基于國產(chǎn)多核處理器的應用程序確定性在線重放技術研究.pdf

1、本文研究確定性重放技術。確定性重放，也稱記錄重放，這種技術從第三方的角度跟蹤程序運行過程，記錄關鍵信息，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，包括進程級冗余檢錯，操作系統(tǒng)回卷恢復等。解決了單線程數(shù)值計算程序的瞬態(tài)故障容錯問題。多線程和非數(shù)值計算程序反復執(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。既可以擴展已有的檢錯

2、方案的適用范圍，也可以更有效的利用冗余副本進行故障恢復，還能極大的方便調(diào)試過程。記錄重放技術一直受到系統(tǒng)研究者的關注，除了容錯，在調(diào)試，系統(tǒng)結(jié)構性能模擬，入侵檢測等領域也有用武之地。目前已經(jīng)出現(xiàn)了針對單線程應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。廣泛閱讀相關論文，了解現(xiàn)有研究中記錄重放的實現(xiàn)方法和能夠達到的精確程度。討論了在線重放技術在容錯中

3、發(fā)揮的作用及其優(yōu)點。以對應用程序透明為設計出發(fā)點，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)角度設計記錄重放方案。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)存寫操作準備的CREW協(xié)議，分析了二者在實現(xiàn)中遇到的問題。以getpid為例，在常見x86平臺上設計實現(xiàn)了系統(tǒng)調(diào)用的記錄重放