[發(fā)明專利]一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法

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• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107766069A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉東棟
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽皖通郵電股份有限公司
• 主分類號: G06F8/65
• 分類號: G06F8/65;G06F8/71
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，包括補丁版本的在線配置和查詢、補丁版本添加、刪除、激活、去激活的前臺處理、主備補丁版本同步、外圍單板版本回寫，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，制作熱補丁

對需要修復(fù)的源代碼進行修改，編譯生成動態(tài)庫，然后打包成補丁包pkg；

步驟二，添加熱補丁

把制作好的熱補丁包pkg加載到嵌入式通信設(shè)備的存儲中；

步驟三，激活熱補丁

把嵌入式存儲設(shè)備中的熱補丁包加載到被補丁進程的內(nèi)存空間中，讓需要補丁的指令跳轉(zhuǎn)到補丁區(qū)域，使用新的指令來完成功能，執(zhí)行完補丁區(qū)域的指令后，直接返回到原來指令區(qū)域，補丁區(qū)域和原來指令區(qū)域可以切換和跳轉(zhuǎn)；

執(zhí)行步驟三后，被補丁的指令跳轉(zhuǎn)到了補丁區(qū)域?qū)?yīng)指令執(zhí)行，有如下兩種補丁場景：

所補丁模塊屬于關(guān)鍵進程所承載的流程，而且是可以補丁的范圍，則可以制作補丁，直接對關(guān)鍵進程打補丁，不需要重啟系統(tǒng)，

所補丁模塊屬于非關(guān)鍵進程所承載的流程，涉及的修改較多，則對非關(guān)鍵進程通過打補丁的方式進行替換，然后重啟進程，不需要重啟整個系統(tǒng)；

步驟四，去激活熱補丁

停止正在使用的補丁，使指令恢復(fù)到補丁前所指向，這時補丁區(qū)域處于空閑狀態(tài)；

步驟五，刪除熱補丁

對于已經(jīng)去激活的補丁刪除通信設(shè)備存儲中的熱補丁包，從系統(tǒng)中移除熱補?。?/p>

步驟六，同步熱補丁

在主備單板之間，外圍單板之間進行同樣適用的熱補丁進行同步。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟一包括以下步驟：

1)確定需要打補丁的進程；

2)修改打補丁的代碼，確定修改的粒度，新增和修改變量、函數(shù)；一個進程至少可以打一個熱補丁，熱補丁依賴關(guān)系由熱補丁管理系統(tǒng)管理；

3)編譯修改的補丁代碼，編譯成動態(tài)庫，包含-fPIC和-shared選項；

4)使用熱補丁制作工具確定原指令和補丁指令之間的對應(yīng)關(guān)系，然后生成熱補丁包pkg，補丁包中可以包含補丁版本號，補丁制作信息用于多個熱補丁管理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟三以注射共享庫到一個運行期進程，步驟如下：

(1)調(diào)用ptrace關(guān)聯(lián)到目標進程；

(2)發(fā)現(xiàn)裝載共享庫的函數(shù)，一般是_dl_open調(diào)用，將使用_dl_open裝載.so共享庫；

(3)裝載指定的.so共享動態(tài)庫；

(4)通過替換函數(shù)第一條指令為相對跳轉(zhuǎn)指令來重定向來完成我們需要的功能，函數(shù)入口指令跳轉(zhuǎn)到注射的共享庫中的替換函數(shù)入口指令；

(5)脫離進程；

通過以上步驟，被補丁的指令跳轉(zhuǎn)到了補丁區(qū)域?qū)?yīng)指令執(zhí)行；這時補丁區(qū)域可以是關(guān)鍵進程中替換的新的指令，也可以是替換的非關(guān)鍵進程，非關(guān)鍵進程打了熱補丁之后需要重啟觸發(fā)進程重啟，不會影響正在運行的關(guān)鍵進程的業(yè)務(wù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟四包括以下步驟：

1)判斷線程是否在調(diào)用被補丁函數(shù)：

是，則繼續(xù)運行調(diào)用被補丁函數(shù)的線程，并重復(fù)判斷N次，

否，則使用ptrace關(guān)聯(lián)進去保持不調(diào)用被補丁函數(shù)的線程掛起狀態(tài)；

2)發(fā)現(xiàn)裝載共享庫的函數(shù)，一般是_dl_open調(diào)用，使用_dl_open裝載.so共享庫；

3)裝載指定的.so共享動態(tài)庫；

4)通過替換函數(shù)第一條指令為相對跳轉(zhuǎn)指令重定向完成替換故障函數(shù)的目的，使用共享庫中新的替換函數(shù)執(zhí)行正確的功能，函數(shù)入口指令修改為相對跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到共享動態(tài)庫中替換函數(shù)的入口指令；

5)脫離進程。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，其特征在于所述的步驟六中對于分布式通信設(shè)備，涉及主備單板，外圍單板，單板上運行的基礎(chǔ)系統(tǒng)一樣的進程，有時發(fā)生同樣的故障，可以通過補丁管理系統(tǒng)分別對每個單板進行打熱補丁，也可以通過熱補丁同步來對所有單板打同樣的補丁，特別對于同構(gòu)單板，熱補丁同步是必須的步驟，以免主備倒換后主備系統(tǒng)不一致導(dǎo)致異常。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種嵌入式系統(tǒng)熱補丁實現(xiàn)方法，其特征在于，熱補丁涉及指令操作，需要嚴格和CPU體系匹配，同步熱補丁適用于相同CPU體系的單板。