[發(fā)明專利]面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110341733.8
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102508742A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦瑩;劉曉建;戴華東;吳慶波;孔金珠;顏躍進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

1.一種面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于其實施步驟如下：

1）在操作系統(tǒng)將內(nèi)核代碼加載至物理內(nèi)存時，將所述內(nèi)核代碼標(biāo)記為主代碼，為每段所述內(nèi)核代碼設(shè)置多份代碼副本并將代碼副本加載至物理內(nèi)存中；

2）在操作系統(tǒng)運(yùn)行時，如果內(nèi)核代碼所在的內(nèi)存遇到內(nèi)存異常則定位當(dāng)前主代碼的出錯內(nèi)核頁，將出錯內(nèi)核頁的代碼與當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本進(jìn)行比較，如果確定為出錯內(nèi)核頁的代碼發(fā)生錯誤，則暫停計算機(jī)運(yùn)行，修改所述出錯內(nèi)核頁的內(nèi)核代碼頁表，從當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本中選擇一份正常的代碼副本代替當(dāng)前主代碼，然后繼續(xù)運(yùn)行計算機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述步驟2）中定位當(dāng)前主代碼的出錯內(nèi)核頁的具體步驟包括：首先檢測內(nèi)存異常類型，如果內(nèi)存異常類型為同步感知故障，則直接根據(jù)異常錯誤信息包含的內(nèi)存硬件地址信息定位出錯內(nèi)核頁；如果內(nèi)存異常類型為異步感知故障，則在當(dāng)前執(zhí)行棧中通過檢查調(diào)用指令進(jìn)行迭代棧回退定位出錯內(nèi)核頁。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述在當(dāng)前執(zhí)行棧中通過檢查調(diào)用指令進(jìn)行迭代棧回退定位出錯內(nèi)核頁的具體步驟包括：

A）將迭代次數(shù)清零；

B）檢查當(dāng)前執(zhí)行棧，如果當(dāng)前執(zhí)行棧中子例程的入口地址包括當(dāng)前主代碼的內(nèi)存地址，則將所述內(nèi)存地址處的主代碼和相應(yīng)的代碼副本進(jìn)行特征比較，如果匹配則定位出錯內(nèi)核頁成功；如果均不匹配則檢查棧歷史中已執(zhí)行的代碼是否包含I/O指令或者寫指令，如果存在I/O指令或者寫指令則轉(zhuǎn)入步驟D），如果不存在I/O指令或者寫指令則轉(zhuǎn)入步驟C）；

C）檢查迭代次數(shù)，如果迭代次數(shù)沒有到達(dá)迭代上限則回退到上一級棧幀，迭代次數(shù)增加一次并繼續(xù)跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟B）；否則如果迭代次數(shù)到達(dá)上限，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟D）；

D）停止故障處理過程并結(jié)束查找。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于：所述步驟1）中將代碼副本加載至物理內(nèi)存中時，所述加載的代碼副本數(shù)量N為N=2f+1，其中f為大于0的整數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于：所述步驟1）中將代碼副本加載至物理內(nèi)存中時，所述加載至物理內(nèi)存中的代碼副本分別分散存儲于物理內(nèi)存中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述步驟2）中在操作系統(tǒng)運(yùn)行時還包括內(nèi)核代碼檢查維護(hù)的步驟，所述內(nèi)核代碼檢查維護(hù)的步驟包括：在操作系統(tǒng)空閑狀態(tài)時啟動內(nèi)核代碼比較線程，將各內(nèi)核模塊的主代碼和與其對應(yīng)的代碼副本進(jìn)行比較，根據(jù)所述比較結(jié)果對當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本進(jìn)行檢查維護(hù)，且根據(jù)所述比較結(jié)果對當(dāng)前主代碼的狀態(tài)進(jìn)行判斷，如果主代碼發(fā)生錯誤，則暫停計算機(jī)運(yùn)行，選擇一份正常的代碼副本替代操作系統(tǒng)的主代碼，然后繼續(xù)運(yùn)行計算機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述將內(nèi)核模塊的各主代碼和與其對應(yīng)的各代碼副本進(jìn)行比較的具體步驟包括：

Ⅰ）選定一個代碼副本作為主代碼副本，遍歷查找比較主代碼和主代碼副本之間的差異；

Ⅱ）如果主代碼和主代碼副本之間無差異，則判定主代碼正常，比較結(jié)束；如果主代碼和主代碼副本之間有差異，則將其他的代碼副本作為從代碼副本依次與主代碼進(jìn)行比較、將主代碼副本依次與各從代碼副本進(jìn)行比較，如果主代碼和主代碼副本、各從代碼副本均不一致，則判定主代碼出錯；如果所述主代碼副本與主代碼、各從代碼副本均不一致，則判定主代碼副本出錯。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述根據(jù)所述比較結(jié)果對當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本進(jìn)行檢查維護(hù)具體包括：如果所述比較結(jié)果得出主代碼副本出錯，則選擇一份正常的從代碼副本替代作為當(dāng)前的主代碼副本。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意一項所述的面向硬件不可恢復(fù)內(nèi)存故障的內(nèi)核代碼軟容錯方法，其特征在于，所述步驟2）中在操作系統(tǒng)運(yùn)行時還包括內(nèi)核代碼定期替換的步驟，所述內(nèi)核代碼定期替換具體是指：在內(nèi)核代碼的當(dāng)前主代碼運(yùn)行正常的情況下，定時暫停計算機(jī)運(yùn)行，對當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本進(jìn)行檢查維護(hù)，從當(dāng)前主代碼對應(yīng)的代碼副本中輪流選擇一份正常的代碼副本代替當(dāng)前主代碼，然后繼續(xù)運(yùn)行計算機(jī)。