[發(fā)明專(zhuān)利]一種硬單步系統(tǒng)中內(nèi)存讀寫(xiě)監(jiān)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310247232.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104239200B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪革;茍利平;王仁雷;肖新峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海博達(dá)數(shù)據(jù)通信有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F11/36
• 分類(lèi)號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

本發(fā)明公開(kāi)了一種硬單步系統(tǒng)中內(nèi)存讀寫(xiě)監(jiān)控方法，本方法通過(guò)CPU的觀(guān)察點(diǎn)機(jī)制、硬單步機(jī)制及先進(jìn)的補(bǔ)丁技術(shù)實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存監(jiān)控。本發(fā)明能夠有效解決現(xiàn)有內(nèi)存監(jiān)控機(jī)制所存在的問(wèn)題，且適用于多（單）任務(wù)嵌入式系統(tǒng)的在線(xiàn)調(diào)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟件系統(tǒng)技術(shù)，具體涉及軟件系統(tǒng)中內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)（比如著名的GDB）是通過(guò)觀(guān)察點(diǎn)機(jī)制，指定一個(gè)任務(wù)要監(jiān)控的內(nèi)存區(qū)間，當(dāng)檢測(cè)到該任務(wù)讀/寫(xiě)這段地址時(shí)，該任務(wù)不會(huì)讀/寫(xiě)這段地址而是立刻進(jìn)入異常，等待用戶(hù)解析后刪除該觀(guān)察點(diǎn)任務(wù)才能繼續(xù)運(yùn)行。

這種方法對(duì)于調(diào)試單任務(wù)的系統(tǒng)是比較有效的，但存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

1．當(dāng)要檢測(cè)的內(nèi)存頻繁被讀/寫(xiě)，而程序員只關(guān)心滿(mǎn)足一定規(guī)則的內(nèi)存操作時(shí)，GDB并不能很好的定義及判斷所有規(guī)則，可能會(huì)使調(diào)試中的程序頻繁的進(jìn)入觀(guān)察點(diǎn)異常，很多時(shí)候程序員并不關(guān)心這些異常。

2．在多任務(wù)系統(tǒng)中，任務(wù)間可能存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，當(dāng)一個(gè)任務(wù)因?yàn)楸O(jiān)控內(nèi)存而進(jìn)入異常，可能會(huì)影響其他任務(wù)的運(yùn)行，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)這種異常程序員不關(guān)心時(shí)，程序員不得不重新啟動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試。

綜上所述，內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)所存在的這些缺點(diǎn)將會(huì)極大的影響多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)軟件的調(diào)試進(jìn)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)所存在的問(wèn)題，而提供一種全新的硬單步系統(tǒng)中內(nèi)存讀寫(xiě)監(jiān)控方法。本發(fā)明通過(guò)CPU的觀(guān)察點(diǎn)機(jī)制、硬單步機(jī)制及先進(jìn)的補(bǔ)丁技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全新的內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)，有效解決現(xiàn)有內(nèi)存監(jiān)控技術(shù)所存在的缺陷，并適用于多（單）任務(wù)嵌入式系統(tǒng)的在線(xiàn)調(diào)試。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種硬單步系統(tǒng)中內(nèi)存讀寫(xiě)監(jiān)控方法，該監(jiān)控方法包括如下步驟：

（1）操作系統(tǒng)初始化后，內(nèi)存讀寫(xiě)監(jiān)控前掛載觀(guān)察點(diǎn)異常處理函數(shù)、硬單步異常處理函數(shù)及任務(wù)切換鉤子函數(shù)；

（2）設(shè)置要監(jiān)控的內(nèi)存區(qū)間，并設(shè)置內(nèi)存觀(guān)察點(diǎn)包含要監(jiān)控的內(nèi)存區(qū)間；

（3）系統(tǒng)正常運(yùn)行中，如果發(fā)生觀(guān)察點(diǎn)異常則跳到步驟（4）、如果發(fā)生硬單步異常則跳到步驟（13），如果發(fā)生任務(wù)切換則跳到步驟（12）；

（4）系統(tǒng)讀寫(xiě)被監(jiān)控的內(nèi)存會(huì)產(chǎn)生觀(guān)察點(diǎn)異常，并自動(dòng)跳到觀(guān)察點(diǎn)異常處理函數(shù)進(jìn)行后續(xù)步驟處理；

（5）分析導(dǎo)致觀(guān)察點(diǎn)異常的指令得到內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的各種參數(shù)，包括異常地址、內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)的方式、地址、長(zhǎng)度、數(shù)值；

（6）匹配要監(jiān)控的內(nèi)存區(qū)間，如果不匹配則跳到步驟（11）；

（7）匹配注冊(cè)規(guī)則及補(bǔ)丁規(guī)則，如果不匹配則跳到步驟（11）；

（8）分析任務(wù)堆棧得到的任務(wù)調(diào)用關(guān)系，并記錄內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)信息；

（9）以當(dāng)前任務(wù)為索引在HASH表中記錄切換信息；

（10）清除觀(guān)察點(diǎn)，設(shè)置硬單步；

（11）異常返回，跳到步驟（3）系統(tǒng)正常運(yùn)行；

（12）發(fā)生任務(wù)切換，且任務(wù)切換后新舊任務(wù)不一致，則先索引上個(gè)任務(wù)獲得切換信息，根據(jù)切換信息清除上個(gè)任務(wù)的硬單步并恢復(fù)觀(guān)察點(diǎn)，再索引新任務(wù)獲得切換信息，根據(jù)切換信息設(shè)置新任務(wù)的觀(guān)察點(diǎn)及硬單步，處理完后跳到步驟（3）系統(tǒng)正常運(yùn)行；

（13）系統(tǒng)產(chǎn)生硬單步異常，并自動(dòng)跳到硬單步異常處理函數(shù)進(jìn)行后續(xù)步驟處理；