本文關(guān)鍵詞：基于國(guó)產(chǎn)處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)回卷恢復(fù)機(jī)制的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國(guó)產(chǎn)處理器飛速發(fā)展，已在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但在航空、軍工、金融等關(guān)鍵業(yè)務(wù)中，國(guó)產(chǎn)處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還無(wú)法達(dá)到高可靠性要求。對(duì)于國(guó)產(chǎn)處理器系統(tǒng)不同級(jí)別的容錯(cuò)技術(shù)研究，對(duì)于我國(guó)在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域完全自主化，，打破國(guó)外壟斷有重大意義。基于國(guó)產(chǎn)處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)回卷恢復(fù)機(jī)制的研究，旨在從操作系統(tǒng)級(jí)提高國(guó)產(chǎn)處理器系統(tǒng)的容錯(cuò)性能，具有重要意義。 本文通過(guò)對(duì)龍芯3A處理器和MIPS架構(gòu)的研究，分析了龍芯系統(tǒng)平臺(tái)的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)回卷恢復(fù)機(jī)制的主要對(duì)象Linux進(jìn)程進(jìn)行了研究，了解了內(nèi)核調(diào)度和管理進(jìn)程的機(jī)制，確定了設(shè)置檢查點(diǎn)時(shí)需要保存的進(jìn)程相關(guān)信息。 通過(guò)內(nèi)核對(duì)進(jìn)程的管理與運(yùn)行機(jī)制的研究，本文設(shè)計(jì)了一種基于內(nèi)核級(jí)檢查點(diǎn)的回卷恢復(fù)機(jī)制，在內(nèi)核中對(duì)進(jìn)程上下文信息進(jìn)行保存，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，進(jìn)行回卷恢復(fù)。內(nèi)核級(jí)相比用戶(hù)級(jí)檢查點(diǎn)具有對(duì)用戶(hù)透明，無(wú)需修改用戶(hù)代碼的優(yōu)點(diǎn)。利用添加內(nèi)核模塊的方法，為系統(tǒng)內(nèi)核添加回卷恢復(fù)機(jī)制，具有靈活加載與卸載、無(wú)需改變?cè)到y(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。本文著重闡述了基于內(nèi)核檢查點(diǎn)的回卷恢復(fù)系統(tǒng)各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)方法，主要包括：故障守護(hù)進(jìn)程、檢查點(diǎn)信息保存模塊、回卷恢復(fù)模塊、文件處理模塊等。 最后對(duì)回卷恢復(fù)系統(tǒng)的基本應(yīng)用進(jìn)行了測(cè)試，并多次實(shí)驗(yàn)分析了影響該系統(tǒng)時(shí)間與空間開(kāi)銷(xiāo)的因素。通過(guò)對(duì)檢查點(diǎn)設(shè)置策略的改變，減小檢查點(diǎn)的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。保存檢查點(diǎn)信息時(shí)，改進(jìn)打開(kāi)文件的保存方法也降低了檢查點(diǎn)的空間開(kāi)銷(xiāo)，使該系統(tǒng)在提高容錯(cuò)性能的同時(shí)，具有了更好的可用性。
【關(guān)鍵詞】：檢查點(diǎn) 龍芯 MIPS Linux
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP332
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題的來(lái)源及研究的目的和意義8-11
• 1.1.1 課題來(lái)源8
• 1.1.2 課題研究的背景與意義8-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國(guó)產(chǎn)容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 檢查點(diǎn)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 龍芯的 MIPS 架構(gòu)及 Linux 進(jìn)程16-31
• 2.1 龍芯處理器芯片16-18
• 2.2 MIPS 架構(gòu)18-24
• 2.2.1 MIPS 架構(gòu)概述18
• 2.2.2 指令集18-19
• 2.2.3 寄存器約定19-20
• 2.2.4 內(nèi)存管理20-23
• 2.2.5 地址轉(zhuǎn)換23-24
• 2.3 Linux 進(jìn)程24-30
• 2.3.1 Linux 進(jìn)程描述符25-27
• 2.3.2 Linux 進(jìn)程內(nèi)存布局27-29
• 2.3.3 Linux 進(jìn)程上下文29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于檢查點(diǎn)的回卷恢復(fù)機(jī)制的研究與設(shè)計(jì)31-52
• 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)31
• 3.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案33-39
• 3.3.1 內(nèi)核模塊編程34-35
• 3.3.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程35-39
• 3.4 故障守護(hù)進(jìn)程39-40
• 3.5 檢查點(diǎn)信息保存模塊40-50
• 3.5.1 檢查點(diǎn)頭信息42-43
• 3.5.2 進(jìn)程內(nèi)存映像43-46
• 3.5.3 CPU 寄存器46-48
• 3.5.4 進(jìn)程信號(hào)相關(guān)信息48-49
• 3.5.5 進(jìn)程文件相關(guān)信息49-50
• 3.6 回卷恢復(fù)模塊50
• 3.7 文件處理模塊50-51
• 3.8 本章小結(jié)51-52
• 第4章 性能測(cè)試及結(jié)果分析52-60
• 4.1 測(cè)試環(huán)境52
• 4.2 基本功能測(cè)試52-56
• 4.2.1 內(nèi)核級(jí)檢查點(diǎn)的編譯與安裝52-53
• 4.2.2 回卷恢復(fù)功能53-55
• 4.2.3 查看日志記錄55-56
• 4.3 檢查點(diǎn)開(kāi)銷(xiāo)分析56-59
• 4.3.1 時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)56-59
• 4.3.2 空間開(kāi)銷(xiāo)59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65-67
• 致謝67

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