本發(fā)明涉及模塊化數(shù)據(jù)中心mdc、通信機(jī)房等領(lǐng)域，具體地說是一種動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

模塊化數(shù)據(jù)中心(moduledatacenter,mdc)是基于云計(jì)算的新一代數(shù)據(jù)中心部署形式，為了應(yīng)對云計(jì)算、虛擬化、集中化、高密化等服務(wù)器發(fā)展的趨勢，其采用模塊化設(shè)計(jì)理念，最大程度的降低基礎(chǔ)設(shè)施對機(jī)房環(huán)境的耦合。集成了供配電、制冷、機(jī)柜、氣流遏制、綜合布線、動環(huán)監(jiān)控、消防等子系統(tǒng)，提高數(shù)據(jù)中心的整體運(yùn)營效率，實(shí)現(xiàn)快速部署、彈性擴(kuò)展和綠色節(jié)能。

linux操作系統(tǒng)內(nèi)核空間和用戶空間頁表的管理方式不同，具體來說，每個(gè)進(jìn)程都有不同的用戶空間頁表，而內(nèi)核對于訪問內(nèi)存時(shí)需要的頁表是單獨(dú)進(jìn)行管理的，有單獨(dú)的內(nèi)核頁表，進(jìn)程的頁表會與內(nèi)核主頁表進(jìn)行同步，所有進(jìn)程共享linux的內(nèi)核空間。

現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，主要是通過shell腳本實(shí)現(xiàn)，一般的操作流程如下：

1）使用free命令查看linux系統(tǒng)內(nèi)存使用情況；

2）查看截取剩余內(nèi)存free的數(shù)值命令；

3）編寫內(nèi)存監(jiān)控的腳本文件；

4）以文本文件的方式保存結(jié)果；

5）查看內(nèi)存監(jiān)控的結(jié)果文件。

目前已經(jīng)存在的腳本可以對內(nèi)存進(jìn)行檢測和監(jiān)控，但是基本都是針對用戶空間的，由于內(nèi)核空間運(yùn)行于特權(quán)級別，所以操作起來更加困難。此外，動態(tài)分析內(nèi)核空間的工具中大多數(shù)針對的是內(nèi)存泄露，溢出等常見錯(cuò)誤的檢測，缺乏對內(nèi)存訪問信息的監(jiān)控工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該方法要求linux內(nèi)核是模塊化的，支持模塊的動態(tài)插入；該方法主要由核心模塊、內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊、內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊、內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊和界面統(tǒng)一展示模塊實(shí)現(xiàn)；

所述的核心模塊是基礎(chǔ)模塊，會捕獲所監(jiān)控內(nèi)核內(nèi)存的全部訪問，并提供訪問處理接口和管理監(jiān)控內(nèi)存的接口；

所述的內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊對所監(jiān)控內(nèi)存的所有訪問都進(jìn)行具體判斷處理；

所述的內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊檢測linux內(nèi)核模塊的動態(tài)內(nèi)存訪問越界的問題；

所述的內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊用于統(tǒng)計(jì)讀寫操作、進(jìn)程、用戶信息；

所述的界面統(tǒng)一展示模塊用于通過圖形化界面展現(xiàn)監(jiān)控結(jié)果，實(shí)時(shí)監(jiān)控訪問內(nèi)存信息。

所述的核心模塊對外提供兩類接口，一類注冊或注銷的接口，用來注冊或者注銷監(jiān)控模塊的接口；另一類添加或刪除監(jiān)控內(nèi)存的接口，用來控制所要監(jiān)控的內(nèi)存模塊的范圍。

所述的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法的步驟如下：

1）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊；

2）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊；

3）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息監(jiān)控模塊；

4）向核心模塊成功注冊后，內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊利用通知機(jī)制等待訪問內(nèi)存；

5）內(nèi)核內(nèi)存訪問，向核心模塊添加需要監(jiān)控檢測內(nèi)存信息，對于特別危險(xiǎn)的行為設(shè)置強(qiáng)制結(jié)束；

6）進(jìn)程產(chǎn)生缺頁異常；

7）判斷是否因監(jiān)控引起的缺頁異常；

8）否，系統(tǒng)正常處理；

9）是，進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊進(jìn)行處理；

10）根據(jù)當(dāng)前寄存器的信息和當(dāng)前的進(jìn)程控制塊current來記錄進(jìn)程的訪問信息；

11）設(shè)置頁表項(xiàng)pte為頁存在狀態(tài)；

12）修改標(biāo)志寄存器為單步調(diào)試；

13）內(nèi)核內(nèi)存正常訪問；

14）產(chǎn)生單步中斷，然后通知機(jī)制會通知內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊，啟動內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊；

15）復(fù)制可執(zhí)行代碼到內(nèi)核空間，內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊做預(yù)處理，隨后繼續(xù)執(zhí)行初始化函數(shù)；

16）內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測的主要方法是在申請內(nèi)存塊的時(shí)候，增加申請內(nèi)存的大小，將這些申請額外的空間作為檢測區(qū)域；然后向核心模塊添加這個(gè)較大的內(nèi)存塊；當(dāng)訪問該內(nèi)存塊時(shí)，通過判斷是否訪問到了邊界區(qū)域來確定是否發(fā)生了內(nèi)存越界訪問；

17）進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊，設(shè)置頁表項(xiàng)pte為缺頁狀態(tài)，恢復(fù)標(biāo)志寄存器；

18）進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊，對于同一個(gè)進(jìn)程，信息只記錄一份，包括對該內(nèi)存的讀、寫次數(shù)，訪問時(shí)間；

19）可視化界面統(tǒng)一展示模塊讀取內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控結(jié)果，并在用戶空間進(jìn)行呈現(xiàn)；

20）重復(fù)(5)～（19）步驟，完成循環(huán)監(jiān)控過程。

本發(fā)明的一種動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，有助于動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的linux調(diào)試，尤其是在涉及底層驅(qū)動代碼調(diào)試時(shí)，可以快速定位程序的內(nèi)存訪問位置，有利于開發(fā)及調(diào)試中深層次問題的定位，提升動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的穩(wěn)定性與可靠性，并保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

附圖說明

附圖1為一種動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

附圖2為一種動環(huán)監(jiān)控主機(jī)的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

該方法要求linux內(nèi)核是模塊化的，支持模塊的動態(tài)插入；該方法主要由核心模塊、內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊、內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊、內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊和界面統(tǒng)一展示模塊實(shí)現(xiàn)；

所述的核心模塊是基礎(chǔ)模塊，會捕獲所監(jiān)控內(nèi)核內(nèi)存的全部訪問，并提供訪問處理接口和管理監(jiān)控內(nèi)存的接口；所述的核心模塊對外提供兩類接口，一類注冊或注銷的接口，用來注冊或者注銷監(jiān)控模塊的接口；另一類添加或刪除監(jiān)控內(nèi)存的接口，用來控制所要監(jiān)控的內(nèi)存模塊的范圍。

所述的內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊對所監(jiān)控內(nèi)存的所有訪問都進(jìn)行具體判斷處理；

所述的內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊檢測linux內(nèi)核模塊的動態(tài)內(nèi)存訪問越界的問題；

所述的內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊用于統(tǒng)計(jì)讀寫操作、進(jìn)程、用戶信息；

所述的界面統(tǒng)一展示模塊用于通過圖形化界面展現(xiàn)監(jiān)控結(jié)果，實(shí)時(shí)監(jiān)控訪問內(nèi)存信息。

所述的內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控方法的步驟如下：

1）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊；

2）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊；

3）向核心模塊動態(tài)添加內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息監(jiān)控模塊；

4）向核心模塊成功注冊后，內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊利用通知機(jī)制等待訪問內(nèi)存；

5）內(nèi)核內(nèi)存訪問，向核心模塊添加需要監(jiān)控檢測內(nèi)存信息，對于特別危險(xiǎn)的行為設(shè)置強(qiáng)制結(jié)束；

6）進(jìn)程產(chǎn)生缺頁異常；

7）判斷是否因監(jiān)控引起的缺頁異常；

8）否，系統(tǒng)正常處理；

9）是，進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊進(jìn)行處理；

10）根據(jù)當(dāng)前寄存器的信息和當(dāng)前的進(jìn)程控制塊current來記錄進(jìn)程的訪問信息；

11）設(shè)置頁表項(xiàng)pte為頁存在狀態(tài)；

12）修改標(biāo)志寄存器為單步調(diào)試；

13）內(nèi)核內(nèi)存正常訪問；

14）產(chǎn)生單步中斷，然后通知機(jī)制會通知內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊，啟動內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊；

15）復(fù)制可執(zhí)行代碼到內(nèi)核空間，內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測模塊做預(yù)處理，隨后繼續(xù)執(zhí)行初始化函數(shù)；

16）內(nèi)核內(nèi)存溢出檢測的主要方法是在申請內(nèi)存塊的時(shí)候，增加申請內(nèi)存的大小，將這些申請額外的空間作為檢測區(qū)域；然后向核心模塊添加這個(gè)較大的內(nèi)存塊；當(dāng)訪問該內(nèi)存塊時(shí)，通過判斷是否訪問到了邊界區(qū)域來確定是否發(fā)生了內(nèi)存越界訪問；

17）進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存訪問信息監(jiān)控模塊，設(shè)置頁表項(xiàng)pte為缺頁狀態(tài)，恢復(fù)標(biāo)志寄存器；

18）進(jìn)入內(nèi)核內(nèi)存統(tǒng)計(jì)信息模塊，對于同一個(gè)進(jìn)程，信息只記錄一份，包括對該內(nèi)存的讀、寫次數(shù)，訪問時(shí)間；

19）可視化界面統(tǒng)一展示模塊讀取內(nèi)核內(nèi)存監(jiān)控結(jié)果，并在用戶空間進(jìn)行呈現(xiàn)；

20）重復(fù)(5)～（19）步驟，完成循環(huán)監(jiān)控過程。

通過上面具體實(shí)施方式，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的幾種具體實(shí)施方式。在公開的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。