The Mars Pathfinder mission was wid

The Mars Pathfinder mission was widely proclaimed as "flawless" in the early days after its July 4th, 1997 landing on the
Martian surface. Successes included its unconventional "landing" bouncing
onto the Martian surface surrounded by
airbags, deploying the Sojourner rover, and gathering and transmitting voluminous data back to Earth, including the
panoramic pictures that were such a hit on the Web. But a few days into the mission, not long after Pathfinder started
gathering meteorological data, the spacecraft began experiencing total system resets, each resulting in losses of data. The
press reported these failures in terms such as "software glitches" and "the computer was trying to do too many things at
once".
This week at the IEEE RealTime
Systems Symposium I heard a fascinating keynote address by David Wilner, Chief
Technical Officer of Wind River Systems. Wind River makes VxWorks, the realtime
embedded systems kernel that was
used in the Mars Pathfinder mission. In his talk, he explained in detail the actual software problems that caused the total
system resets of the Pathfinder spacecraft, how they were diagnosed, and how they were solved. I wanted to share his story
with each of you.
VxWorks provides preemptive priority scheduling of threads. Tasks on the Pathfinder spacecraft were executed as threads
with priorities that were assigned in the usual manner reflecting the relative urgency of these tasks.
Pathfinder contained an "information bus", which you can think of as a shared memory area used for passing information
between different components of the spacecraft. A bus management task ran frequently with high priority to move certain
kinds of data in and out of the information bus. Access to the bus was synchronized with mutual exclusion locks
(mutexes).
The meteorological data gathering task ran as an infrequent, low priority thread, and used the information bus to publish
its data. When publishing its data, it would acquire a mutex, do writes to the bus, and release the mutex. If an interrupt
caused the information bus thread to be scheduled while this mutex was held, and if the information bus thread then
attempted to acquire this same mutex in order to retrieve published data, this would cause it to block on the mutex,
waiting until the meteorological thread released the mutex before it could continue. The spacecraft also contained a
communications task that ran with medium priority.
Most of the time this combination worked fine. However, very infrequently it was possible for an interrupt to occur that
caused the (medium priority) communications task to be scheduled during the short interval while the (high priority)
information bus thread was blocked waiting for the (low priority) meteorological data thread. In this case, the longrunning
communications task, having higher priority than the meteorological task, would prevent it from running,
consequently preventing the blocked information bus task from running. After some time had passed, a watchdog timer
would go off, notice that the data bus task had not been executed for some time, conclude that something had gone
drastically wrong, and initiate a total system reset.
This scenario is a classic case of priority inversion.
HOW WAS THIS DEBUGGED?
VxWorks can be run in a mode where it records a total trace of all interesting system events, including context switches,
uses of synchronization objects, and interrupts. After the failure, JPL engineers spent hours and hours running the system
on the exact spacecraft replica in their lab with tracing turned on, attempting to replicate the precise conditions under
which they believed that the reset occurred. Early in the morning, after all but one engineer had gone home, the engineer
finally reproduced a system reset on the replica. Analysis of the trace revealed the priority inversion.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ภารกิจ Mars Pathfinder อย่างกว้างขวางประกาศเป็น "ใสสะอาด" ในยุคหลังของเดือน 4 กรกฎาคม 1997 เชื่อมโยงไปถึงในการพื้นผิวดาวอังคาร ความสำเร็จรวมของกระเป๋า "เชื่อมโยงไปถึง" แสงบนพื้นผิวดาวอังคารด้วยถุงลมนิรภัย ใช้โรเวอร์ Sojourner รวบรวม และส่งข้อมูล voluminous กลับไปโลก รวมทั้งการรูปภาพพาโนรามาที่ตีดังกล่าวบนเว็บ แต่ไม่กี่วันเป็นภารกิจ ไม่นานหลังจากเริ่มต้น Pathfinderรวบรวมข้อมูลอุตุนิยมวิทยา ยานอวกาศเริ่มประสบปัญหาการตั้งค่าใหม่ของระบบทั้งหมด แต่ละเกิดขึ้นสูญเสียของข้อมูล ที่กดรายงานความล้มเหลวเหล่านี้ในเงื่อนไขเช่น "ซอฟต์แวร์บกพร่อง" และ "คอมพิวเตอร์พยายามที่จะทำสิ่งต่าง ๆ มากเกินไปที่ครั้งเดียว"สัปดาห์นี้ในเรียลไทม์ IEEEผมได้ยินที่อยู่ในประเด็นสำคัญน่าสนใจ โดย David Wilner หัวหน้าวิชาการระบบเจ้าหน้าที่ด้านเทคนิคของระบบลมแม่น้ำ VxWorks เรียลไทม์ช่วยให้ลมแม่น้ำเคอร์เนลของระบบฝังตัวที่ใช้ในภารกิจ Mars Pathfinder ในการพูด เขาอธิบายรายละเอียดซอฟต์แวร์จริงปัญหาที่เกิดจากผลรวมระบบรีเซ็ตของยานอวกาศ Pathfinder ว่าพวกเขาถูกวินิจฉัย และวิธีแก้ไขได้ อยากจะแบ่งปันเรื่องราวของเขาแต่ละของคุณVxWorks ช่วยให้การวางแผนสำคัญ preemptive เธรด มีดำเนินงานบนยานอวกาศ Pathfinder เป็นหัวข้อด้วยระดับความสำคัญที่สะท้อนให้เห็นถึงความเร่งด่วนของงานเหล่านี้ญาติตามปกติPathfinder เป็น "ข้อมูลรถ" ซึ่งคุณสามารถคิดเป็นพื้นที่หน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล ที่มีอยู่ระหว่างส่วนประกอบต่าง ๆ ของยานอวกาศ งานจัดการรถวิ่งบ่อย มีความสำคัญสูงเพื่อย้ายบางชนิดของข้อมูลเข้าและออกจากบัสข้อมูล ถึงรถไม่ตรงกับล็อคแยกออกซึ่งกันและกัน(mutexes)งานรวบรวมข้อมูลอุตุนิยมวิทยาวิ่งเป็นเธรดต่ำ ไม่สำคัญ และใช้แหล่งข้อมูลเพื่อเผยแพร่ข้อมูลของ เผยแพร่ข้อมูล มันจะรับมี mutex ทำเขียนไปรถประจำทาง และปล่อย mutex ถ้าขัดจังหวะเกิดจากด้ายขนส่งข้อมูลการจัดกำหนดการจัดขึ้น mutex นี้ และ ถ้าข้อมูลรถด้ายแล้วพยายามซื้อ mutex นี้เดียวกันเพื่อดึงข้อมูลที่เผยแพร่ นี้จะทำให้บล็อกใน mutexรอจนด้ายอุตุนิยมวิทยาปล่อย mutex ก่อนที่จะสามารถดำเนินต่อ ยานอวกาศที่ยัง อยู่งานสื่อสารที่วิ่ง ด้วยระดับความสำคัญปานกลางส่วนใหญ่แล้วชุดนี้ทำงานดี อย่างไรก็ตาม มากขึ้นนาน ๆ ครั้งก็เป็นไปได้สำหรับการขัดจังหวะเกิดขึ้นที่เกิดงานสื่อสาร (ระดับความสำคัญปานกลาง) จะถูกกำหนดในระหว่างช่วงเวลาสั้น ๆ ในขณะที่ (สำคัญ)หัวข้อรถข้อมูลถูกบล็อกรอด้ายข้อมูลอุตุนิยมวิทยา (ลำดับความสำคัญต่ำ) ในกรณีนี้ longrunningงานสื่อสาร มีความสำคัญสูงกว่างานอุตุนิยมวิทยา จะทำให้ทำงานจึง ป้องกันงานบัสข้อมูลถูกบล็อกจากการทำงาน หลังจากเวลาได้ผ่าน การจ้องจับผิดจะออก แจ้งให้ทราบว่า มีไม่ได้ดำเนินงานข้อมูลรถบางครั้ง สรุปว่า บางสิ่งบางอย่างก็หายไปอย่างมากที่ไม่ถูกต้อง และเริ่มต้นใหม่ทั้งหมดระบบสถานการณ์นี้เป็นกรณีคลาสสิกของสำคัญกลับนี้ถูก DEBUGGED อย่างไรVxWorks สามารถรันในโหมดที่บันทึกติดตามรวมของเหตุการณ์ทั้งหมดน่าสนใจระบบ รวมถึงบริบทสวิตช์ใช้ตรงวัตถุ และ interrupts หลังจากความล้มเหลว JPL วิศวกรใช้เวลาและชั่วโมงการใช้งานระบบในแบบจำลองยานอวกาศแน่นอนในห้องปฏิบัติการด้วยติดตามเปิด พยายามที่จะจำลองสภาพชัดเจนภายใต้ซึ่งพวกเขาเชื่อว่า ใหม่จะเกิดขึ้น ช่วงเช้า หลังแต่วิศวกรหนึ่งแล้วบ้าน วิศวกรในที่สุดก็ ทำซ้ำใหม่ในแบบจำลองระบบ วิเคราะห์ติดตามกลับสำคัญที่เปิดเผย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ภารกิจบุกเบิกดาวอังคารได้รับการประกาศอย่างกว้างขวางว่าเป็น "ไร้ที่ติ" ในวันแรกหลังจากที่ 4 กรกฏาคม 1997 ลงจอดบน
พื้นผิวดาวอังคาร ความสำเร็จรวมแหกคอก "เชื่อมโยงไปถึง" มันใหญ่
บนพื้นผิวดาวอังคารที่ล้อมรอบด้วย
ถุงลมนิรภัยปรับใช้รถแลนด์โรเวอร์พักแรมและการรวบรวมและส่งข้อมูลขนาดใหญ่กลับมาสู่โลกรวมทั้ง
ภาพพาโนรามาที่ถูกตีเช่นบนเว็บ แต่ไม่กี่วันเป็นภารกิจไม่นานหลังจากที่เบิกเริ่ม
รวบรวมข้อมูลอุตุนิยมวิทยายานอวกาศเริ่มประสบระบบทั้งหมดรีเซ็ตแต่ละผลในการสูญเสียของข้อมูล
ผู้สื่อข่าวรายงานความล้มเหลวเหล่านี้ในแง่เช่น "บกพร่องซอฟแวร์" และ "คอมพิวเตอร์ได้พยายามที่จะทำสิ่งที่มากเกินไปใน
ครั้งเดียว ".
สัปดาห์ที่ IEEE RealTime นี้
ระบบการประชุมทางวิชาการที่ผมได้ยินคำปราศรัยสำคัญที่น่าสนใจโดยเดวิด Wilner ประธาน
เจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคนิคของ ระบบลมแม่น้ำ Wind River ทำให้ VxWorks เรียลไทม์
เคอร์เนลระบบฝังตัวที่ถูก
นำมาใช้ในภารกิจบุกเบิกดาวอังคาร ในการพูดคุยของเขาเขาอธิบายในรายละเอียดปัญหาซอฟต์แวร์ที่เกิดขึ้นจริงที่เกิดจากการรวม
ระบบการตั้งค่าใหม่ของยานอวกาศแสวงหาวิธีที่พวกเขาได้รับการวินิจฉัยและวิธีการที่พวกเขาได้รับการแก้ไข ฉันต้องการที่จะแบ่งปันเรื่องราวของเขา
กับแต่ละของคุณ.
VxWorks ให้การจัดตารางการจัดลำดับความสำคัญของมาตรการหัวข้อ งานในยานอวกาศที่กำลังดำเนินการเบิกเป็นหัวข้อ
ที่มีความสำคัญที่ได้รับมอบหมายในลักษณะปกติสะท้อนให้เห็นถึงความจำเป็นเร่งด่วนญาติของงานเหล่านี้.
เบิกมี "ข้อมูลรถบัส" ซึ่งคุณสามารถคิดเป็นพื้นที่หน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันที่ใช้สำหรับการส่งผ่านข้อมูล
ระหว่างที่แตกต่างกัน ส่วนประกอบของยานอวกาศ งานการจัดการรถบัสวิ่งบ่อยกับลำดับความสำคัญสูงที่จะย้ายบาง
ชนิดของข้อมูลที่เข้าและออกจากรถบัสข้อมูล การเข้าถึงไปยังรถบัสที่ถูกตรงกับล็อคยกเว้นร่วมกัน
(mutexes).
การรวบรวมข้อมูลอุตุนิยมวิทยางานวิ่งไม่บ่อยนักด้ายลำดับความสำคัญต่ำและใช้รถบัสข้อมูลในการเผยแพร่
ข้อมูล เมื่อเผยแพร่ข้อมูลของมันก็จะได้รับข้อผิดพลาดที่ทำเขียนไปยังรถบัสและปล่อย mutex ถ้าขัดจังหวะ
ที่เกิดด้ายรถบัสข้อมูลที่จะกำหนดไว้ในขณะที่ mutex นี้ถูกจัดขึ้นและถ้าด้ายรถบัสข้อมูลแล้ว
พยายามที่จะได้รับ mutex เดียวกันนี้เพื่อที่จะดึงข้อมูลการตีพิมพ์เรื่องนี้จะทำให้เกิดการปิดกั้นใน mutex,
รอจนกว่า ด้ายอุตุนิยมวิทยาปล่อยออกมาด้วยข้อผิดพลาดก่อนที่จะสามารถดำเนินการต่อ ยานอวกาศยังมี
งานการสื่อสารที่วิ่งด้วยความสำคัญปานกลาง.
เวลาส่วนใหญ่ของชุดนี้ทำงานได้ดี แต่ไม่บ่อยมากมันเป็นไปได้สำหรับการขัดจังหวะที่จะเกิดขึ้นว่า
เกิดจาก (ลำดับความสำคัญขนาดกลาง) งานการสื่อสารที่จะกำหนดไว้ในระหว่างช่วงเวลาสั้น ๆ ในขณะที่ (ลำดับความสำคัญสูง)
ด้ายรถบัสข้อมูลถูกบล็อกรอ (ลำดับความสำคัญต่ำ) ด้ายข้อมูลอุตุนิยมวิทยา ในกรณีนี้ longrunning
งานการสื่อสารที่มีความสำคัญสูงกว่างานอุตุนิยมวิทยาจะป้องกันไม่ให้มันจากการทำงาน
ดังนั้นการป้องกันไม่ให้งานรถบัสข้อมูลที่ถูกปิดกั้นจากการทำงาน หลังจากที่บางครั้งได้ผ่านเวลาจ้องจับผิด
จะออกไปแจ้งให้ทราบว่างานบัสข้อมูลที่ไม่ได้รับการดำเนินการบางครั้งสรุปสิ่งที่ได้ไป
ผิดอย่างมากและเริ่มต้นการตั้งค่าระบบทั้งหมด.
สถานการณ์นี้เป็นกรณีคลาสสิกที่มีความสำคัญ ผกผัน.
วิธีนี้คือบั๊ก?
VxWorks สามารถทำงานในโหมดที่จะบันทึกร่องรอยทั้งหมดของทุกเหตุการณ์ของระบบที่น่าสนใจรวมทั้งสวิทช์บริบท
ของวัตถุที่ใช้การประสานและการขัดจังหวะ หลังจากความล้มเหลววิศวกร JPL ใช้เวลาหลายชั่วโมงและชั่วโมงการใช้งานระบบ
ในแบบจำลองของยานอวกาศที่แน่นอนในห้องปฏิบัติการของพวกเขาด้วยการติดตามการเปิดความพยายามที่จะทำซ้ำได้อย่างแม่นยำภายใต้เงื่อนไข
ที่พวกเขาเชื่อว่าการตั้งค่าที่เกิดขึ้น ในช่วงเช้าหลังจากทั้งหมด แต่วิศวกรคนหนึ่งได้ไปที่บ้านของวิศวกร
ในที่สุดทำซ้ำการตั้งค่าระบบในแบบจำลอง การวิเคราะห์ร่องรอยเปิดเผยผกผันลำดับความสำคัญ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ดาวอังคารภารกิจคือผู้นำทางอย่างกว้างขวางประกาศ " ไร้ที่ติ " ในวันแรก หลังที่ 4 กรกฎาคม 2540 ลงจอดบนพื้นผิวดาวอังคาร
. ความสำเร็จของ " เชื่อมโยงไปถึง " แหกคอกรวมแสงไปยังพื้นผิวดาวอังคารด้วย

ใช้คนต่างด้าวถุงลมนิรภัย , แลนด์โรเวอร์ และรวบรวม และส่งข้อมูลกลับมายังโลกมากมาย รวมทั้ง
มองเห็นภาพที่ดังในเว็บ แต่ไม่กี่วันในภารกิจ ไม่นานหลังจากเริ่มเบิก
รวบรวมข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยา ยานอวกาศเริ่มประสบการตั้งค่าของระบบทั้งหมด แต่ละผลในการสูญเสียของข้อมูล
กดรายงานเหล่านี้ล้มเหลวในเรื่องเช่น " บกพร่อง " ซอฟต์แวร์และคอมพิวเตอร์ที่พยายามทำหลายสิ่งที่ครั้งนึง

"ในสัปดาห์นี้ในการประชุมระบบเรียลไทม์
IEEE ผมได้ยินที่น่าสนใจงานที่อยู่โดย เดวิด วิลเนอร์ หัวหน้าเจ้าหน้าที่เทคนิคของ
ลมแม่น้ำระบบ . ลมแม่น้ำทำให้ vxworks , เรียลไทม์ระบบเคอร์เนลที่ถูก

ใช้ในภารกิจดาวอังคารพาธไฟน์เดอร์แบบฝังตัว ในคำพูดของเขา เขาอธิบายในรายละเอียดซอฟแวร์ที่เกิดขึ้นจริง ปัญหาที่ทำให้ระบบทั้งหมด
รีเซ็ตของผู้นำทางในยานอวกาศวิธีที่พวกเขาได้รับการวินิจฉัย และวิธีที่พวกเขาได้รับการแก้ไข ฉันต้องการที่จะแบ่งปันเรื่องราวของเขา

vxworks กับแต่ละท่าน ให้ความสำคัญการเกิดของหัวข้อ งานบนยานอวกาศ Pathfinder ถูกประหารอย่างกระทู้
มีความสําคัญที่ได้รับมอบหมายในลักษณะปกติสะท้อนให้เห็นถึงความเร่งด่วน ญาติของงานเหล่านี้
เบิกที่มีอยู่ " ข้อมูลรถบัส "ที่คุณสามารถคิดเป็นหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกันพื้นที่ใช้สำหรับส่งผ่านข้อมูลระหว่างชิ้นส่วนที่แตกต่างกัน
ของยานอวกาศ งานการจัดการรถโดยสารวิ่งบ่อยมีลำดับความสำคัญสูงที่จะย้ายบางชนิดของข้อมูล
และออกจากรถบัสข้อมูล การเข้าถึงรถบัสตรงกับล็อคการยกเว้นร่วมกัน

( mutexes ) ข้อมูลอุตุนิยมวิทยา รวบรวมงานวิ่งเป็นไม่บ่อยนัก ,หัวข้อความสำคัญน้อย และใช้รถบัสข้อมูลเผยแพร่
ของข้อมูลของ เมื่อเผยแพร่ข้อมูลก็จะได้รับ mutex ทำ เขียน รถบัส และปล่อย mutex . หากมีรบกวน
เกิดจากข้อมูลรถเมล์ด้ายจะกำหนดในขณะที่ mutex นี้ถูกจัดขึ้น และหากข้อมูลรถเมล์ด้ายแล้ว
พยายามที่จะได้รับ mutex เดียวกันนี้ในการดึง เผยแพร่ข้อมูลนี้จะทำให้บล็อกบน mutex
, รอจนกว่ากระทู้อุตุนิยมวิทยาออก mutex ก่อนที่จะสามารถต่อ ยานอวกาศยังมีการสื่อสารที่งานวิ่งด้วย

ความสำคัญปานกลาง เวลาส่วนใหญ่ของชุดนี้ทำงานดี แต่ไม่บ่อยมาก มันเป็นไปได้สำหรับการขัดจังหวะเกิดขึ้นที่
ทำให้ ( ระดับกลาง ) การสื่อสารงานจะกำหนดในช่วงเวลาสั้น ๆในขณะที่ ( สำคัญมาก )
กระทู้รถบัสข้อมูลถูกบล็อกรอ ( สุมาตรา ) หัวข้อข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยา ในกรณีนี้ longrunning
งานสื่อสาร มีลำดับความสำคัญสูงกว่างานอุตุนิยมวิทยา จะป้องกันไม่ให้มันจาก
วิ่งดังนั้นการป้องกันบล็อกข้อมูลเมล์งานจากการทํางาน หลังจากเวลาผ่านไป , เตือนภัย
จะปิดไป สังเกตว่าข้อมูลรถบัสงานได้ดำเนินการมานานแล้ว สรุปว่าสิ่งที่ได้ไป
อย่างมากผิด และเริ่มต้นการตั้งค่าของระบบทั้งหมด
สถานการณ์นี้เป็นกรณีคลาสสิกของการผกผันสําคัญ .
แล้วนี้ดีบั๊ก ?
vxworks สามารถวิ่งในโหมดที่บันทึกร่องรอยทั้งหมดที่น่าสนใจเหตุการณ์ของระบบ รวมถึงสวิทช์บริบท
ใช้วัตถุประสาน และขัดจังหวะขึ้นมา หลังจากความล้มเหลว , วิศวกรเจพีใช้เวลาชั่วโมงและชั่วโมงทำงานระบบ
บนแบบจำลองยานอวกาศที่แน่นอนในแล็บของพวกเขาด้วยการเปิด พยายามที่จะทำซ้ำเงื่อนไขที่ชัดเจนภายใต้
ซึ่งพวกเขาเชื่อว่าใหม่เกิดขึ้น ในตอนเช้า หลังจากทั้งหมด แต่หนึ่งในวิศวกรกลับบ้านหมดแล้ว วิศวกร
ในที่สุด ทำซ้ำ การตั้งค่าระบบในแบบจําลอง การวิเคราะห์ติดตาม เปิดเผยความลับ .