TWI221615B

TWI221615B - A method for detecting memory accessing error

Info

Publication number: TWI221615B
Application number: TW092112630A
Authority: TW
Inventors: Jian-Yu Chen
Original assignee: Benq Corp
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-10-01
Also published as: US20040225925A1; TW200425152A

Description

1221615 五、發明說明α) 【發明所屬之技術領域】本發明係有關一種偵測記憶體存取錯誤的方法，尤指 /種預疋資料位置之前、後端，各加入一頭端檢查區域及一尾端檢查區域，進一步達到檢查記憶體在寫入、讀出與釋放化憶體時是否有錯誤之訊息者。【先前技術】按，電腦無論是硬體或者是軟體的技術皆發展至高度的水準，消費者亦可以極為低廉的代價獲得功能強大的個人”（PC);而應用程式的設計高度的發展，亦成為我國^已開發國家之重要產t’對於軟體的應用程式撰寫=έ，如：組合語言（assemble ) 、C、C + +…等語言，具^電腦硬體之控制極f效率，以及易於學習的優點，故中成為程式設計者戶斤學冑# f ' ^ #二予^的電細耘式语§ ，但在電腦程式的使用過私中’巾常會因為記憶體存誤，例如在資料陣列的邊緣錯誤（array b〇uiJ中毛生錯 violation)或是在釋放却播胁扣丄生不正常動作之現炱，L德體中，使電腦之硬體產 _ 因此無一適當的檢查程式來進行沱成，習知的技蓺中合Γ 無法將電腦程式順利撰寫完成I知的技藝中會在程式系統上建立— ^ ( Lable )，此檢查表儲户〜此a ——一表利㈣檢查表檢視1己憶、/，所4"/進用的=憶體位址以及 :會利用此檢查表讀出記憶體所i位ϊ:以d;體；有效性與記憶體的^、，但㈣此方法以執二^， 1221615

次讀取檢查表’此-做法的缺失為必須消耗較多的記憶办間，以容置該檢皇檢查表，不但較無效率，而且亦不^ ^時將記憶體錯誤做一察覺，另在高度管道線結構的數位信號處理的晶片（high pipeiine structure Dsp)程式嗖計中，任何的記憶體檢查或是記憶體存取將會中斷管道線的結構，造成延遲，此種現象尤在即時系統（Real_time system)由為明顯，特別是因記憶體的存取過程延滯的話會影響其他作業（task)的排程。而本發明正是一種可檢查記憶體存取之方法，可有效解決習知撰寫程式所發生之缺失，有助於程式開發的期間内減短其開發時間者。【發明内容】

基於解決以上所述習知技藝的缺失，本發明為一種偵測兄憶體存取錯誤的方法，本發明之主要目的在於應用於數位系統處理器（DSP )偵測記憶存取錯誤的方法，其係配置於一程式之記憶體堆疊層，並可檢查配置於一裝置之增加於記憶體空間之首端及末端，在記憶體做存取的期間中’如果該記憶體為有效的時候，一指標將送出一檢查程式做一檢查，記憶體中之自由程式做一確認從記憶空間之首端及末端’並從記憶體中讀取錯誤，以及從已被釋放獲得自由記憶體空間，並且由現有的系統中是簡單及不需特別表列出記錄該記憶體狀態，以及數位系統處理器 (DSP )成為適當的即時系統。為進一步對本發明有更深入的說明，乃藉由以下圖

第5頁 1221615 五、發明說明（3) 貴審查委員於審能對示、圖號說明及發明詳細說明，冀查工作有所助益。詳細結構，及其連結記憶體存取配置區域區域之實施 ’會造成記存取配置區一尾端檢查檢查區域大同’頭端檢 ’狀態旗標式實際上使寫’而受到憶體存取是之大小時在記憶體區域11及、後端的小可為相記憶尺寸寸係為程程式之撰到檢查記【實施方式】茲配合下列之圖式說明關係，以利於貴審委做一請參閱圖一所示，係為之前後端各加置一頭端檢查例，當系統存取的資料超過憶體存取轉誤的問題，本發域12之前、後端，各加入一區域13 (比預定資料大小多小），而頭、尾端檢查區域查區與尾端檢查區各包含狀係表示記憶體目前狀態旗標用之記憶體大小，本發明可一母程式呼叫而產生動作，否有錯誤之訊息者。圖解該頭端檢查區域Π 一動態配置記憶區塊中，該旗標111及記憶尺寸丨丨2 ;並態旗標1 31及記憶尺寸丨3 2，為例，當使用者需要配置一该記憶體配置程式將配置一本發明之瞭解。本發明於區域及一尾端檢查預定資料明乃利用頭端檢查要了該前之資料大態旗標與，記憶尺應用於子進一步達及一尾端檢查區域13加置於每頭端檢查區域11係包含一狀態该尾知檢查區域1 3亦包含一狀實施例中以一 3 2位元的處理器記憶區塊為一代號T之尺寸， (T + 8 )位元組大小，同時分

第6頁 1221615 五、發明說明（4) 配於頭端檢查區域11及尾端檢查區域13分別各4位元組的大小’且該頭端檢查區域11及尾端檢查區域包含有相同的資料（狀態旗標及記憶尺寸）。請參閱圖二所示，係為本發明之記憶體配置之處理流程圖’其動態的對記憶體配置：當配置一新記憶區塊，同時做頭端資訊與尾端資訊的安置，該記憶體是被配置於一尚未初始之狀態，並該狀態旗標是設為記憶體未初始旗標 (MEM—FLAG —UNINIT)，接著配置的記憶尺寸τ的記憶區塊，另在配置記憶體時的返回值是回報程式是否安置記憶體成功，其處理步驟係包括有： (21)使用者之程式設定一預定記憶區域尺寸，其大小為，定記憶區塊大小加上前、後端檢查區域的大小； (22 )是否有足夠的記憶體大小？若其結果為是時，則執行（2 5 )步驟；若其結果為否時，則（2 4 )步驟； (2 3 )記憶設定失敗； (24 )於，定區域位置增加頭端資訊位置，其公式為：狀態旗標（State_fUg)設定為記憶體始旗細，圮憶尺寸設定大小為T，其頭端的初始位址亦即為上述C憶區塊的初始位置； 2 5 )於預定區域位置增加尾端資訊位置，為：

1221615 五、發明說明

吕己憶尺寸设疋大小為T，其頭端的初始位址亦即為記憶區塊的初始位置加上記憶尺寸再加上頭端資訊的位址大小； (2 6 )記憶體設定返回預定區域。請參閱圖三所示，係為本發明在程式運作時記憶體寫入檢查記憶體的處理流程圖。記憶寫入檢查方式：在程式寫入後，該記憶體區塊即設定成可讀取的，當在程式寫入資料記憶體之後，對於狀態旗標區域在頭端檢查區域及尾端檢查區域改為記憶旗標初始值，除此，在記憶體寫入作業系統之後，該頭、尾檢查區域即可預先檢查出超出的記憶資料，以避免邊緣錯誤 (bounds violation)，其處理步驟係包括有： (31 )讀出使用者之程式檢查記憶區塊的位址為Addr ; (32 )頭端檢查位置（H—Addr ) =Addr-4 ; 狀態旗標（State 一 flag)=(氺 Η一 Addr)&〇x OOOOffff ；尾端檢查位置（T一Addr ) =Addr+記憶尺寸丁· (33) 檢查狀態旗標（State — flag)是否等於記憶體旗標 (MEM—FLAG)，若結果為肯定時，則執行步驟 (3 4 ),若結果為否定時，則執行步驟（3 5 ); (34) 尾端檢查位置（*T —Addr)是否等於頭端檢查位置 (* H—Addr) ?，若結果為是時，執行步驟（μ ); 若執行結果為否定時，則執行步驟（3 6 ); (35 )頭端資料失敗，繼續執行步驟（37 ); 第8頁 1221615

(36 )尾端資料失敗，繼續執行步驟（3 ; (3 7 )記憶體寫入檢查結果為失敗； (38 )設定旗標（Flas )— 、、、ag」—5己憶體初始旗標（MEM—INIT) 汉疋尾端旗標(TaU 、 τ Α Γ iaS J〜e憶體初始旗標 (MEM—INIT); (3 9 )記憶體寫入檢查結果為成功。記憶體讀取檢查的處請參閱圖四所示，係為本發明理流程圖。記憶體讀取檢查：在記憶體的讀取時，並不需要對頭、尾檢查區域之後做記憶體存取，但料確減憶體之初始化後，該狀態旗標方能被記憶體讀取之前被檢查出來，只有在記憶旗標初始狀態，在記憶體中之程式能被讀取，其處理步驟係包括有： (41) 使用者程式檢查記憶體的位置範圍由^化至 Addr+Read-Size ; (42) 頭端位址H — Addr = Addr-4 ; 狀態旗標（State — flag)=(頭端位址*H—Addr) & Ox ffffOOOO ；一記憶尺寸（S i ze ) = ( 一 Addr ) &〇x Q〇〇〇ffff ; 尾端位址（T_Addr)=Addr + Size ; (43)檢查狀態旗標（State一flag)是否等於記憶體初始旗標（MEM—FLAG-INT) ?;若其結果為是時，則執行步驟（44 );若其結果為否定時，則執行步驟 (45 )；

第9頁 1221615 五、發明說明（7) (44 )程式讀到的記憶體大小< 原先預定大小？；若其結果為肯定時，則執打步騍（48 );若其結果為否定時，則執行步驟（46 ); (45 )頭端資料失敗或記憶體尚未初始化，繼續執行步驟 (47 )； (4 6 )續取記憶超過§己憶體的限制，繼續執行步驟 (47 )； (4 7 )記憶讀取檢查返回失敗； (48 )記憶讀取檢查返回成功。請參閱圖五所示，係為本發明之記憶體釋放記憶體的處理流程圖，記憶釋放：在記憶被釋放的作業系統，我們可檢查頭、尾端檢查區域由記憶體存取確認記憶區塊範圍不被超寫（Overwritten )，特別注意地，是記憶的寫入檢^、記憶的讀取檢查及記憶體的釋放，這些程式從使用者程式之記憶體配置得到返回位置，和真實式輸入位置減去4個位元組(Bytes)而驟係包括有： (51)使用者程式檢查記憶位置； (52 ) H—Addr=Addr-4 ; 狀態旗標（State — flag)=(頭端位址*H-Addr) & 〇x f f f f 0 0 0 0 ; 吕己憶尺寸（Size ) = (*H — Addr ) &〇x 〇〇〇〇ffff ; 尾端位址（T — Addr ) =Addr + Size ; (53)檢查狀態旗標（state—fiag)是否等於記憶體旗

第10頁 1々丄615

(54 ) (55 ) (56 ) (57 ) (58 ) ::?若其結果為肯定時，則執行步驟（54);若其 …果為否定時，則執行步驟（5 5 ). 端檢查位置(”―Addr)是否等於頭端檢查 m H-Addr) ?，若其結果為肯定時，則執行步 (j 5>8 );若其結果為否定時，則執行步驟頭端資料失敗，繼續執行步驟（57 ); 尾端資料失敗，繼續執行步驟（57 ); σ己憶頃取檢查返回失敗；

(頭端位址*H—Ad dr ) =〇 ; (尾端位址*T—Addr ) =〇 ; (59) β己憶寫入檢查返回成功。々，由以上圖至圖五之揭示中，可瞭解本發明提出一種簡f的基本區塊記憶裝置，利用非初始之記憶存取為基礎，14種結構非重新配任何重新定義檢查表記錄記憶資料，及程式不檢查每一記憶體元件，因此它是數位系統處理即時系統’應用於預先從錯誤記憶存取在一除錯狀態之最佳方法。

綜上所述’本發明之結構特徵及各實施例皆已詳細揭禾，而4充分顯示出本發明案在目的及功效上均深富實施之進步性’極具產業之利用價值’且為目前市面上前所未見之運用’依專利法之精神所述，本發明案完全符合發明專利之要件。唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不

第11頁 1221615 五、發明說明（9) 能以之限定本發明所實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍内，謹請貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱0

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圖式簡單說明] 係發明⑨記憶體存取㈣區域之前後端各加 _ £域及^一呈嫂给忠庶说 > 二a — 圖 -w，〜丨似肌，,丁 ]不5更眭域置一頭端檢查區域及一尾端檢查區域之示意圖。圖二係為本發明之記憶體配置之處理流程圖。 = 發明之記憶體寫入檢查的處理流程圖。圖四係為本發明之記憶體讀取檢查的處理流程圖。圖五係為本發明之記憶體釋放記憶體的處理流程圖圖號說明： 11〜頭部檢查區域 111〜狀態旗標 11 2〜記憶尺寸 1 2〜記憶體存取配置區域 13〜尾部檢查區域 1 31〜狀態旗標 132〜記憶尺寸 (21 )使之程式設定一預定記憶區域尺寸，其大小為預疋記憶區塊大小加上前、後端檢查區域的大小； (2 2 )是否有足夠的記憶體大小？ (2 3 )記憶設定失敗； (24 )於預定區域位置增加頭端資訊位置，其公式為：狀態旗標（State-flag)設定為記憶始旗標；記憶尺寸設定大小為T，其頭端的初始位址亦即為

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上述記憶區塊的初始位置； (25 ) 位置，其公式為：為兄憶體未初始旗於預定區域位置增加尾端資訊狀態旗標（State —flag)設定標；記憶尺寸設定大小為T，其頭端的初始位址亦即圮憶區塊的初始位置加上記憶尺寸再的位址大小； ^ ^貝訊 (26) §己憶體設定返回預定區域。

(31 )讀出使用者之程式檢查記憶區塊的位址為Add (32 )頭端檢查位置（H—Addr ) =Addr —4 ; 狀態旗標（State一flag)=(* H — Addr)&〇x OOOOffff ; 尾、檢查位置（T—Addr ) =Addr +記憶尺寸τ ; (33)檢查狀態旗標（state_flag)是否等於記憶體旗 (MEM—FLAG); (34)尾端檢查位置（*T—Addr)是否等於頭端檢查位置 (* H—Addr) ? 一 (3 5 )頭端資料失敗； (36 )尾端資料失敗；

(3 7 )圯憶體寫入檢查結果為失敗； (38 )==旗標（Flag )=記憶體初始旗標（MEM—INIT) 二又疋尾端旗標（Tail Flag)=記憶體初始旗標 (MEM—INIT); (3 9 )記憶體寫入檢查結果為成功。

第14頁 1221615 圖式簡單說明 (41 )使用者程式檢查記憶體的位置範圍由Addr至 Addr+ Read —S i ze ; (42) 頭端位址H—Addr = Addr-4 ; 狀態旗標（State —f lag )=(頭端位址*H—Addr ) & 〇 x ffff 00 00 ；記憶尺寸（Size ) = (*H—Addr ) &〇x〇〇〇〇ffff; 尾端位址（T —Addr)=Addr + Size ; (43) 檢查狀態旗標（state—flag)是否等於記憶體初始旗標（MEM —FLAG_INT) ? (44 )程式讀到的記憶體大小〈原先預定大小？ (45 )頭端資料失敗或記憶體尚未初始化； (4 6 )讀取記憶超過記憶體的限制； (4 7 )記憶讀取檢查返回失敗； (48)記憶讀取檢查返回成功。 (5 1 )使用者程式檢查記憶位置； (52 ) H—Addr=Addr-4 ; 狀態旗標（State — flag)=(頭端位址*h —Addr) & 〇 x ffff 0000 ; 吞己憶尺寸（Size ) = (*H—Addr ) &〇x ooooffff ; 尾端位址（T—Addr ) =Addr + Size ; (53) 檢查狀態旗標（state —flag)是否等於記憶體旗標？ (54) 檢查尾端檢查位置（* T—Addr)是否等於頭端檢查位置（* H_Addr) ?

1221615 圖式簡單說明 (5 5 )頭端資料失敗； (5 6 )尾端資料失敗； (5 7 )記憶讀取檢查返回失敗； (58 )(頭端位址氺H—Addr ) =0 (尾端位址氺T —Addr ) =0 (5 9 )記憶寫入檢查返回成功。

第16頁

Claims

1221615 六'申請專利範圍 1 · 一種偵測取配置區尾端檢查狀態旗標寸，進一 2 ·如申請專的方法， 3 ·如申請專的方法，同。 4·如申請專的方法，同0 記憶體存取錯誤的方法，其係制在 =前端與後端，各加入-頭端檢查區以！區域，而該頭端檢查區與尾檢查區域各包 ::記憶體尺寸，利用該狀態旗標與該記步達到檢查記憶體存取是否有錯誤之訊尺利耗圍第1項所述之_種偵測記憶體存取錯誤其中該狀態旗標表目前的記憶體使用狀態。、利範圍第1項所述之一種偵測記憶體存取錯誤其中該尾端檢查區域與該頭端檢查區域内容相利範圍第3項所述之一種偵測記憶體存取錯誤其中該尾端檢查區域與該頭端檢查區域大小相 5·如申請專利範圍第丨項所述之一種偵測記憶體存取錯誤的方法其中該頭 '尾端檢查區域係包括有··記憶體配置、兄憶寫入檢查、記憶讀取檢查及記憶釋放之步者。 6 · —種記憶體配置測試之方法，其步驟係包括有：

(al ) —程式需要一記憶尺寸τ之一使用記憶體時，對一記憶體區塊要求一預定區域位置，該預定區域位置大小為該記憶尺寸T、一頭端檢查區域大小與一尾端檢查區域大小的加總； (bl )該記憶體區塊對該程式返回可使用之回應·， (cl)該程式於該預定區域位置内增加一頭端檢查區，

第17頁 1221615 六、申請專利範圍且設定該記憶尺寸=τ，該使用記憶體位址Addr ; (dl)該程式於該預定區域位置内增加一尾端檢杳區· 以及，一’ (e 1 )記憶體設定返回預定區域。 7 ·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置測試之方去，該步驟（cl)更包括有一設定該頭端檢查區之一狀緣旗’ (State一flag )為記憶體未初始旗標之步驟。心、不 8·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置測試之該步驟（d 1)更包括：設定該尾端檢查區之—狀熊旗根 (State一flag )為記憶體未初始旗標。 ^ 、不 9 ·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置测試之方法其中該步驟（a 1 )更包括一該記憶體回覆不可口應，記憶體配置之處理流程中斷之步驟。之回 1 0 ·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置測其更包括下列步驟： #方法’ (a 2 )使用者之程式寫入記憶體時檢查該預定區域位置； (b2 )該頭端檢查區位置（h jddr ) =Addr〜4 · 狀態旗標（State一f lag )=(氺 η Addr、jp η OOOOffff ; -術)&0x 该尾端檢查位置（T—Addr)=Addr + T · (c2)檢查狀態旗標（state_flag)是否血標(MEM_FLAG)相等’若不相等則記憶體= 敗，

第18頁 1221615 六、申請專利範圍 (d2)檢查尾端檢查位置（* T_Addr)是否與頭端檢查位置H_Addr)相等，若不相等則記憶體寫入失敗； (e2 )設定旗標（Fiag )=記憶體初始旗標；尾端旗標（Ta i 1 F 1 ag )=記憶體初始旗標； (f 2 )記憶體寫入檢查結果為成功。 11 ·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置測試之方法，其更包括下列步驟： (a3)該程式讀出該記憶體中一讀取大小Read_Size ; (b3 )該頭端檢查區位置（H— Addr ) =Addr-4，狀態旗標（State — flag)=(* H—Addr)&0 x ffffOOOO ，T—Addr=Addr+ T ; (〇3)狀態旗標（31&16」13§)=(*11一八(1(11')&0 x ffffOOOO ； (d3)檢查狀態旗標（State_flag)是否等於記憶體初始旗標？若不相等則記憶體讀出失敗； (e3 )該讀取大小Read_Size是否小於記憶尺寸T ?若不小於則記憶體讀出失敗； (f 3 )記憶寫入檢查返回成功。 1 2 ·如申請專利範圍第6項所述之記憶體配置測試之方法，其更包括下列步驟： (a4 )該程式開始釋放該使用記憶體； (b4 ) Η一Addr=Addr-4 ; 狀態旗標（State一flag)= (*H一Addr) &0

第19頁 1221615 六、申請專利範圍 X ffffOOOO ; T_Addr=Addr+T ； (c4)檢查狀態旗標（state — flag)是否等於記憶體初始旗標？若不相等則記憶體釋放失敗； (d4)尾端檢查位置（* Τ—Addr)是否等於頭端檢查位置H—Addr) ?若不相等則記憶體釋放失敗；以及 (e4 )記憶體釋放返回成功。