用软件中断实现的

Linux

内核故障注入方法

郭庆伟

;

杨麦顺

;

张影

;

张兴军

【期刊名称】

《计算机应用》

【年

(

卷

),

期】

2014(000)0z2

【摘要】

针对容错操作系统的可靠性评测问题，提出一种向

Linux

内核注入

“单个位”故障的方法。基于

x86

体系结构中的软件中断机制，首先利用可加

载内核模块机制在时钟中断中设置一个探测点，然后将用户态的故障数据传输

到内核空间，最后利用一种

C/S

结构的故障注入模型，分别向

Linux

内核的

arch

、

fs

、

kernel

和

mm

四个子系统注入故障(瞬时型、间歇型和永久型)

6700

余次。实验结果表明，与

arch

和

fs

子系统相比，

kernel

和

mm

子系统

对故障的敏感度较高，平均检测故障覆盖率达到

38.23'

；与数据段相比，内核

代码段对故障的敏感度较高，平均检测故障覆盖率达到

73.49'

，该方法提高了

容错型操作系统可靠性评测的速度和准确度。

%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