專利名稱：一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于多任務操作系統(tǒng)領域，具體涉及一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法。
背景技術：
在計算機軟件系統(tǒng)中，基本上都采用了某種形式的多任務操作系統(tǒng)，所有的應用和功能 都是通過任務承載，并在多任務協(xié)作下完成的。由于系統(tǒng)應用日益復雜，多任務操作系統(tǒng)的 任務數(shù)越來越多，任務的運行狀態(tài)在多任務的協(xié)作中起著越來越重要的作用，軟件在開發(fā)的 過程中，由于這樣那樣的原因，任務可能會發(fā)生死循環(huán)，進而不能對其他的消息進行處理， 要是可以提供精確高效的任務監(jiān)控方法，就會大大利于研發(fā)人員的定位。
在目前的操作系統(tǒng)中，已有的死循環(huán)監(jiān)控的方法主要有兩類
一類是利用通訊調試系統(tǒng)提供的時鐘或啟動一個硬件定時器，定時器或時鐘的中斷服 務例程不斷的監(jiān)測各任務對各自消息的處理時間，判斷某任務超常時間運行或對某消息的處 理時間超過規(guī)定的閾值，就認為該任務發(fā)生了死循環(huán)，然后將中斷上下文切換成任務上下文， 在系統(tǒng)的任務上下文中調讀調用棧函數(shù)并輸出。此方法的主要缺點是使用硬件定時器或時鐘， 需要額外的硬件資源，且只能針對有接受消息的任務進行檢測，具有較大局限性，代表性的
專利如CN02128400。
另一類是預先設置記錄操作基本信息的存儲單元，啟動一個檢測任務，每次檢測任務 設置的定時器超時，就會保存當前時間點之前最后執(zhí)行操作任務的標識到存儲單元里面，如 果某個任務的標識連續(xù)的出現(xiàn)在存儲單元里面，則認為該任務發(fā)生了死循環(huán)，但是這是一種 采點的方法，準確性較低，且需要額外的存儲空間，代表性的專利如CN03121092。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方 法。該方法在各任務入口函數(shù)循環(huán)體中嵌入插樁代碼，在高優(yōu)先級的監(jiān)測任務中通過判斷被監(jiān)測的任務的插樁值、任務運行狀態(tài)和總CPU占用率可以實時精確測量任務是否處于死循環(huán) 狀態(tài)。
為解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的 一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，包括如下步驟
A. 在所有需要監(jiān)控的任務的循環(huán)體入口處嵌入插樁代碼，并預先規(guī)定需要監(jiān)控的任務 的死循環(huán)狀態(tài)的閾值和系統(tǒng)總CPU占有率的閾值；所述插樁代碼是將任務統(tǒng)計變量遞增的代 碼；
B. 設置高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務，啟動并初始化；所述高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務用于監(jiān)測 各需要監(jiān)控的任務的插樁值大小、插樁值是否變化、當前是否為運行狀態(tài)、系統(tǒng)總CPU占有 率是否超過預先規(guī)定的閾值；
C. 高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務定時檢測各需要監(jiān)控的任務的插樁值；
D. 判斷各個需要監(jiān)控的任務是否發(fā)生了死循環(huán)在高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務中，按從高 優(yōu)先級到低優(yōu)先級順序依次檢測各個需要監(jiān)控的任務，若需要監(jiān)控的任務滿足其插樁值不為 零，插樁值不變，當前為運行狀態(tài)，且系統(tǒng)總CPU占有率超過預先規(guī)定的閾值四個條件，則 判定該需要監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)(即近似死循環(huán)狀態(tài))，若連續(xù)N次檢測都判定該需要 監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)且N小于等于預先規(guī)定的死循環(huán)狀態(tài)的閾值，則該需要監(jiān)控的任務 沒有發(fā)生死循環(huán)，返回步驟C;若連續(xù)N次檢測都判定該需要監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)且N 大于預先規(guī)定的死循環(huán)狀態(tài)的閾值，則該需要監(jiān)控的任務發(fā)生了死循環(huán)，進入步驟E;
E. 輸出死循環(huán)異常信息。
所述步驟D中，若需要監(jiān)控的任務不滿足所述的四個條件，則該需要監(jiān)控的任務未處于
第一狀態(tài)，其處于第一狀態(tài)的次數(shù)清零，返回步驟c。
所述步驟B中，若系統(tǒng)不是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計CPU占用率，則所述設置高 優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務是創(chuàng)建一個高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務；若系統(tǒng)是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務 來統(tǒng)計CPU占用率，則所述設置高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務是將判斷死循環(huán)的插樁代碼附加到 CPU占有率的統(tǒng)計方法的監(jiān)測任務中，和CPU占有率統(tǒng)計同步進行。
所述步驟A中插樁代碼對于不同的需要監(jiān)控的任務其代碼是一樣的。
進一步地，所述插樁代碼是宏。
使用本發(fā)明的檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法具有以下有益效果本發(fā)明方法通 過在所有需要監(jiān)控的任務的循環(huán)體入口處嵌入插樁代碼，不僅準確可靠、高效，而且實現(xiàn)方
4法簡單；如果系統(tǒng)是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計CPU占用率，可以將判斷死循環(huán)的插樁 代碼附加到CPU占有率的統(tǒng)計方法的監(jiān)測任務中，和CPU占有率統(tǒng)計同步進行，這樣可以 極大的利用系統(tǒng)資源，插樁代碼可以定義成宏，只需要在任務循環(huán)體的入口處嵌入該宏就可 以了，實現(xiàn)起來較為靈活。


圖l是本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步地描述。 在多任務操作系統(tǒng)中，考慮到每個任務都包含有一個循環(huán)體，每次由系統(tǒng)內核重新調度 該任務時，都會重新執(zhí)行循環(huán)體中的代碼，如果在循環(huán)體的入口處添加一個統(tǒng)計變量，每執(zhí) 行一次，值遞增，這樣每次重新調度執(zhí)行該任務時，統(tǒng)計變量的值就會遞增。如果該任務發(fā) 生死循環(huán)了，由于該任務一直在運行狀態(tài)，那么統(tǒng)計變量的值則在開始發(fā)生死循環(huán)開始就一 直保持不變了，利用任務實體的這個特性就可以用來檢測任務是否發(fā)生了死循環(huán)。如果判斷 任務的統(tǒng)計變量值不為零且統(tǒng)計變量值不變的時間超過了預先規(guī)定的閾值，就說明了任務執(zhí) 行過，且沒有重新被調度。但是還不能斷定是不是發(fā)生死循環(huán)，因為也有可能是被切換到別 的任務了，所以需要附加判斷該任務當前是否為運行狀態(tài)，且系統(tǒng)總CPU占有率超過預先規(guī)
定的閾值來認定任務發(fā)生了死循環(huán)，這樣可以確保任務一直在運行狀態(tài)中且沒有切換出去過， 從而準確的判斷發(fā)生了死循環(huán)。
插樁代碼其實就是將一個任務統(tǒng)計變量遞增的代碼，代碼本身非常簡單，且對不同的需 要監(jiān)控的任務也是相同的，可以定義成宏，由于代碼的位置固定在任務的循環(huán)體入口處，所 以稱之為插樁代碼。
3G系統(tǒng)由多個嵌入式系統(tǒng)組成，這里以其中一個單板嵌入式系統(tǒng)為例說明，這個系統(tǒng)使 用PPC755 CPU和VXWORKS操作系統(tǒng)。
請參閱圖1，先將插樁宏TASKDEADLOOP一CALL加入到所有需要監(jiān)測任務死循環(huán)的任 務while循環(huán)體的第一條語句之前，使用VXWORKS操作系統(tǒng)TCB的保留字段spare4來保 存插樁值，TASKDEADLOOP—CALL宏定義為 #define TASKDEADLOOP—CALL {取當前任務TCB;
將TCB中預留字段spare4數(shù)值遞增。
然后設置高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務，可創(chuàng)建一個優(yōu)先級30的定時監(jiān)測任務，如果系統(tǒng)是通 過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計CPU占用率，則不必創(chuàng)建此任務，可以直接利用己經創(chuàng)建的任 務，和統(tǒng)計CPU占有率同步進行，在任務while循環(huán)之前初始化中將各需要監(jiān)控任務TCB的 預留字段spare4清零，將判定各任務處于第一狀態(tài)(即近似死循環(huán)狀態(tài))的次數(shù)N清零，并 將監(jiān)測任務調用taskDelay (2*8￡0^0丁0丁1(:10設置兩秒定時延時；在任務中作以下處理
1) 通過系統(tǒng)調用taskldListGet獲取當前系統(tǒng)活動任務列表aiTaskldList[TaskNum], TaskNum為當前系統(tǒng)活動任務個數(shù)；
2) 將aiTaskldList中任務按優(yōu)先級按高到低順序排列，設當前系統(tǒng)活動任務列表序號i=0， 開始遍歷各個任務，轉到3);
3) 同時判斷以下四個條件是否都成立，如果成立，那就表明任務處于第一狀態(tài)(即近似 死循環(huán)狀態(tài))，轉入4)，否則轉入7);
任務i的插樁值不為零；
任務i的插樁值和上次檢測時候值一樣；
任務i當前為運行狀態(tài)；
系統(tǒng)總CPU占用率超過預先規(guī)定的閾值；
4) N++，如果N大于規(guī)定的閾值，則判定該任務發(fā)生了死循環(huán)，轉入5)，否則轉入6);
5) 輸出死循環(huán)任務相關信息，調試或復位系統(tǒng)；
6) i++，如果i等于TaskNum，轉入8)，否則轉入3);
7) N=0，轉8);
8) 結束，等待下一次調度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，應當指出，對于本領域的普 通技術人員來說，凡是本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換或改進等，均應 包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，其特征在于，包括如下步驟A.在所有需要監(jiān)控的任務的循環(huán)體入口處嵌入插樁代碼，并預先規(guī)定需要監(jiān)控的任務的死循環(huán)狀態(tài)的閾值和系統(tǒng)總CPU占有率的閾值；所述插樁代碼是將任務統(tǒng)計變量遞增的代碼；B.設置高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務，啟動并初始化；所述高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務用于監(jiān)測各需要監(jiān)控的任務的插樁值大小、插樁值是否變化、當前是否為運行狀態(tài)、系統(tǒng)總CPU占有率是否超過預先規(guī)定的閾值；C.高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務定時檢測各需要監(jiān)控的任務的插樁值；D.判斷各個需要監(jiān)控的任務是否發(fā)生了死循環(huán)在高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務中，按從高優(yōu)先級到低優(yōu)先級順序依次檢測各個需要監(jiān)控的任務，若需要監(jiān)控的任務滿足其插樁值不為零，插樁值不變，當前為運行狀態(tài)，且系統(tǒng)總CPU占有率超過預先規(guī)定的閾值四個條件，則判定該需要監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)，若連續(xù)N次檢測都判定該需要監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)且N小于等于預先規(guī)定的死循環(huán)狀態(tài)的閾值，則該需要監(jiān)控的任務沒有發(fā)生死循環(huán)，返回步驟C；若連續(xù)N次檢測都判定該需要監(jiān)控的任務處于第一狀態(tài)且N大于預先規(guī)定的死循環(huán)狀態(tài)的閾值，則該需要監(jiān)控的任務發(fā)生了死循環(huán)，進入步驟E；E.輸出死循環(huán)異常信息。
2. 根據(jù)權利要求1所述的檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，其特征在于，所述步 驟D中，若需要監(jiān)控的任務不滿足所述的四個條件，則該需要監(jiān)控的任務未處于第一狀態(tài)， 其處于第一狀態(tài)的次數(shù)清零，返回步驟C。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，其特征在于，所 述步驟B中，若系統(tǒng)不是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計CPU占用率，則所述設置高優(yōu)先級 系統(tǒng)監(jiān)測任務是創(chuàng)建一個高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務；若系統(tǒng)是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計 CPU占用率，則所述設置高優(yōu)先級系統(tǒng)監(jiān)測任務是將判斷死循環(huán)的插樁代碼附加到CPU占有 率的統(tǒng)計方法的監(jiān)測任務中，和CPU占有率統(tǒng)計同步進行。
4. 根據(jù)權利要求3所述的檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，其特征在于，所述步 驟A中插樁代碼對于不同的需要監(jiān)控的任務其代碼是一樣的。
5. 根據(jù)權利要求4所述的檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法，其特征在于，所述插 樁代碼是宏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測多任務操作系統(tǒng)任務死循環(huán)的方法。該方法在各任務入口函數(shù)循環(huán)體中嵌入插樁代碼，在高優(yōu)先級的監(jiān)測任務中通過判斷被監(jiān)測的任務的插樁值、任務運行狀態(tài)和總CPU占用率，實時精確測量任務是否處于死循環(huán)狀態(tài)。本方法通過在所有需要監(jiān)控的任務的循環(huán)體入口處嵌入插樁代碼，不僅準確可靠、高效，而且實現(xiàn)方法簡單；如果系統(tǒng)是通過高優(yōu)先級的監(jiān)測任務來統(tǒng)計CPU占用率，可以將判斷死循環(huán)的插樁代碼附加到CPU占有率的統(tǒng)計方法的監(jiān)測任務中，和CPU占有率統(tǒng)計同步進行，這樣可以極大的利用系統(tǒng)資源，插樁代碼可以定義成宏，只需要在任務循環(huán)體的入口處嵌入該宏就可以了，實現(xiàn)起來較為靈活。
文檔編號G06F11/36GK101561778SQ20081006664
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月15日 優(yōu)先權日2008年4月15日
發(fā)明者通 廖 申請人:中興通訊股份有限公司