CN106547670A - 远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法及装置 - Google Patents

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陈献庆
王兴安
胡叶宾
孔波利
金华蓉
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Abstract

本发明涉及一种远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法及装置,属于计算机技术领域。本发明通过在目标Linux机上运行主控程序,主控进程对要读、写的进程(称之为受控进程)管理,并在把本地显示机上的变量值读、写命令发给受控进程,然后把结果返回到本地显示机上进行显示,实现了从本地显示机上对Linux目标机相关进程中变量值的远程读、写。本发明能够保留运行的环境数据,并能对变量值进行针对性的修改以进行逻辑测试验证,对现场测试、分析解析问题提供了技术支撑,实现了快捷、方便的维护与诊断,达到节省人力、物力的目的。

Description

远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法及装置,属于计算机技术领域。
背景技术
随着Linux技术的不断发展,特别是嵌入式Linux技术日趋成熟,嵌入式Linux设备越来越多。多数嵌入式Linux设备没有桌面级Linux的硬件资源,其中运行的应用程序运行状态信息监视缺少简便有效的手段,例如:无硬盘,只有FLASH,程序日志信息只记录一些重大的错误性的信息;没有显示屏,相当于一个“黑盒子”,无法直观输出程序实时信息等。对于这样的嵌入式“黑盒子”,如何获取程序运行状态,来判断是否运行正常,特别是设备运行不正常时,如何定位问题的所在,成为了亟待解决的问题。一般的程序状态读取方法是通过仿真器,对于开发阶段的设备是可行的,但对于在现场正在运行的程序,不具备这样的条件。特别是对于发布的产品来说,因为测试的比较充分,在现场出问题时基本上重现困难,设备运行不正常时,程序的异常信息即使存储于设备中,如果用仿真器重新运行,这些信息就会丢失。这就要求有在线程序状态读取、修改的方法。
虽然有些嵌入式Linux应用针对性的配置了网络日志,但日志的缺点也很明显:事先确定输出信息,要求对所有逻辑进行日志信息输出,一方面是加大了日志逻辑的列举难度,日志条目过多,另一方面也加大了应用程序占用的内存容量。
也有些嵌入式Linux应用使用远程调试器,例如:GDB Server,进行远程内存变量值读写,但其使用依赖系统中断,在读写期会导致应用程序运行暂停,这对于实时性要求高的应用,无法保证运行的准确性,例如:在数据采集程序中可能会因为程序暂停导致采集数据丢失。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法及装置,以解决目前远程读、写嵌入式Linux应用程序中会加大应用程序占用内存容量、问题重现困难等问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,该方法包括以下步骤:
1)本地显示机打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;
2)将本地显示机通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将步骤1)解析的程序文件关联到同名受控进程;
3)根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址,进行变量值的读、写操作。
进一步地,所述读操作的步骤为:
A.在本地显示机上选择一个或多个目标变量,并根据变量的类型计算出其在目标机上所占用内存的字节数信息;
B.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址和读取字节数的读进程内存命令;
C.主控进程收到命令后进行判断,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则读取对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则读取对应内存数据,并发给主控进程;
D.主控进程将读取的内存数据返回给本地显示机,本地显示机根据目标机的字节序和变量的类型长度进行数据转换,并显示到界面上,以实现对目标机变量的读取。
进一步地,所述写操作的步骤为:
a.在本地显示机上选择一个变量值进行修改,并根据所选变量类型、地址和目标机字节序将其转换为字节数据信息;
b.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址、写字节数和数据的写进程内存命令;
c.主控进程收到命令后,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则写对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则写对应内存数据,并将结果发送给主控进程;
d.主控进程将结果返回给本地显示机,由本地显示机更新相应的界面变量值。
进一步地,若所解析的应用程序文件目录下存在.so动态库,依次读取其关联进程中该动态库的加载地址,并根据加载地址调整动态库中变量的地址。
进一步地,受控进程定时向主控进程发送心跳信息,如果受控进程不在受控进程列表中,则注册到列表中;若列表中的受控进程心跳在设定时间内没有更新,则删除该受控进程。
本发明还提供了一种远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,该装置包括本地显示机,该本地显示机用于与远程目标机通信连接,远程目标机上运行有嵌入式Linux应用程序,所述的本地显示机用于打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;所述的本地显示机还通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将解析的程序文件关联到同名受控进程;所述本地显示机还用于根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址进行变量值的读、写操作。
进一步地,所述读操作的步骤为:
A.在本地显示机上选择一个或多个目标变量,并根据变量的类型计算出其在目标机上所占用内存的字节数信息;
B.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址和读取字节数的读进程内存命令;
C.主控进程收到命令后进行判断,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则读取对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则读取对应内存数据,并发给主控进程;
D.主控进程将读取的内存数据返回给本地显示机,本地显示机根据目标机的字节序和变量的类型长度进行数据转换,并显示到界面上,以实现对目标机变量的读取。
进一步地,所述写操作的步骤为:
a.在本地显示机上选择一个变量值进行修改,并根据所选变量类型、地址和目标机字节序将其转换为字节数据信息;
b.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址、写字节数和数据的写进程内存命令;
c.主控进程收到命令后,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则写对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则写对应内存数据,并将结果发送给主控进程;
d.主控进程将结果返回给本地显示机,由本地显示机更新相应的界面变量值。
进一步地,若所解析的应用程序文件目录下存在.so动态库,本地显示机依次读取其关联进程中该动态库的加载地址,并根据加载地址调整动态库中变量的地址。
进一步地,受控进程定时向主控进程发送心跳信息,如果受控进程不在受控进程列表中,则注册到列表中;若列表中的受控进程心跳在设定时间内没有更新,则删除该受控进程。
本发明的有益效果是:本发明通过在目标Linux机上运行主控程序,主控进程对要读、写的进程(称之为受控进程)管理,并在把本地显示机上的变量值读、写命令发给受控进程,然后把结果返回到本地显示机上进行显示,实现了从本地显示机上对Linux目标机相关进程中变量值的远程读、写。本发明能够保留运行的环境数据,并能对变量值进行针对性的修改以进行逻辑测试验证,对现场测试、分析解析问题提供了技术支撑,实现了快捷、方便的维护与诊断,达到节省人力、物力的目的。
附图说明
图1是本发明远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的原理图;
图2是本发明远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值方法的实施例
本发明通过本地显示机打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;然后将本地显示机通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将解析的程序文件关联到同名受控进程;最后根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址,进行变量值的读、写操作。本发明通过本地、远程互相配合,完成对远程目标机应用程序变量值的读、写操作,基本的流程如图2所示,具体的过程如下。
准备阶段,主要关联到目标机的对应进程,准备好变量的地址,步骤为:
第一步:解析变量信息。本地显示机打开要操作的应用程序(要求包括调试信息),解析出其中的变量信息:变量名、类型(包含子变量信息)、地址,把变量名、地址显示在界面上,如果是结构、类等包含子信息的变量,以其为根按层次组织显示。
第二步:读取受控进程列表。本地显示机通过网络或其它通信方式连接到目标机的主控进程,读取受控进程列表中的进程数量,主控进程返回受控进程数量。本地目标机根据收到的数量,依次读取受控进程j信息,主控进程返回要读取的受控进程j信息给本地显示机,如果失败返回码-1;如果成功返回码0,且附加信息包含:进程ID、名称、版本、所在路径、进程自定义值。本地显示机在界面上显示受控进程名、进程ID,并自动关联当前解析的程序文件到同名进程(如果有多个,默认关联第一个,并允许用户根据进程自定义值手动关联)。
第三步:读取动态库地址,解析计算动态库存变量信息。如果所解析的应用程序文件同目录下没有.so文件,则跳到第四步。如果有.so文件,则本地显示机向主控进程依次读取每个.so库在进程中的加载地址,查询参数:进程ID、动态库名称为参数,主控进程返回动态库存加载地址,如果失败返回码-1;如果成功,返回码0,且附加信息包含:进程ID、动态库名称、加载地址。本地显示机依次解析动态库中的变量名、类型及地址,根据其加载地址,计算变量本次在进程中的真实地址,把变量名、地址显示在界面上,如果是结构、类等包含子信息的变量,以其为根按层次组织显示。
到此,准备工作完成,本地显示机上得到了应用程序对应的目标机进程中的变量名、类型、地址,包含动态库中变量,可以进行变量值的读、写操作了。
1.远程读取应用程序进程变量值,步骤为:
第一步:用户在本地显示机界面上选择一个或多个目标变量,单独列到一个窗口,点击刷新,本地显示机根据变量数量,一步或多次重复以下步骤。
第二步:本地显示机根据变量的类型,计算出其在目标机上所占用内存的字节数,对于含有子的变量,计算出总数(包含对齐点位),如果字节多于限值,默认1024,则要分帧是成熟技术,在这里不再赘述。
第三步:本地显示机向目标机发送读进程内存命令,包括:进程ID、内存起始地址(即变量地址)、读取字节数。
第四步:主控进程收到该命令后,如果目标进程是主控进程本身,判断内存地址、字节数有效,有效则读取对应内存数据,发给主控进程,且在数据前附成功码0给本地显示机;如果无效,返回错误码-10。如果目标进程不是主控进程本身,则在受控进程列表中,查到目标进程,如果没找到,返回码-1;如果找到,把命令转发给目标进程,目标进程收到命令后,判断内存地址、字节数有效,有效则读取对应内存数据,发给主控进程,且在数据前附成功码0;如果无效,返回错误码-10,无数据。主控进程把回复转发给本地显示机。
第五步:本地显示机收到回复后,如果成功,则根据变量类型、地址、目标机的字节序,转换为显示值,对于包含子的变量,根据类型中子的地址、子的类型进行转换(防止对齐占位的影响),显示到界面上。
2.远程修改应用程序进程变量值,步骤为:
第一步:用户在本地显示机界面上选择一个终端变量(不包含子),点击修改,本地显示机根据其类型弹出对应的编辑框,输入新值,点击修改。
第二步:本地显示机根据变量类型、地址、目标机字节序,转换为按字节数据信息。如果数据字节数多于限值,默认1024,则要分帧,不再赘述。
第三步:本地显示机向目标机发送写进程内存命令,包括:进程ID、内存起始地址(即变量地址)、写字节数、数据。
第四步:主控进程收到该命令后,如果目标进程是主控进程本身,判断内存地址、字节数有效,有效则写对应内存数据,返回成功码0给本地显示机;如果无效,返回错误码-10。如果目标进程不是主控进程本身,则在受控进程列表中,查到目标进程,如果没找到,返回码-1;如果找到,把命令转发给目标进程,目标进程收到命令后,判断内存地址、字节数有效,有效则写对应内存数据,返回成功码0给主控进程;如果无效,返回错误码-10。主控进程把回复转发给本地显示机。
第五步:本地显示机收到回复后,如果成功,则更新界面变量值。
本实施例中受控进程启动后,周期向主控进程发送心跳信息,包含:进程ID、名称、版本、路径、进程自定义值。主控进程收到心跳信息后,在受控进程列表中查找有无相同ID进程,如果有,增加心跳计数;如果没有增加一条记录进行注册,复制进程ID、名称、版本、路径、进程自定义值信息,心跳计算置1。
主控进程周期依次检查受控进程列表中的进程心跳,如果在一定的时间内,默认2秒无变化,则认为此受控进程超时,在受控进程列表中删除该进程记录,删除它的注册信息,节省空间。如果其重新启动,会以心跳的方式重新注册。
本发明远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值装置的实施例
本实施例中的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值装置包括本地显示机,该本地显示机用于与远程目标机通信连接,如图1所示,远程目标机上运行有嵌入式Linux应用程序,本地显示机用于打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;本地显示机还通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将解析的程序文件关联到同名受控进程;本地显示机还用于根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址进行变量值的读、写操作。本地显示机上述功能的具体实现手段已在方法的实施例中进行了详细说明,这里不再赘述。
通过上述过程可知,本发明将本地显示机、远程主控进程、受控进程分工、配合组成一个简便、易行、在线的应用程序变量值查看、修改系统。本地显示机对应用程序的解析、变量值与目标机内存数据的转换,包含对齐编译的含子变量的结构、类的转换,目标机上的主控进程、受控进程只简单执行内存读写操作。

Claims (10)

1.远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)本地显示机打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;
2)将本地显示机通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将步骤1)解析的程序文件关联到同名受控进程;
3)根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址,进行变量值的读、写操作。
2.根据权利要求1所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,其特征在于,所述读操作的步骤为:
A.在本地显示机上选择一个或多个目标变量,并根据变量的类型计算出其在目标机上所占用内存的字节数信息;
B.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址和读取字节数的读进程内存命令;
C.主控进程收到命令后进行判断,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则读取对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则读取对应内存数据,并发给主控进程;
D.主控进程将读取的内存数据返回给本地显示机,本地显示机根据目标机的字节序和变量的类型长度进行数据转换,并显示到界面上,以实现对目标机变量的读取。
3.根据权利要求1所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,其特征在于,所述写操作的步骤为:
a.在本地显示机上选择一个变量值进行修改,并根据所选变量类型、地址和目标机字节序将其转换为字节数据信息;
b.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址、写字节数和数据的写进程内存命令;
c.主控进程收到命令后,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则写对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则写对应内存数据,并将结果发送给主控进程;
d.主控进程将结果返回给本地显示机,由本地显示机更新相应的界面变量值。
4.根据权利要求1所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,其特征在于,若所解析的应用程序文件目录下存在.so动态库,依次读取其关联进程中该动态库的加载地址,并根据加载地址调整动态库中变量的地址。
5.根据权利要求2或3所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的方法,其特征在于,受控进程定时向主控进程发送心跳信息,如果受控进程不在受控进程列表中,则注册到列表中;若列表中的受控进程心跳在设定时间内没有更新,则删除该受控进程。
6.远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,其特征在于,该装置包括本地显示机,该本地显示机用于与远程目标机通信连接,远程目标机上运行有嵌入式Linux应用程序,所述的本地显示机用于打开要操作的应用程序,并解析出应用程序的变量名、类型和地址;所述的本地显示机还通过网络连接到目标Linux机的主控进程,获取各受控进程名和受控进程ID,并将解析的程序文件关联到同名受控进程;所述本地显示机还用于根据应用程序对应的目标进程中的变量名、类型和地址进行变量值的读、写操作。
7.根据权利要求6所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,其特征在于,所述读操作的步骤为:
A.在本地显示机上选择一个或多个目标变量,并根据变量的类型计算出其在目标机上所占用内存的字节数信息;
B.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址和读取字节数的读进程内存命令;
C.主控进程收到命令后进行判断,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则读取对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则读取对应内存数据,并发给主控进程;
D.主控进程将读取的内存数据返回给本地显示机,本地显示机根据目标机的字节序和变量的类型长度进行数据转换,并显示到界面上,以实现对目标机变量的读取。
8.根据权利要求6所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,其特征在于,所述写操作的步骤为:
a.在本地显示机上选择一个变量值进行修改,并根据所选变量类型、地址和目标机字节序将其转换为字节数据信息;
b.向目标机主控进程发送包含有进程ID、内存起始地址、写字节数和数据的写进程内存命令;
c.主控进程收到命令后,若目标进程为主控进程本身时,根据该命令判断内存地址和字节数是否有效,若有效,则写对应内存数据;当目标进程不是主控进程时,主控进程从受控进程表中查找目标进程,并将命令发给目标进程,由目标进程判断内存地址和字节数是否有效,有效则写对应内存数据,并将结果发送给主控进程;
d.主控进程将结果返回给本地显示机,由本地显示机更新相应的界面变量值。
9.根据权利要求6所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,其特征在于,若所解析的应用程序文件目录下存在.so动态库,本地显示机依次读取其关联进程中该动态库的加载地址,并根据加载地址调整动态库中变量的地址。
10.根据权利要求7或8所述的远程读、写嵌入式Linux应用程序内存变量值的装置,其特征在于,受控进程定时向主控进程发送心跳信息,如果受控进程不在受控进程列表中,则注册到列表中;若列表中的受控进程心跳在设定时间内没有更新,则删除该受控进程。
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