[发明专利]一种内存监控方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，更具体的说，涉及一种内存监控方法及装置。

背景技术

在计算机应用领域中，要监控某一段内存是否被访问，通常是使用一些专业的内存监控软件来实现的，但是当监测被破坏后，该内存监控软件不能及时上报错误，只能在内存释放或内存分配资源的时候，才会发现错误，因此该方案不具有监控时效性，使得程序的除错难度大幅增加；此外，现有的内存监控软件对于自行开发的操作系统不能完全兼容，也使得侦错效果相当有限。如何能够实时的监控到内存是否被读写，而不破坏当前运行的系统，进而缩短开发周期，是目前要解决的一个重要问题。

目前，调试寄存器可提供4个地址寄存器供监控内存地址的读写，具有处理速度快，能够对内存实时监控的特点。数据断点的探测就是利用该机制实现的，但该技术的实现要依赖于硬件机制，因此使用范围非常有限；同时监控的地址个数有限，造成了开发人员的调试瓶颈。

现有方案中部分CPU支持硬件断点，如X86架构下，共有8个调试寄存器DR0-DR7，用于保存断点的内存地址或I/O端口地址。当前的数据断点技术是利用调试寄存器实现的，把需要监视的地址放入DR0-DR3寄存器中，给调试控制寄存器DR7相应的置位，使DR0-DR3中存放的监视地址生效。

当程序读写某个设置的断点的变量时，会触发调试异常，内核就通过接管调试异常，进行相关的判断操作和其它处理操作，然后再进行断点信息记录和输出，整个过程不影响程序的正常运行，并能成功记录断点信息。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有方案依赖于硬件调试资源，由于部分CPU构架没有调试寄存器，因此不支持硬件断点，兼容性差，同时由于调试寄存器的个数有限，也限制了数据断点探测数量的使用范围。

发明内容

本发明的实施例提供了一种内存监控方法及装置，能够降低现有方案中数据断点技术的局限性。

本发明的技术方案包括：

本发明一方面提供了一种内存监控方法，包括：

将需要监控的内存地址放入调试页中；

在CPU对所述调试页中内存地址读写时，则触发缺页异常指令；

在确定所述缺页异常指令是由访问被监控的内存地址造成时，采用预定调试流程对所述缺页异常指令进行处理。

本发明另一方面提供了一种内存监控装置，包括：

集成模块，用于将需要监控的数据放入调试页中；

监控模块，用于在CPU对所述调试页中数据读写时，则触发缺页异常指令；

执行模块，用于在确定所述缺页异常指令是由访问被监控的内存地址造成时，采用预定调试流程对所述缺页异常指令进行处理。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，通过将需要监控的内存地址放入调试页中，使得除监控内存地址之外，其他内存数据的访问不会触发异常，不会对系统性能造成过大的影响；在CPU对所述调试页中数据读写时，则触发缺页异常指令；在确定所述缺页异常指令是由访问被监控的内存地址造成时，采用预定调试流程对所述缺页异常指令进行处理，可以有效的提升系统的调试和维护效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述内存监控方法的流程图；

图2为本发明实施例一的流程图；

图3为本发明实施例所述内存监控装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提出的一种内存监控方法及装置，是一种基于缺页异常的断点探测方案，能够增加断点使用数量和范围，避免了现有方案对数据断点的个数及监控长度带来的局限性。此外本发明利用页的保护机制来实现多数据断点，具有通用性。

本发明通过将需要监控的内存地址放入调试页中，使得除了监控内存之外，其余内存访问并不会触发异常，从而不至于对系统性能造成过大的影响；在CPU对所述调试页中内存地址读写时，则触发缺页异常指令；在确定所述缺页异常指令是由访问被监控的内存地址造成时，采用预定调试流程对所述缺页异常指令进行处理。通过这种方式可以对物理内存中的状态进行监控，同时抓取写入者和读取者的相关数据，提高了随机的内存错误定位的处理速度，有效提升了系统的调试和维护的效率。

为了便于对本发明实施例中相关术语的理解，下面对涉及到的术语的含义进行简要说明：

数据断点：所谓数据断点是指CPU在访问一个内存地址时能够暂停该指令执行，转而执行一个中断程序，完成现场状态抓取的过程。

分页：现代CPU提供的内存管理功能，它将全部物理内存分割为一个个物理页，这些物理页具有一些控制属性，这种技术称为分页。