一种基于依赖侧车索引的有界证据闭包导出方法和系统

本发明涉及嵌入式软件分析与跟踪数据处理，尤其涉及一种基于依赖侧车索引的有界证据闭包导出方法和系统。

背景技术：

1、实时操作系统广泛应用于航天电子、工业控制、车载控制、边缘设备及其他高可靠嵌入式平台。随着软件规模扩大、事件类型增多以及分析任务复杂化，系统运行过程中产生的跟踪数据、引用索引、告警对象、诊断对象和分析上下文持续累积。对于故障分析、问题复现和证据回放而言，分析通常并不需要整份原始跟踪数据，而只需要与特定告警、诊断或分析任务相关的局部证据集合。因而，如何在大体量源跟踪数据中导出最小必要证据，并明确说明导出结果的完整边界，成为嵌入式软件分析中的实际需求。

2、现有技术中，针对大体量日志、事件轨迹或执行轨迹的处理，通常采用时间范围裁剪、命中对象回溯、依赖切片、起源追踪或压缩重建等路径，以缩小分析范围并降低处理成本。对应到实时操作系统跟踪数据场景，常见做法也是先依据时间窗口、命中事件或结果对象截取局部片段，再结合引用索引或对象关联关系补入一部分相关事件，从而形成可供分析的局部导出结果。上述路径在本发明所面向的场景下至少存在以下不足：

3、其一，若仅按时间范围或命中对象进行局部裁剪，则通常只能获得与问题点时间上相邻的片段，难以说明相关依赖链是否已经在既定关系范围内闭合，也难以明确仍有多少关联对象未被展开；

4、其二，若在局部裁剪之后再反复回扫源跟踪数据补入引用对象或关联事件，则导出过程的输入输出代价和内存开销仍然与源跟踪数据体量强绑定，难以形成可预测的资源边界；

5、其三，当系统因深度、事件数量、输出字节数或局部扩张率受限而必须提前停止时，现有方案通常只能给出截断结果，无法同时输出冻结边界、缺失引用和停止原因，因而难以支持后续复现、对比和审计。

6、进一步地，现有依赖切片、因果追踪和起源追踪技术虽然能够表达事件之间、对象之间或结果之间的关联关系，但多侧重于关联建立、轨迹缩减或结果回溯，通常缺少与源事件数据物理隔离的控制对象，导出判定仍依赖于源数据读取过程本身。在此情况下，依赖扩张、预算控制和边界冻结难以前置并形成统一主链，导出过程的内存开销、执行时间及包体规模也难以在读取之前得到确定约束。

7、因此，针对实时操作系统场景下嵌入式资源受限、源跟踪数据体量大且分析任务只关注局部证据的技术痛点，亟需一种新的证据导出方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于依赖侧车索引的有界证据闭包导出方法和系统。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明的第一方面，提供一种基于依赖侧车索引的有界证据闭包导出方法，包括以下步骤：

4、(1)获取导出请求，并由处理器从存储介质读取源跟踪数据文件；获取与所述源跟踪数据文件对应的依赖侧车索引文件和侧车清单对象，其中，所述依赖侧车索引文件与所述源跟踪数据文件物理隔离存储，并通过快照标识和校验摘要与所述源跟踪数据文件建立一致性绑定；

5、(2)对所述依赖侧车索引文件、所述侧车清单对象与所述源跟踪数据文件执行一致性校验；

6、(3)根据所述导出请求构造种子引用集合，并形成初始证据范围；

7、(4)以所述种子引用集合作为初始前沿集合，在所述依赖侧车索引文件上逐轮取得当前前沿集合对应的候选关联边和候选新增引用集合；

8、(5)在未读取当前轮源跟踪数据文件之前，依据预算向量对所述候选新增引用集合执行读取前投影判定；

9、(6)在读取前投影判定通过后，根据所述候选关联边携带的提示信息构造候选读取窗口，并对所述源跟踪数据文件中的候选分段数据块执行定位读取、筛选和稳定归并；

10、(7)根据前沿集合状态、预算状态和停止条件确定导出模式，所述导出模式为完整闭包模式、有界闭包模式或降级输出模式中的一种；

11、(8)将证据导出包写入存储介质，其中所述证据导出包至少包括事件对象、控制对象和边界对象。

12、进一步地，在步骤（5）中，所述预算向量包括最大扩张深度、最大事件数量、最大输出字节数量和最大扩张率四个约束维度；所述读取前投影判定包括依据所述四个约束维度对下一轮候选新增引用集合进行统一判定，且所述判定发生在读取所述源跟踪数据文件之前。

13、进一步地，在步骤（1）中，所述依赖侧车索引由多条关联边记录构成，所述关联边记录按起点引用分组组织，每条关联边记录至少包括快照标识、跟踪数据校验值、起点引用、终点引用、起点类型、终点类型、关系类型、规则族、来源标识、优先级、时间提示起点、时间提示终点、循环抑制标记、事件数量估计值、字节数量估计值和边摘要值。

14、进一步地，在步骤（1）中，所述依赖侧车索引文件的获取包括以下任一种方式：

15、(1) 在导出作业开始前，根据与所述源跟踪数据文件对应的分析对象预先生成并持久化保存；

16、(2) 在当前导出作业中，根据冻结分析对象即时生成当前证据导出作业的依赖侧车索引工作集；

17、其中，所述冻结分析对象至少包括引用索引、告警对象、诊断对象、锚点对象和分析上下文中的一种或多种。

18、进一步地，在步骤（2）中，所述一致性校验至少包括快照标识一致性校验、跟踪数据校验值一致性校验、字典校验值一致性校验和模式文件校验值一致性校验；当所述一致性校验存在异常时，所述导出模式确定为降级输出模式。

19、进一步地，在步骤(7)中，所述完整闭包模式对应前沿集合自然清空且未触发异常停止条件的状态；

20、所述有界闭包模式对应读取前投影判定不通过、且在未读取当前轮源跟踪数据文件之前冻结当前候选新增引用集合的状态；

21、所述降级输出模式对应一致性校验异常、循环膨胀、分段异常或输入输出守卫异常中的任一状态。

22、进一步地，在步骤(6)中，所述候选读取窗口根据所述候选关联边中的分段提示、时间提示、核心提示和序号提示进行分组与合并形成；所述稳定归并按预设排序键对局部读取结果进行排序和去重。

23、进一步地，在步骤(8)中，所述边界对象包括前沿快照对象；所述前沿快照对象至少包括轮次标识、导出模式、前沿数量、已消耗深度、已消耗事件数量、已消耗字节数量、下一轮投影事件数量、下一轮投影字节数量、扩张率、停止原因、前沿明细路径和截断前沿数量。

24、进一步地，在步骤(8)中，所述边界对象包括证明摘要对象；所述证明摘要对象至少包括快照标识、导出模式、规则族完整性标识、规则族集合、预算向量、已达到闭包深度、种子引用数量、已闭合引用数量、缺失引用集合、截断前沿数量、前沿停止原因、已写出事件数量、已写出字节数量、扫描次数、定位次数、读取窗口总跨度、侧车查询次数和证明摘要值。

25、本发明的第二方面，提供一种基于依赖侧车索引的有界证据闭包导出系统，包括处理器以及与所述处理器连接的存储介质，所述存储介质中存储有源跟踪数据文件、依赖侧车索引文件、侧车清单对象和计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述的方法。

26、本发明的有益效果是：通过在源跟踪数据之外建立独立依赖侧车索引，将导出决策由源跟踪数据反复扫描主导转化为控制面依赖遍历主导，使导出成本与源跟踪数据体量之间的绑定关系减弱，从而提升了资源受限场景下的导出可控性。