[發(fā)明專利]檢測操作系統(tǒng)中任務(wù)死循環(huán)的方法及操作系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010207176.6
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN101853191A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾健
• 申請（專利權(quán)）人: 邁普通信技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 鄒裕蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，尤其涉及基于任務(wù)優(yōu)先級搶占的操作系統(tǒng)中死循環(huán)檢測技術(shù)。

背景技術(shù)

在基于任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度策略的操作系統(tǒng)中，當(dāng)高優(yōu)先級任務(wù)處于就緒狀態(tài)時(shí)，低優(yōu)先級任務(wù)是肯定不能得到調(diào)度的。一股情況下，高優(yōu)先級任務(wù)不會一直運(yùn)行，任務(wù)的設(shè)計(jì)者會通過主動或被動的方式放棄CPU的執(zhí)行，以使得低優(yōu)先級的任務(wù)能夠得到執(zhí)行。任務(wù)主動放棄CPU的形式一股為：延遲自身的執(zhí)行，等待一段時(shí)間再恢復(fù)執(zhí)行；或者因?yàn)榈却硞€(gè)事件而阻塞自己。被動的形式主要是：該任務(wù)被更高優(yōu)先級任務(wù)搶占。當(dāng)高優(yōu)先級任務(wù)由于設(shè)計(jì)或編碼錯(cuò)誤導(dǎo)致出現(xiàn)死循環(huán)，并且死循環(huán)中的代碼都沒有主動放棄CPU的行為，那么低優(yōu)先級任務(wù)將得不到執(zhí)行，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行不正常。

為了檢測死循環(huán)，現(xiàn)有的方法是通過時(shí)鐘中斷檢測任務(wù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)長來檢測死循環(huán)，并進(jìn)行死循環(huán)的處理。如果時(shí)鐘中斷檢測到任務(wù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)長超過設(shè)定的閾值，則認(rèn)為該任務(wù)出現(xiàn)死循環(huán)，然后產(chǎn)生中斷以記錄該任務(wù)的相關(guān)任務(wù)信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。具體步驟是，在時(shí)鐘中斷時(shí)，記錄當(dāng)前正在運(yùn)行的任務(wù)的運(yùn)行時(shí)長，如果任務(wù)發(fā)生切換則將該任務(wù)的運(yùn)行時(shí)長清零；如果時(shí)鐘中斷時(shí)檢測發(fā)現(xiàn)任務(wù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)長超于預(yù)定的閾值，則認(rèn)為任務(wù)出現(xiàn)死循環(huán)。在檢測出死循環(huán)任務(wù)后，獲取死循環(huán)任務(wù)控制塊信息、寄存器信息、堆棧信息等，通過寄存器信息獲取任務(wù)調(diào)用棧信息，然后進(jìn)行記錄以便進(jìn)行問題定位。

上述方法對死循環(huán)的檢測不全面。當(dāng)被檢測任務(wù)不是連續(xù)運(yùn)行，而是斷斷續(xù)續(xù)時(shí)，雖然該任務(wù)可能已經(jīng)處于死循環(huán)狀態(tài)，但是因?yàn)槠溥€是會暫時(shí)被動放棄CPU。如，某一任務(wù)已經(jīng)出現(xiàn)死循環(huán)，但因?yàn)橛懈邇?yōu)先級任務(wù)存在，該死循環(huán)任務(wù)仍然會暫時(shí)停止，此時(shí)，現(xiàn)有的死循環(huán)檢測方法由于該死循環(huán)任務(wù)已暫時(shí)放棄CPU的控制，則該任務(wù)的運(yùn)行時(shí)長被清零，死循環(huán)漏檢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種更為全面的任務(wù)死循環(huán)的檢測方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的操作系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案是，檢測操作系統(tǒng)中任務(wù)死循環(huán)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、系統(tǒng)定期啟動最高優(yōu)先級的檢測任務(wù)；

b、檢測任務(wù)檢查每個(gè)任務(wù)的就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間，就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間大于閾值的任務(wù)被判斷出現(xiàn)死循環(huán)。

不同于現(xiàn)有的死循環(huán)檢測方法通過對任務(wù)連續(xù)運(yùn)行時(shí)長與閾值比較來判斷是否出現(xiàn)死循環(huán)，本發(fā)明通過就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間長度與閾值比較來判斷是否出現(xiàn)死循環(huán)。本發(fā)明基于的原理是，優(yōu)先級搶占式操作系統(tǒng)中，當(dāng)有任務(wù)發(fā)生死循環(huán)而不會主動放棄CPU時(shí)，該任務(wù)在任何情況下都處于就緒狀態(tài)。通過統(tǒng)計(jì)一個(gè)任務(wù)的就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間長度來進(jìn)行死循環(huán)判斷可以避免因被動放棄CPU的死循環(huán)的漏檢。

優(yōu)選的，系統(tǒng)發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，更新放棄CPU控制權(quán)的任務(wù)的就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間。

將對就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)放在任務(wù)切換時(shí)，相對于在時(shí)鐘中斷時(shí)進(jìn)行就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)更優(yōu)。當(dāng)然，如果在時(shí)鐘中斷時(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)也是可行的，但是時(shí)鐘終端的統(tǒng)計(jì)未考慮到任務(wù)可能因?yàn)闀r(shí)鐘中斷之外的原因而發(fā)生切換的情況。所以，在任務(wù)切換時(shí)進(jìn)行就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，能使得死循環(huán)的檢測更為全面，進(jìn)一步避免漏檢。

任務(wù)的就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間的更新方式為：

對于放棄CPU控制權(quán)的任務(wù)，且該任務(wù)保持就緒狀態(tài)，將該任務(wù)本次運(yùn)行總時(shí)間累加至就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間；

對于放棄CPU控制權(quán)的任務(wù)，且該任務(wù)未處于就緒狀態(tài)，將該任務(wù)的就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間清零。

就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間的計(jì)算方式為：

系統(tǒng)針對每一個(gè)任務(wù)，記錄其就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間、本次開始運(yùn)行時(shí)間；

系統(tǒng)發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，對于放棄CPU控制權(quán)的任務(wù)，且該任務(wù)保持就緒狀態(tài)，則用當(dāng)前時(shí)間減去本次開始運(yùn)行時(shí)間，得到本次運(yùn)行總時(shí)間，并將本次運(yùn)行總時(shí)間加至就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間；對于獲得CPU控制權(quán)的任務(wù)，將當(dāng)前時(shí)間記錄至該任務(wù)的本次開始運(yùn)行時(shí)間。

本發(fā)明所述檢測出死循環(huán)的情況還包括類死循環(huán)。本發(fā)明將導(dǎo)致了系統(tǒng)運(yùn)行不正常的任務(wù)，不論其確為死循環(huán)或類死循環(huán)，都統(tǒng)稱為死循環(huán)任務(wù)。所以，為了更有效地對這些死循環(huán)任務(wù)進(jìn)行分析，步驟b中，判斷出死循環(huán)任務(wù)后，檢測任務(wù)每隔一個(gè)TICK運(yùn)行一次，每次運(yùn)行都對死循環(huán)任務(wù)進(jìn)行分析，并獲取該死循環(huán)任務(wù)寄存器的值。讓死循環(huán)任務(wù)不斷運(yùn)行，檢測任務(wù)不斷采樣，得到盡量多的死循環(huán)任務(wù)在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上執(zhí)行的寄存器值，便于從中找到引起異常的直接原因。

針對上述方法，本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的操作系統(tǒng)，包括系統(tǒng)控制模塊、檢測任務(wù)模塊、任務(wù)控制模塊、就緒狀態(tài)累計(jì)時(shí)間計(jì)算模塊；