[發明專利]選擇性地使用緩解來減少錯誤的存儲器管理技術

有效

• 申請號: 200980138420.3
• 申請日: 2009-09-12
• 公開（公告）號: CN102165426A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: S·C·卡利諾;D·格蘭特;A·J·洛雷利;P·卡斯圖里;W·坎貝爾
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G06F12/16
• 分類號: G06F12/16;G06F11/07;G06F12/00;G06F15/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢靜芳

背景

在多用途計算設備中，操作系統通常，但不專門地，用于管理供在該計算設備上執行的一個或多個應用程序使用的該計算設備的存儲器。例如，如果兩個應用程序存取計算設備上的存儲器，則操作系統可分配存儲器的各部分以供這兩個應用程序使用，使得兩者都能存取存儲器而不破壞對方所存儲的數據。

該管理和仲裁可能是緩解在應用程序試圖使用對方正在使用的存儲器時引發的問題所必需的。例如，如果兩個應用程序都試圖在相同或重疊的時間段內使用存儲器的同一部分，則第二個應用程序可能蓋寫第一個應用程序的數據，且第一個應用程序可能無法正確執行或者甚至可能崩潰。諸如這些的錯誤對用戶體驗有顯著影響，尤其是在它們頻繁發生的情況下。

操作系統通常包括應用程序可向其發送執行存儲器管理任務的請求的存儲器管理器，使得存儲器管理器可針對存儲器資源的使用在進程之間進行仲裁。例如，如果應用程序希望臨時或永久地存儲數據，則應用程序可請求存儲器管理器向該應用程序分配某一量的存儲器。稍后，當應用程序不再需要該存儲器時，應用程序可如此通知存儲器管理器，并且請求解除分配(或“釋放”)所分配的存儲器，以使其可被另一應用程序使用。當第二應用程序向存儲器管理器發送對存儲器的請求時，存儲器管理器可咨詢其記錄來確定存儲器中當前未被分配的部分，并將這些部分分配給第二應用程序。

可執行與操作系統進行交互的進程的某些軟件應用程序例如可包括與執行存儲器操作相關的隱錯或其他編程缺陷，并且即使是在存儲器管理器正確地執行了存儲器操作的時候，軟件應用程序也可能因存儲器錯誤而失敗。這些存儲器錯誤可因可在存儲器操作之間引發的不一致性而引起。例如，如上所述，軟件應用程序可請求向應用程序分配第一數量的存儲器，然后將大于該第一數量的第二數量的數據寫入該存儲器。操作之間的不一致性——在該示例中，是第一數量和第二數量之間大小的不一致性——會引起導致軟件應用程序中的失敗的存儲器錯誤。這些失敗可包括因存儲器錯誤所引起的不正確執行，或甚至是停止應用程序的執行的災難性錯誤或“崩潰”。

由于這些編程隱錯的影響，已經開發了軟件工具來試圖標識引起這些存儲器錯誤的編程隱錯。這些工具可在軟件應用程序的開發性測試期間使用。

例如，存在可用于在軟件應用程序的開發性測試期間標識隱錯的不同類型的“診斷”工具。某些軟件開發應用程序，如可從美國華盛頓州雷蒙德市的微軟公司獲得的Visual?Studio，具有諸如這些的內置工具。在Visual?Studio中，開發者可選擇在測試期間啟用可包括頁堆(Page?Heap)功能的應用程序驗證器(Application?Verifier)功能。頁堆可用于通過監視對于正被測試的應用程序的存儲器分配和使用來檢測某些存儲器錯誤，包括緩存溢出和數據不足。在頁堆中，在堆存儲器的所分配的部分(正常地，是“用戶分配”頁)之后放置一定量的保留的額外存儲器(稱為“不可存取頁”)，并且啟用應用程序驗證器功能來檢測信息何時被寫入該不可存取頁。以此方式，診斷工具可以標識錯誤并將其報告給開發者。

然而，此類診斷工具可能無法在軟件應用程序的運行時期間使用。開發了其他工具來在存儲器錯誤引起崩潰時收集崩潰信息，該收集的信息在被分析時可用于標識存儲器錯誤。這一解決運行時期間經歷的崩潰的嘗試在傳統上限于檢測此類錯誤何時發生并將崩潰狀況報告給中央聚集點，該中央聚集點然后向開發者通知關于錯誤的可用信息。開發者可試圖使用該信息來重建或診斷錯誤，然后標識并解決該隱錯?？蓮奈④浌精@得的Windows操作系統在其Windows錯誤報告(WER)系統中提供了此類報告功能。在該系統中，當WER檢測到應用程序非干凈地退出時——例如，通過崩潰或以其他方式不正確退出——則諸如指令棧的內容等關于應用程序狀態的信息可由WER捆綁并報告給聚集服務器。該信息還可包括標識錯誤的類的通用系統錯誤代碼，但是不包括關于引起該錯誤的確切隱錯的信息。

概述

申請人認識到且明白，通過使用存儲器管理來補償引起存儲器錯誤的軟件應用程序中的編程隱錯，應用程序能更可靠地操作，且改善用戶體驗。申請人認識到，許多存儲器錯誤可能是由應用程序執行的存儲器操作中的不一致性引起的，且這些編程隱錯的影響可通過預期這些不一致性并以糾正它們的方式執行存儲器管理來緩解。例如，通過向應用程序分配多于請求量的資源(如存儲器和/或時間)，存儲器管理模塊可補償應用程序中導致應用程序存取多于請求量的存儲器、或在其發信號通知其處理完存儲器之后使用存儲器的隱錯。此外，在某些情況下，存儲器管理模塊可通過例如在其檢測到對應用程序所請求的存儲器操作的輸入信息不正確的情況下不執行該操作來緩解錯誤。