Hopen雙內核操作系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、作為我國自主研發(fā)的嵌入式實時操作系統(tǒng)Hopen，隨著其應用領域的不斷擴展，應用程序的開發(fā)速度已經不能滿足日益增長的客戶需求。因此本文提出Hopen-RT和Linux雙內核架構，既能保持Hopen內核的實時性，又能利用Linux內核支持的豐富應用資源。從而避免了對原有內核的大規(guī)模改造，以較小的代價使兩個操作系統(tǒng)結合起來，配合工作，發(fā)揮各自的優(yōu)越性，解決了Hopen應用不足的問題。 本論文提出的Hopen雙內核操作系統(tǒng)由Hopen-RT和

2、Linux兩個內核構成，Hopen-RT負責執(zhí)行實時任務，Linux負責執(zhí)行其他應用。在傳統(tǒng)的雙內核系統(tǒng)中，實時應用以模塊的形式插入內核中運行，而本論文提出的用戶態(tài)實時進程模型將實時任務從核心態(tài)分離出來，在Hopen-RT用戶態(tài)運行。這避免了實時任務出錯時對內核和其他任務產生不良影響，不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還方便了調試，縮短了實時應用程序開發(fā)周期。 本文主要完成了以下三部分的工作： (1)　提出了用戶態(tài)實時進程模型并改造了Linu

3、x進程模型本文將Linux進程的用戶空間由3G改為2G，系統(tǒng)空間擴展1G，把這個區(qū)域保留出來供實時進程使用；利用i386 CPU段式存儲管理機制，為每個實時進程提供了32M私有用戶空間，并將其映射到與Linux進程一致的線性空間中。這為Hopen-RT的實時性提供了多方面的重要保障。(2) 設計并實現(xiàn)了獨特的Hopen-RT內存管理機制本文設計了一個內存頁面緩沖池為Hopen-RT核心提供高效的內存頁面操作，并采用了一種具有確定執(zhí)行時

4、間的核心內存分配與回收算法，保障了Hopen-RT的實時性。本文還設計實現(xiàn)了一套虛擬內存管理接口，為實時進程提供虛擬存儲器管理操作。(3)設計并實現(xiàn)了實時進程加載方案本文在Linux端設置了文件服務器為Hopen-RT提供文件操作，雙方通過虛擬管道來傳遞加載請求和服務結果，并利用共享內存完成實時進程的動態(tài)加載。本文的Hopen雙內核操作系統(tǒng)以虛擬中斷系統(tǒng)為基礎進行設計，并在i386硬件平臺上予以實現(xiàn)。實驗表明Hopen雙內核操作系統(tǒng)運行