用軟件中斷實(shí)現(xiàn)的

Linux

內(nèi)核故障注入方法

郭慶偉

;

楊麥順

;

張影

;

張興軍

【期刊名稱】

《計(jì)算機(jī)應(yīng)用》

【年

(

卷

),

期】

2014(000)0z2

【摘要】

針對容錯(cuò)操作系統(tǒng)的可靠性評測問題，提出一種向

Linux

內(nèi)核注入

“單個(gè)位”故障的方法。基于

x86

體系結(jié)構(gòu)中的軟件中斷機(jī)制，首先利用可加

載內(nèi)核模塊機(jī)制在時(shí)鐘中斷中設(shè)置一個(gè)探測點(diǎn)，然后將用戶態(tài)的故障數(shù)據(jù)傳輸

到內(nèi)核空間，最后利用一種

C/S

結(jié)構(gòu)的故障注入模型，分別向

Linux

內(nèi)核的

arch

、

fs

、

kernel

和

mm

四個(gè)子系統(tǒng)注入故障(瞬時(shí)型、間歇型和永久型)

6700

余次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與

arch

和

fs

子系統(tǒng)相比，

kernel

和

mm

子系統(tǒng)

對故障的敏感度較高，平均檢測故障覆蓋率達(dá)到

38.23'

；與數(shù)據(jù)段相比，內(nèi)核

代碼段對故障的敏感度較高，平均檢測故障覆蓋率達(dá)到

73.49'

，該方法提高了

容錯(cuò)型操作系統(tǒng)可靠性評測的速度和準(zhǔn)確度。

%Aiming

at

the

problem

of

evaluating

the

dependability

of

fault-tolerant

operating

system,

a

scheme

was

proposed

to

inject

single-bit

faults

in

the

Linux

kernel.

Based

on

software

interrupt

technology

existing

in

x86

architecture,

a

probe

point

was

firstly

installed

in

the

timer

interrupt

using

loadable

kernel?module.?Then?the?faults?data?were?delivered?from?user?space?to

kernel?space.?Finally?about?6?700?faults?including?transient,?intermittent

and?permanent?type?were?conducted?targeting?four?kernel?subsystems,?i.

e.

arch,

fs,

kernel

and

mm,

by

means

of

a

C/S

fault

injecting

model.

Experiments

indicate

that

compared

with

arch

and

fs

subsystems,

the

總結(jié)

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