)用，引導(dǎo)程序通過不斷調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用c將追蹤到的內(nèi)存訪問模型數(shù)據(jù)取出到用戶態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Linux內(nèi)核進(jìn)程頁表替換的內(nèi)存訪問模型追蹤方法，其特征在于：在所述步驟(4)中系統(tǒng)調(diào)用b為向Linux內(nèi)核中添加的新系統(tǒng)調(diào)用，系統(tǒng)調(diào)用b負(fù)責(zé)終止統(tǒng)計(jì)過程；其主要有2個(gè)工作，一是將要統(tǒng)計(jì)的目標(biāo)進(jìn)程號(hào)歸0，二是釋放已經(jīng)沒用的假頁表。