[發明專利]多核處理器操作系統級進程的冗余檢測系統

無效

• 申請號: 201310696234.X
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103678013A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 季振洲;廉曉洋;吳昊;蘇雄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機軟硬件領域，尤其涉及一種冗余檢測技術以及使用該技術的可靠性檢測系統。

背景技術

目前，對瞬態故障檢測技術的研究滲透到計算機體系結構的各個層面中。現有瞬態故障檢測技術的主要包括基于處理器層、操作系統層、編譯層和應用程序層的故障檢測。其中，基于處理器層的檢測技術需要對處理器本身有詳細的了解，且需要增加額外的硬件結構，有一定的硬件代價，對應用軟件透明，消耗最大，不易實現。基于編譯層的檢測技術一方面不依賴于底層硬件，不需要額外的硬件代價，另一方面不依賴于具體的應用程序，不需根據特定的應用程序進行更改，但是需要對程序的源代碼進行再編譯，而好多應用是沒有源代碼的，這就沒了用武之地。基于應用程序層的檢測技術最為靈活，但需要在操作系統之上構建，導致效率較低。

發明內容

本發明為解決現有的瞬態故障檢測技術存在的不易實現、需要對程序的源代碼進行再編譯、需要在操作系統上構建的問題，進而提供一種多核處理器操作系統級進程冗余檢測系統。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種多核處理器操作系統級進程冗余檢測系統，包括：緩存模塊、同步模塊、檢測模塊和故障恢復接口模塊；

所述多核處理器為MIPS架構四核處理器；

所述操作系統為linux操作系統；

所述緩存模塊用于緩存所述多核處理器操作系統的系統調用的關鍵數據；

所述同步模塊用于完成各個子進程之間橫向與縱向的時間同步；

所述檢測模塊用于比較各個子進程調用的緩存數據是否相同，若不相同則生成故障標志；

所述故障恢復接口模塊用于向外部提供所述故障標志及所述關鍵數據，如果當前檢測正常則傳遞還原點創建標志，并提供創建還原點必要的關鍵性數據，否則傳遞故障恢復標志。

本發明的有益效果：能夠兼顧各個層次的優點，是一種相對靈活但又不失性能損失的檢測方案。

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附圖說明

圖1為本發明提供的多核處理器操作系統級進程的冗余檢測系統的結構示意圖；

圖2為本發明提供的冗余進程執行系統和投票系統的結果示意圖。

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具體實施方式

為了能夠更清晰地闡明本發明的特點和工作基本原理，以下結合附圖及實施例，對本發明進行說明。

本具體實施方式提供了一種多核處理器操作系統級進程的冗余檢測系統，如圖1所示，包括：緩存模塊1、同步模塊2、檢測模塊3和故障恢復接口模塊4；

緩存模塊1用于緩存所述多核處理器操作系統的內核調用的關鍵數據；

同步模塊2用于完成各個子進程之間橫向與縱向的時間同步；

檢測模塊3用于比較各個子進程調用的緩存數據是否相同，若不相同則生成故障標志；

故障恢復接口模塊4用于向外部提供所述故障標志及所述關鍵數據，如果當前檢測正常則傳遞還原點創建標志，并提供創建還原點必要的關鍵性數據，否則傳遞故障恢復標志。

本具體實施方式提供的多核處理器操作系統級進程冗余檢測系統以運行在Linux操作系統中的MIPS架構四核處理器為例進行說明。將Linux?內核級冗余模塊通過修改開源的?Linux?內核內部的系統調用來實現，其內部有緩存模塊1、同步模塊2、檢測模塊3和故障恢復接口模塊4。

具體的，緩存模塊1負責所有的子進程內部系統調用關鍵數據的緩存工作，所要緩存的數據包含傳入的參數、執行結果以及系統調用相關的數據；同步模塊2用于保證三個子進程中橫向與縱向的同步運行，其中橫向同步為不同進程間相同系統調用的同步，縱向同步為同一進程中相同系統調用之間的同步，兩個同步機制保證了獲取的檢測數據的正確性；檢測模塊3用于檢測緩存模塊中緩存中的數據，其中檢測的數據的正確性由同步模塊2和緩存模塊1保證，檢測的方法可以使用內存比較的方式；故障恢復接口模塊4根據檢測模塊3的執行結果向外界提供不同的故障恢復標志以及必要的關鍵數據，如果檢測結果正常則傳遞創建還原點標志及相關的必要性數據，否則傳遞故障恢復標志；此模塊主要與相關的故障恢復技術協作。

采用本具體實施方式提供的技術方案，保證了檢測結果的正確性，而且基于?linux?操作系統內核，保證了檢測系統的高效性。

如圖2所示，本發明的具體實施方式還提供了一種冗余進程執行系統和投票系統作為多核處理器操作系統級進程的冗余檢測系統的應用實施例。