基于虛擬機擴展的軟件調(diào)試技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機體系結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計語言等的不斷豐富，以及計算機應(yīng)用的快速發(fā)展，軟件系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，任務(wù)復雜度不斷提高，軟件的并發(fā)性不斷加強，軟件潛在的bug已越來越難以捕捉。由于軟件錯誤直接造成系統(tǒng)失效的比率持續(xù)遞增。因此如何提高軟件的可靠性成為了目前軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)面臨的主要問題。 目前，在軟件可靠性工程領(lǐng)域中，對于大型的、復雜的、多任務(wù)并發(fā)系統(tǒng)而言，采用系統(tǒng)化的方法支持軟件調(diào)試與故障診斷的自動化、智能化，具有實現(xiàn)成本低、調(diào)試效

2、果好等特點，因而成為國際上研究的熱點。 本文針對復雜軟件系統(tǒng)調(diào)試面臨的困難，提出了在虛擬機上實現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)擴展來支持軟件調(diào)試的方法。通過擴展虛擬機體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了軟件全過程故障重現(xiàn)與回放技術(shù)和增量型的數(shù)據(jù)一致性檢查技術(shù)。 本文首先介紹了軟件可靠性與軟件調(diào)試一般性概念，對于目前國際上軟件調(diào)試技術(shù)和虛擬機技術(shù)的研究做了詳細的分析，提出了基于虛擬機擴展技術(shù)的軟件調(diào)試技術(shù)框架。 為了在虛擬機上實現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)擴展，本文詳細分析

3、了開源模擬器Bochs的體系結(jié)構(gòu)，分析了Bochs中CPU、內(nèi)存、時鐘與中斷系統(tǒng)、外設(shè)四個模塊實現(xiàn)機理。 針對多任務(wù)并發(fā)系統(tǒng)中軟件故障難以重現(xiàn)的問題，本文提出了軟件全過程故障重現(xiàn)與回放技術(shù)，并詳細介紹了檢查點、日志、回放等模塊的原理與實現(xiàn)。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致性對于軟件的正常運行至關(guān)重要，因而通過對復雜系統(tǒng)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行運行時的一致性檢查，有利于軟件故障的早期發(fā)現(xiàn)與定位。本文提出了基于體系結(jié)構(gòu)擴展的增量型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致性檢