CN110058814B - 分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，包含运行在分区操作系统的分区上的监视分区软件，运行在分区操作系统底层上的驱动软件，监视分区软件根据设定频率驱动驱动软件；驱动软件根据监视应用的驱动操作DMA控制器捕获的非活动分区内存快照，将捕获的非活动分区内存快照传输到监视分区软件指定的快照存储空间中。本发明避免了为添加监控软件而对其他分区应用的改动，减少了其他分区应用增加监控软件的开发工作，并可以在系统运行时唤醒和休眠，不会长时间占用系统资源。

Description

分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统
技术领域
本发明涉及航空电子系统平台软件领域，具体是一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的方法。
背景技术
新一代的嵌入式系统对于可靠性、维护性等方面提出了新的要求，分区嵌入式操作系统由于具有高可靠性、高实时性、可裁剪性等优点在航空航天等嵌入式领域得到多了广泛的应用。由于每个分区的软件开发商可能是不同的，在每个分区应用中增加监控信息不仅提高开发难度，而且监控软件会影响到系统性能；另外不同的分区应用需要监控的信息是不一样的，监控软件的复用难度大。因此迫切需要一种新的监控方式，可以在系统运行时监控分区应用的运行状态。
发明内容
为解决分区操作系统中分区应用监控较少，分区应用中问题不易排查的问题，本发明的发明目的在于提供一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，通过在一个分区中加载监视分区软件，可以在监视分区软件运行时获取到其它分区的内存信息，将该内存信息发送到分区操作系统外查看，并在分区操作系统外部配置内存的获取范围以及获取的频率。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，包含运行在分区操作系统的分区上的监视分区软件，运行在分区操作系统底层上的驱动软件，监视分区软件根据设定频率驱动驱动软件；驱动软件根据监视应用的驱动操作DMA控制器捕获的非活动分区内存快照，将捕获的非活动分区内存快照传输到监视分区软件指定的快照存储空间中。
依据上述特征，监视分区软件驱动驱动软件时，向驱动软件输出需要获取的非活动分区内存快照的逻辑地址以及存储非活动分区内存快照的逻辑地址；所述驱动软件将非活动分区内存快照的虚拟地址以及存储非活动分区内存快照的虚拟地址转换为物理地址，并根据物理地址获取非活动分区内存快照和存储非活动分区内存快照。
进一步，分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统还包含运行在外部调试系统上的显示和配置工具软件，用于向监控分区软件发送配置信息，以及从快照存储空间中读取非活动分区内存快照；其中，配置信息包含获取非活动分区内存快照的逻辑地址、存储非活动分区内存快照的逻辑地址、监视分区软件的频率信息。
进一步，显示和配置工具软件还用于显示配置信息和显示非活动分区内存快照。
本发明的有益效果在于：本专利避免了为添加监控软件而对其他分区应用的改动，减少了其他分区应用增加监控软件的开发工作，并可以在系统运行时唤醒和休眠，不会长时间占用系统资源，为调试开发和系统维护人员的提供了方便的应用监控方法，可广泛应用于分区操作系统中，具有显著的应用前景。
附图说明
图1为分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统的结构示意图。
图2为监视分区软件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本实施例所示的一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统通过使用独立的监控分区，使用直接内存访问(Direct Memory Access，DMA)技术获取内存快照，参见图1所示，包含运行在分区操作系统的分区上的监视分区软件，运行在分区操作系统底层上的驱动软件，监视分区软件根据设定频率驱动驱动软件；驱动软件根据监视应用的驱动操作DMA控制器捕获的非活动分区内存快照，将捕获的非活动分区内存快照传输到监视分区软件指定的快照存储空间中。
根据分区操作系统的特性，在单核CPU系统上，同时只能运行一个分区，所以当监视分区软件运行时，其他分区一定不在运行，即其它分区成为非活动分区，此时监视分区软件驱动驱动软件就可以获得非活动分区内存快照。监视分区软件的结构如图2所示：
1.配置数据库：主要功能是保存需要监控的分区、内存的虚拟地址、内存的大小以及内存快照的获取频率信息。由于内存上的信息并不是完全都很重要，可以利用虚拟地址指出关键信息的存储位置，从而只获取这些关键信息的内存快照。
2.内存快照数据库：主要功能是按照一定的格式保存获取到的内存快照。
3.控制软件：主要功能是维护配置数据库和内存快照数据库，根据设定的频率信息驱动驱动软件。
运行于底层CoreOS上的驱动软件主要功能如下：
1.配置信息转换：主要功能是将非活动分区内存快照的逻辑地址以及存储非活动分区内存快照的逻辑地址转化成为实际的物理地址。
2.内存快照获取：主要功能是操作DMA控制器，将要捕获的内存快照存放到监控分区软件指定的快照存储空间中。监视分区软件中的控制软件根据驱动软件提供的接口操作DMA，获取内存快照，保存到内存快照数据库中。
操作DMA控制器访问被内存管理单元(Memory Management Unit，MMU)保护的内存是非常危险的行为，因此配置信息的转化必须正确无误，否则不能进行DMA操作。另外，DMA操作前会被传入一个时间参数，该参数用来限定DMA操作的时间，该时间结束时，不论DMA操作是否完成，DMA操作都将被终止。
为了能对配置数据库中的配置信息进行更新，以及显示非活动分区内存快照，本实施例还提供了一个运行在分区操作系统外部、调试系统上的显示和配置工具软件。
显示和配置工具软件由四个模块组成，各模块功能如下所示：
1.配置信息显示：主要功能是显示当前对内存快照的配置信息。防止因为内存快照配置的数量过多，而无法知道已经配置的信息。
2.配置信息发送：主要功能是向监控分区软件中的控制软件发送配置信息，可以单条发送，也可以使用脚本批量发送。无法使用的配置信息会给出错误信息并抛弃该配置，且配置信息显示上不会出现该配置。控制软件会根据接收到的配置信息更新配置数据库。
3.内存快照数据库：存储从内存快照数据库读取的从开始监控到当前所有的内存快照信息。
4.内存快照信息显示：显示内存快照信息。提供了对内存快照数据库中的数据进行统计操作的功能。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，包含运行在分区操作系统的分区上的监视分区软件，运行在分区操作系统底层上的驱动软件，其特征在于监视分区软件根据设定频率驱动驱动软件，并向驱动软件输出需要获取的非活动分区内存快照的逻辑地址以及存储非活动分区内存快照的逻辑地址；
所述驱动软件根据监视分区软件的驱动将非活动分区内存快照的虚拟地址以及存储非活动分区内存快照的虚拟地址转换为物理地址，操作DMA控制器根据非活动分区内存快照的物理地址捕获的非活动分区内存快照，将捕获的非活动分区内存快照传输到监视分区软件指定的存储非活动分区内存快照的存储空间中。
2.根据权利要求1所述的一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，其特征在于还包含运行在外部调试系统上的显示和配置工具软件，用于向监控分区软件发送配置信息，以及从快照存储空间中读取非活动分区内存快照；其中，配置信息包含获取非活动分区内存快照的逻辑地址、存储非活动分区内存快照的逻辑地址、监视分区软件的频率信息。
3.根据权利要求2所述的一种分区操作系统中安全地获取非活动分区内存快照的系统，其特征在于显示和配置工具软件还用于显示配置信息和显示非活动分区内存快照。
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