基于國產(chǎn)多核處理器的應(yīng)用程序確定性在線重放技術(shù)研究.pdf

1、本文研究確定性重放技術(shù)。確定性重放，也稱記錄重放，這種技術(shù)從第三方的角度跟蹤程序運(yùn)行過程，記錄關(guān)鍵信息，依據(jù)這些信息重現(xiàn)該次執(zhí)行過程。圍繞國產(chǎn)多核處理器可靠性展開的研究已取得若干成果，包括進(jìn)程級冗余檢錯(cuò)，操作系統(tǒng)回卷恢復(fù)等。解決了單線程數(shù)值計(jì)算程序的瞬態(tài)故障容錯(cuò)問題。多線程和非數(shù)值計(jì)算程序反復(fù)執(zhí)行常常產(chǎn)生不同的結(jié)果。對這兩類程序，多次執(zhí)行比對結(jié)果的檢錯(cuò)方法不適用。本文意在通過記錄重放消除這兩類程序執(zhí)行結(jié)果的不確定性。既可以擴(kuò)展已有的檢錯(cuò)

2、方案的適用范圍，也可以更有效的利用冗余副本進(jìn)行故障恢復(fù)，還能極大的方便調(diào)試過程。記錄重放技術(shù)一直受到系統(tǒng)研究者的關(guān)注，除了容錯(cuò)，在調(diào)試，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能模擬，入侵檢測等領(lǐng)域也有用武之地。目前已經(jīng)出現(xiàn)了針對單線程應(yīng)用程序的記錄重放工具，對于多線程程序尚無完整的解決方案。
　　本文從不確定性因素入手，考察這些因素的來源和對程序執(zhí)行結(jié)果的影響。廣泛閱讀相關(guān)論文，了解現(xiàn)有研究中記錄重放的實(shí)現(xiàn)方法和能夠達(dá)到的精確程度。討論了在線重放技術(shù)在容錯(cuò)中

3、發(fā)揮的作用及其優(yōu)點(diǎn)。以對應(yīng)用程序透明為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，為承接已有的國產(chǎn)多核處理器可靠性研究成果，從操作系統(tǒng)角度設(shè)計(jì)記錄重放方案。以Scribe為參考，根據(jù)是否影響操作系統(tǒng)狀態(tài)將系統(tǒng)調(diào)用分為兩類，分別討論了日志記錄的內(nèi)容，重放階段執(zhí)行過程和實(shí)現(xiàn)思路。研究了Linux操作系統(tǒng)中信號的產(chǎn)生，發(fā)送和處理過程，闡述了為記錄共享內(nèi)存寫操作準(zhǔn)備的CREW協(xié)議，分析了二者在實(shí)現(xiàn)中遇到的問題。以getpid為例，在常見x86平臺上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)調(diào)用的記錄重放