[發(fā)明專利]一種空間確定的任務(wù)調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310689411.1
• 申請日: 2013-12-14
• 公開（公告）號: CN104714834A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱征;牛文生;田莉蓉;黃韜;王紅春;陳長勝;牟明;于峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所
• 主分類號: G06F9/46
• 分類號: G06F9/46;G06F9/445;G06F11/07
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機操作系統(tǒng)平臺軟件領(lǐng)域，涉及一種空間確定的任務(wù)調(diào)度方法，尤其涉及一種任務(wù)調(diào)度器元素（任務(wù)、信號量等）的個數(shù)固定、句柄空間固定、代碼空間已經(jīng)數(shù)據(jù)空間確定等空間確定和錯誤檢查的恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

嵌入式領(lǐng)域常用的操作系統(tǒng)有l(wèi)inux、ucOS、vxWorks等，這些操作系統(tǒng)提供了多任務(wù)、信號量等操作系統(tǒng)元素和API，但這些元素基本都可動態(tài)創(chuàng)建和維護，其個數(shù)不停的變化、句柄離散分布于內(nèi)存中，造成對這些操作系統(tǒng)元素的引用如果出現(xiàn)異常，難以檢查；尤其是其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)域一旦產(chǎn)生破壞，錯誤往往在應(yīng)用中蔓延到一定程度才被發(fā)現(xiàn)。除此之外，大部分操作系統(tǒng)對代碼和數(shù)據(jù)區(qū)的保護范圍都比較大，這當然是因為代碼可動態(tài)加載和內(nèi)存可動態(tài)分配造成的，但實際上大部分情況下應(yīng)用程序足夠確定，可以進一步確定代碼空間和數(shù)據(jù)空間，以便提高更精確的保護。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可加強對非法指針的防范、及早發(fā)現(xiàn)和定位任務(wù)調(diào)度器核心數(shù)據(jù)的崩潰情況以及可進一步提高任務(wù)調(diào)度器平臺軟件的安全性的空間確定的任務(wù)調(diào)度方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：本發(fā)明提供了一種空間確定的任務(wù)調(diào)度方法，其特殊之處在于：所述空間確定的任務(wù)調(diào)度方法包括以下步驟：

1）采用預(yù)先靜態(tài)定義的方式在編譯過程中確定代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)空間尺寸；

2）經(jīng)過啟動加載過程加載到內(nèi)存后，靜態(tài)確定代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)空間的起始物理地址和尺寸；

3）采用安全性保護機制對代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)進行安全性保護，避免對代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)的配置數(shù)據(jù)、映像文件以及中斷矢量表進行寫訪問；

4）對特定代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)進行隔離，所述隔離包括以零起始的確定地址空間、任務(wù)控制塊、任務(wù)堆棧空間以及信號量控制塊；

5）采用中斷及服務(wù)例程以接管由于訪問觸發(fā)的異常，避免錯誤蔓延。

上述步驟1）的具體實現(xiàn)方式是：

1.1）采用宏定義代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)的起始地址，且保證起始地址不為零；

1.2）源代碼使用到的所有變量在編譯鏈接的時候就能靜態(tài)定位代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)到對應(yīng)的物理位置，并計算出代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)的大小；所述源代碼使用到的所有變量包括數(shù)組、結(jié)構(gòu)都靜態(tài)確定或在任務(wù)的固定堆棧空間內(nèi)動態(tài)申請和釋放的變量；

1.3）映像文件從固態(tài)存儲載入內(nèi)存地址，啟動加載過程將代碼內(nèi)容加載到宏定義的代碼區(qū)域，把有初始化值的數(shù)據(jù)加載到宏定義的數(shù)據(jù)區(qū)域中；

1.4）代碼空間區(qū)域、中斷矢量/異常向量、數(shù)據(jù)區(qū)域按照位置以及大小由MMU控制訪問機制。

上述步驟1.4）中代碼空間區(qū)域通過MMU機制進行控制，以最小的MMU單元整數(shù)倍進行保護，代碼空間不再可寫；在啟動過程中，中斷矢量以及異常向量加載到物理位置，完成后，中斷矢量以及異常向量通過MMU機制進行控制，以最小的MMU單元整數(shù)倍進行保護，該空間不可再寫；數(shù)據(jù)區(qū)域的位置和大小通過MMU機制進行控制，以最小的MMU單元整數(shù)倍進行保護，數(shù)據(jù)區(qū)可讀寫，但非數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)存其它空間不再打開任何讀寫窗口，以0為起始的內(nèi)存空間不再允許數(shù)據(jù)讀取，只能代碼讀取。

上述數(shù)據(jù)區(qū)域包括有初始化值的data和初始化值默認為0的bss區(qū)。

上述步驟4）的具體實現(xiàn)方式是：

4.1）對特定代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)進行區(qū)域保護；

4.2）對特定代碼區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)進行任務(wù)調(diào)度器元素的組織和保護；所述任務(wù)調(diào)度器元素包括任務(wù)調(diào)度器的最大任務(wù)個數(shù)及其堆棧大小、最大信號量個數(shù)、任務(wù)控制塊、任務(wù)堆棧空間以及信號量控制塊。

上述步驟4.1）的具體實現(xiàn)方式是：

以零起始的一定大小的空間在任務(wù)調(diào)度器初始化全完成后不可數(shù)據(jù)訪問，應(yīng)用代碼如果有缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)的零指針訪問會立即觸發(fā)MMU異常，異常例程會定位出錯的代碼位置和對應(yīng)的任務(wù)，對異常進行記錄，并調(diào)用任務(wù)注冊的異常處理函數(shù)以便進行狀態(tài)切換以及錯誤恢復(fù)。

上述步驟4.2）的具體實現(xiàn)方式是：

所述任務(wù)調(diào)度器的最大任務(wù)個數(shù)及其堆棧大小、最大信號量個數(shù)由宏定義靜態(tài)確定；所述任務(wù)控制塊、任務(wù)堆棧空間以及信號量控制塊結(jié)構(gòu)由靜態(tài)的結(jié)構(gòu)數(shù)組建立；