CN101201770A - 一种系统崩溃前重要信息的保存方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统崩溃时重要信息的保存方法，包括：看门狗产生系统出错信号，提供给处理器；所述处理器触发异常处理程序，记录系统崩溃时的重要信息；信息记录完成后，产生复位信号，系统复位。同时，本发明也提供一种系统崩溃时重要信息的保存系统，包括：看门狗，用于产生系统出错信号；处理器单元，用于根据该系统出错信号，触发异常处理单元；异常处理单元，用于记录系统崩溃时的重要信息，并在信息记录完成后产生复位信号，系统复位。本发明能够在系统崩溃时及时记录系统信息及用户关心的信息，并且通过改变记录信息的位置，和系统启动后自动保存的方式，可以非常简便的取出信息。

Description

一种系统崩溃前重要信息的保存方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种系统崩溃前重要信息的保存方法及系统。

背景技术

在一个系统中，尤其是嵌入式系统中，如果软件程序中存在Bug，或存在硬件问题，不可避免的会产生系统崩溃的情况。如果要彻底解决系统崩溃的问题，必须找出软件Bug或硬件存在的问题，并解决这些问题；但是系统崩溃往往发生在一瞬间，发生前没有任何表现，发生后会立即导致处理器死机、重启，不能进行有效的问题定位。因此，在系统崩溃时保存重要的系统信息、以及用户关心的信息，对问题原因定位将起到非常重要的作用。

现在某些嵌入式操作系统可以通过在进程/任务切换时，由操作系统或用户添加Hook函数方式在系统内存中保存任务信息、任务切换信息、内存信息、或者用户关心的信息。

如图1所示，在一个处理器上运行的tk1、tk2、tk3等任务，任务切换中有一段时间是由操作系统控制的，如图中的时刻A、B、C、D。操作系统可以在这一段时间内执行操作系统自身的功能或用户的Hook函数，以保存系统信息及用户关心的信息。信息的保存采用循环覆盖的方式，即新的信息覆盖旧的信息，以便保存的信息总是最新的。例如，在图1中，如果一个系统只能保存三块信息，那么当时刻E系统崩溃时，保存的只有时刻B、C、D的信息，而时刻A的信息将被覆盖。

目前，一般系统是通过上述现有方法记录系统信息的，但是该方法还存在一定缺点：

1、不能保存系统崩溃时刻的信息。在图1中，保存的最新信息就是D时刻的信息，tk1任务运行一段时间t后才发生了系统崩溃，在t时间内发生的变化将不被记录；而系统崩溃在很大程度上是由于这一段时间内产生错误而导致的，所以这一段时间产生的变化是非常重要的。

2、在系统崩溃后取出保存信息不方便、或保存的信息被破坏造成无法取出信息的情况。一般情况下，保存的系统信息都存放在系统内存中，系统崩溃后，需要通过仿真器等专用设备取出、或在系统重启前通过特殊的程序取出，使用非常不便。而且如果系统崩溃造成系统自动重启，加载用户程序后，保存信息将会遭到破坏，造成无法取出的情况。

此外，现在嵌入式系统，尤其是在通信领域的嵌入式系统，发生系统崩溃后都要求立即重启恢复，很难留有时间取出保存的信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种系统崩溃前重要信息的保存方法及系统，能够在系统崩溃时即时记录系统信息。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种系统崩溃时重要信息的保存方法，包括：

看门狗产生系统出错信号，提供给处理器；

所述处理器触发异常处理程序，记录系统崩溃时的重要信息；

信息记录完成后，产生复位信号，系统复位。

优选的，所述异常处理程序将重要信息记录在专用存储区域。

优选的，所述专用存储区域为系统内存中划分出来的独立区域。

优选的，所述专用存储区域为区分于系统内存的独立区域。

优选的，所述专用存储区域提供接口函数，该接口函数包括信息记录参数，用于动态记录用户需要保存的信息地址和长度，以及信息删除参数，用于动态记录用户需要删除的信息地址。

优选的，所述信息地址和长度通过数组或链表方式存储。

一种系统崩溃时重要信息的保存系统，包括：

看门狗，用于产生系统出错信号；

处理器单元，用于根据该系统出错信号，触发异常处理单元；

异常处理单元，用于记录系统崩溃时的重要信息，并在信息记录完成后产生复位信号，系统复位。

优选的，还包括专用存储单元，用于专门存储重要信息。

优选的，所述专用存储单元为系统内存中划分出来的独立单元。

优选的，所述专用存储单元为区分于系统内存的独立单元。

优选的，所述专用存储单元包括接口单元，该接口单元包括信息记录子单元，用于动态记录用户需要保存的信息地址和长度，以及信息删除子单元，用于动态记录用户需要删除的信息地址。

优选的，所述信息地址和长度通过数组或链表方式存储。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提出一种能够在系统崩溃时及时记录系统信息及用户关心的信息的方法及系统，并且通过改变记录信息的位置，和系统启动后自动保存的方式，可以非常简便的取出，甚至可以通过网络自动上传到服务器，实现多次自动记录。

本发明提出的针对系统崩溃前保留重要信息的方法，与传统的定位系统崩溃问题的方法相比能够及时的保留系统崩溃时刻的系统信息、用户关心的信息，而不只是系统崩溃前正常运行时(或不正常运行时)的信息，记录更完善的信息，并且可以通过对系统崩溃前和系统崩溃时刻的信息对比，以及信息变化情况，更有利于问题的分析定位。

本发明将处理器外接的物理内存划出一部分内存作为保留内存，专门用来储存记录信息。保留内存地址固定，在记录信息时可以直接使用物理地址访问。这部分内存不受操作系统控制，不会被操作系统或其它应用程序使用。因此，当系统崩溃时，看门狗触发的记录程序可以继续访问此内存；并且操作系统重新启动后，也不会给覆盖或清空此内存，能够安全保存上次崩溃时记录的信息。

另外，本发明在信息记录模块中向用户程序提供改接口函数(API)，用于动态添加/删除用户需要保存的信息。利用该接口函数，用户可以系统运行过程中，动态的添加/删除自己需要保存的信息，极大的提高了保存信息的灵活性，加快问题的定位过程。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是现有技术系统崩溃时信息记录示意图；

图2是本发明系统崩溃时信息记录示意图；

图3是本发明系统崩溃时信息保存方法流程图；

图4A、4B分别是本发明采用数组方式和链表方式记录信息的示意图；

图5是本发明所述方法的实现过程示意图；

图6是本发明用于信息保存的系统框图；

图7是本发明相对于现有系统内存的使用情况示意图。

具体实施方式

本发明提出一种能够在系统崩溃时及时记录系统信息及用户关心的信息的方法，并且通过改变记录信息的位置和系统启动后自动保存的方式，可以非常简便的取出信息，甚至可以通过网络自动上传到服务器，实现多次自动记录。

下面具体予以描述：

在嵌入式处理器或嵌入式系统中，普遍使用看门狗(Watch Dog)监控系统状态；一旦发生系统崩溃，看门狗产生信号，将处理器或系统复位，以便实现系统崩溃后立即恢复，将系统故障时间减少到最小。

看门狗一般有两种：一种是处理器内置的看门狗，一般通用嵌入式处理器都具备看门狗功能。通常处理器内置的看门狗可以通过设置，选择看门狗触发时对处理器进行复位、或是产生非屏蔽异常(中断)；另一种是处理器外置的专用看门狗芯片、或实现看门狗功能的逻辑器件。外置看门狗在触发时可以产生低脉冲信号，可以通过将此信号连接到处理器的复位管脚或非屏蔽中断管脚，以实现不同的功能。

一般系统中，都是使用看门狗直接产生复位信号，实现复位功能。

在本发明方法中，利用看门狗产生的信号使处理器产生一个不可屏蔽异常(中断)，触发一段程序(此程序是一段与操作系统无关汇编代码)，由此程序将需要保存的信息进行储存，信息保存完毕后，再对系统进行复位。

如图2所示，处理器在“系统崩溃时间点E”发生系统崩溃，看门狗将在“信息记录时间点F”触发异常处理程序，对需要保存的系统信息和用户信息进行记录；此时记录的信息，则是系统崩溃时的真实信息。

如图3所示，为本发明所述方法的流程图，具体如下：

步骤301、看门狗产生系统出错信号，提供给处理器；

步骤302、所述处理器触发异常处理程序，记录系统崩溃时的重要信息；

步骤303、信息记录完成后，产生复位信号，系统复位。

这样，系统崩溃后，看门狗可以立即触发对系统信息的记录，保证系统信息的有效性。

此外，将上述记录方式与现有的在任务切换时循环记录系统信息的方式相结合，可以综合反映出系统信息情况。如图2所示，任务切换循环记录方式可以记录系统崩溃前A、B、C、D时刻系统信息的情况，上述本发明的记录方式记录系统崩溃时F时刻信息的情况。这样，可以对比系统崩溃前后信息的变化情况。如果一个系统信息是逐渐变化的，通过A、B、C、D多个时刻的比较，可以总结出信息的变化情况，为问题定位提供详尽的信息。

另外，一般系统中，处理器外接的物理内存全部作为操作系统控制的系统内存，储存记录信息的内存通常是使用malloc()函数从系统内存中动态分配；这样，信息记录使用的内存地址不固定、与其它应用程序使用内存混在一起，在系统发生崩溃时容易被操作系统或其它的应用程序毁坏；并且，一旦系统重新启动，系统内存中的内容将可能被操作系统清空或覆盖。

在本发明中，将处理器外接的物理内存不全部作为系统内存使用，而是划出一部分内存作为保留内存，专门用来储存记录信息。保留内存地址固定，在记录信息时可以直接使用物理地址访问。这部分内存不受操作系统控制，不会被操作系统或其它应用程序使用。因此，当系统崩溃时，看门狗触发的记录程序可以继续访问此内存；并且操作系统重新启动后，也不会给覆盖或清空此内存，能够安全保存上次崩溃时记录的信息。

使用本发明方法，记录的信息可以是操作系统核心状态、任务状态、任务堆栈等系统信息，也可以是用户关心的全局变量、全局数据、指定内存、指定外设寄存器等信息。在本发明中，在信息记录模块中向用户程序提供改接口函数(API)，用于动态添加/删除用户需要保存的信息。具体如下：

信息登记API(需要记录的信息地址，需要记录的信息长度)；

信息删除API(需要删除的信息地址)；

用户将关心的信息地址及长度输入，此函数将信息的地址和长度记录在数组或链表中。在任务切换和系统崩溃时，扫描数组或链表，按照数组或链表中记录的信息地址和长度保存信息，实现用户信息的灵活记录，如图4A和4B所示。这样，用户可以在任何时候调用API函数，非常方便的添加、删除需要保存的信息。

另外，本发明提供的接口函数(API)还用于在系统未发生复位的情况下，通过软件动态停止信息记录，取出信息，并以文件的形式储存起来。在任何时间取出，不会出现信息的丢失或被新的信息覆盖，特别适用于对系统运行过程中的某些特定阶段的分析。获取的文件同样可以上传服务器、或从服务器端主动远程获取信息文件，对问题进行分析，以实现远程问题定位。

如图5所示，为系统在几个阶段中信息的处理过程，具体如下：

系统正常运行时，用户动态的添加/删除需要记录的用户信息；并通过循环记录的方式将系统信息和用户信息记录在保留内存中；

系统崩溃时，即时记录崩溃时系统信息和用户登记的信息，保存在保留内存中；

系统重启时，将保存的信息从保留内存中取出，组成信息文件，储存在本地Flash或硬盘中，或通过网络上传服务器；

系统正常运行前，重新初始化，启动信息记录程序。

如图6所示，为本发明系统崩溃时重要信息的保存系统框图，包括：看门狗61、处理器单元62、以及异常处理单元63。当系统崩溃时，看门狗61产生系统出错信号，提供给处理器单元62；处理器单元62随即触发不可屏蔽的异常处理单元63，即时记录系统崩溃时的重要信息，并在信息记录完成后产生复位信号，系统复位。

需要说明的是，如果使用外置看门狗需要将看门狗的触发复位信号连接到处理器的中断引脚上；如果不使用外部看门狗，则硬件不需要进行修改。

此外，在本发明系统中，还包括专用存储单元64，用于专门存储重要信息。如图7所示，处理器外接的物理内存不全部作为系统内存使用，而是划出一部分内存作为保留内存，专门用来储存记录信息。这部分内存不受操作系统控制，不会被操作系统或其它应用程序使用。保留内存地址固定，在记录信息时可以直接使用物理地址访问。系统崩溃时，看门狗触发的记录程序可以继续访问此内存，并且操作系统重新启动后，也不会给覆盖或清空此内存，能够安全保存上次崩溃时记录的信息。

另外，该专用存储单元包括接口单元，该接口单元包括信息记录子单元，用于动态记录用户需要保存的信息地址和长度，以及信息删除子单元，用于动态记录用户需要删除的信息地址。本发明通过接口单元，可以动态添加/删除用户需要保存信息。用户将关心的信息地址及长度输入，此单元将信息的地址和长度记录在数组或链表中，在任务切换、和系统崩溃时，扫描数组或链表，按照数组或链表中的记录的信息地址和长度保存信息，实现用户信息的灵活记录。这样，用户可以在任何时候调用接口单元，非常方便的添加、删除需要保存的信息。

接口单元也用于在系统未发生复位的情况下，动态停止信息记录功能，取出信息，并以文件的形式储存起来。在任何时间取出，不会出现信息的丢失或被新的信息覆盖，特别适用于对系统运行过程中的某些特定阶段的分析。获取的文件同样可以上传服务器，或从服务器端主动远程获取信息文件，对问题进行分析，以实现远程问题定位。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种系统崩溃时重要信息的保存方法，其特征在于，包括：

看门狗产生系统出错信号，提供给处理器；

所述处理器触发异常处理程序，记录系统崩溃时的重要信息；

信息记录完成后，产生复位信号，系统复位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述异常处理程序将重要信息记录在专用存储区域。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述专用存储区域为系统内存中划分出来的独立区域。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述专用存储区域为区分于系统内存的独立区域。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述专用存储区域提供接口函数，该接口函数包括信息记录参数，用于动态记录用户需要保存的信息地址和长度，以及信息删除参数，用于动态记录用户需要删除的信息地址。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述信息地址和长度通过数组或链表方式存储。

7.一种系统崩溃时重要信息的保存系统，其特征在于，包括：

看门狗，用于产生系统出错信号；

处理器单元，用于根据该系统出错信号，触发异常处理单元；

异常处理单元，用于记录系统崩溃时的重要信息，并在信息记录完成后产生复位信号，系统复位。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括专用存储单元，用于专门存储重要信息。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用存储单元为系统内存中划分出来的独立单元。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用存储单元为区分于系统内存的独立单元。

11.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述专用存储单元包括接口单元，该接口单元包括信息记录子单元，用于动态记录用户需要保存的信息地址和长度，以及信息删除子单元，用于动态记录用户需要删除的信息地址。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述信息地址和长度通过数组或链表方式存储。

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