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1、华北电力大学硕士学位论文 A bs t r a c t E m b e d d e ds y s t e mi se V e r y w h e r ei np e o p l e s1 i V e s ，b u ti I u et ot h ec h a r a c t e r i s t i c s o fe m b e d d e ds y s t e m s ，c u t t i n go rt r a n s p l a n t a t i o no fe m b e d d e do p e r a t i n gs y s t e m s w i l lf a c em a n
2、yd i 伍c u l t i e s T h ep a p e rm a i n l ys t u d yam e t h o do fa u t o m a t i c t r a c k i n ga n dt h ea n a l y s i sf o rL i n u xk e m e l i nt h es i m u l a t i o np l a t f o m I tc a nt e s t ， a n a l y s i sa n dV e r i f ys o u r c ec o d eo ft h eo p e r a t i n gs y s t e mk e m
3、 e l ，a n da l s oc a nb eu s e d a sa na u x i l i a r yt o o li nc u t t i n go rt r a n s p l a n t i n gp r o c e s so ft h eo p e r a t i n gs y s t e m F i r s t l y ； t h i s p a p e ri n t r o d u c et h ec o n c e p ta n dc h a r a c t e r i s t i c so fb e h a V i o r a n a l y s i s ，a n
4、a l y z ei t sa p p l i c a t i o nm e t h o d si nt h ef i e l do fi n f b m a t i o ns e c u r i t y ，a n d a n a l y z et h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es i m u l a t i o np l a t f o ma n dt h ea d v a n t a g e si nt h e s y s t e m sa n a l y s i sa n ds o f t w a r e t r a c ew h e n
5、c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lh a r d w a r e p l a t f o 册C o m b i n e dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so f t h eb e h a v i o ra n a l y s i sa n ds i m u l a t i o n p l a t f o r m ，t h ep a p e rp r o p o s eat r a c em e c h a n i s mo ft h e “n u xk e m e lr u n n i n g
6、o na s i m u l a t i o n p l a t f o r m b a s e do nb e h a V i o r a n a l y s i s m e t h o d F o r A p p l i c a t i o n e n v i r o n m e n tf o rt h i sa r t i c l e ，t h ea r t i c l ed e f i n e st h eg r a n u l a r i t yo fb e h a V i o rt r a c e ， i n c l u d i n gc o a r s e g r a i n e
7、 dt r a c ea n df i n e g r a i n e dt r a c e C o a r s e 一铲a i n e dt r a c ei st o f 0 1 1 0 wd o w nm n n i n gt r a c eo f 如n c t i o ns e q u e n c eb em o n i t o r e do n 向n c t i o n l e V e l I t w i l lr e c o r de x e c u t i o ns t a t i o no fe a c h 向n c t i o nb e m o n i t o r e da
8、n dc a l l i n gs e q u e n c eo f 向n c t i o n sb em o n i t o r e dw h e nm e 如n c t i o n se x e c u t e F i n e g r a i n e dt r a c et r a c ei st o f 0 1 1 0 wd o w nm n n i n gt r a c eo f f u n c t i o nb em o n i t o r e do ni n s t m c t i o n 一1 e V e l I t r e c o r d se a c hi n s t r u
9、 c t o na d d f e s so ff u n c t i o nb em o l l i t o r e de x e c u t i o nw h e nt h e 向n c t i o ne x e c u t e Ad e t a i l e dd e s c “p t i o no ft h et w ot r a c k i n ga l g o r i t h m s S e c o n d l y ， t h ep a p e rb r i e f l yi n t r o d u c ec h a r a c t e r i s t i c so fm eA R
10、M m i c r o p r o c e s s o ra n dc a l l i n g s t a n d a r do fA R l 垤 p r o c e d u r e ， a n di m p l e m e n tc o a r s e g r a i n e da n df i n e - g r a i n e d t r a c k i n ga l g o r i t h mo nA R Ms i m u l a t i o np l a t f o m 。F i n a l l y ，t h ep a p e ra n a l y z et h e p r i n
11、c i p l e so fp r o c e s sc r e a t i n g ，p r o c e s ss c h e d u l i n ga n dp r o g r a m el o a d i n gi nL i n u x k e m e l2 6a n dd e s i g nt e s t i n gc a s e sb a s e do nt h e s ea n a l y s i s T h em e t h o d so f a u t o m a t i ct r a c k i n ga I l da n a l y s i so fL i n u xk e
12、 m e lm n n i n gb a s e do nb e h a v i o ra n a l y s i s i sv a l i d a t e do nt h es i m u l a t i o np l a t f o m K e y w o r d s ：L i n u xk e m e l ， t r a c e ，s i m u l a t i o np l a t f o m ，b e h a V i o ra n a l y s i s I I 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景 第1 章绪论 嵌入式系统已经成为现代计算机的两大分支之一，在我们的生活中无处不
13、 在，如P D A 、汽车的控制部件、冰箱、智能家具等都是由各种嵌入式系统组成 。嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠 性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统，它是一种软件与 硬件的综合体，特别强调“量身定做”的原则【2 】。嵌入式操作系统是一种支持 嵌入式系统应用的操作系统软件，具有小巧、实时性高、可装卸、固化代码、 弱交互性、强稳定性、统一的接口等基本特征。由于L i n u x 内核具有开放源代 码、使用成本低、高可靠性、强大的网络功能等特性，嵌入式L i n u x 操作系统 在嵌入式领域中的应用越来越广泛【3 】。目前对嵌入式L i n u
14、x 的研究主要集中在 两个方面：内核的裁剪及优化，内核的移植。嵌入硬件平台具有多样性的特点， 所以在嵌入式操作系统的移植过程中很难有一种固定的操作模式，有时为了满 足某一设备对性能的要求或者内核不支持此设备，此时可能对内核代码的改动 很大，而内核源代码结构庞大，所以在裁剪或移植过程中将面临着许多困难。 目前已经有一些内核跟踪和调试工具，如k p r o b e s 【4 1 ，s y s t e m T a p 【5 】等，它们 为内核的移植提供了多样和有效的解决方案。但这些调试工具大部分是与内核 本身一起运行在相同的资源上，基本上都要在内核中嵌入相应的代码来截获关 于内核运行过程中产生的有价
15、值的信息，因而其运行过程会对内核产生一定影 响，而且所能够监视和控制的内容也有所局限。 仿真是利用软件来模拟硬件的功能，它是用一种硬件描述语言来模拟真实 硬件的行为和功能。仿真平台是物理硬件平台的计算机仿真模型，仿真平台具 有与被仿真硬平台相同的逻辑结构和功能。近年来随着虚平台技术的发展和成 熟，各类仿真平台不仅在嵌入式系统的早期设计中得到广泛应用，同时也逐渐 在嵌入式软件的开发中显示出优势【6 】。仿真平台作为运行在宿主计算机上的一 个计算机程序，在仿真平台上，系统的硬件和软件运行都处于可控状态下，任 何时刻都可以观察硬件资源使用情况，包括寄存器和内存单元的值。如果在仿 真平台上运行监控程序
16、，可以使得其上运行的系统程序与监控程序做到相互之 间完全地互不影响以及对运行环境和运行过程的完全监视。仿真平台的这些特 点使得在仿真环境下进行L i n u x 内核跟踪调试比传统内核调试更具有优势。也 华北电力大学硕士学位论文 就是说，可以在不修改L i 肌x 内核源代码的基础上对内核的运行过程进行跟踪， 并将内核在运行过程中的函数调用及数据结构提取出来进行内核运行状态和参 数的分析。 1 2 课题的研究现状 1 2 1 仿真技术的研究现状 电子系统是由电子元器件或部件组成的能够产生、传输或处理电信号及信 息的客观实体，例如通信系统、雷达系统、计算机系统、自动控制系统等，它 们是能够完成某种任务的电子设备【。电子系统一般功能复杂，由若干个单元 电路组成规模较大的电子电路，包括输入输出、信息处理和控制三大部分。随 着集成电路制造技术按照摩尔定律发展，电子系统变得越来越复杂，现在人们 已经可以把复杂的电子系统集成到一个芯片上，这就是所谓片上系统( S y s t e m o nC h i p 或s O C ) 8 1
