一种物联网操作系统的微内核优化方法技术方案

本发明专利技术涉及操作系统技术领域，公开了一种物联网操作系统的微内核优化方法。于物联网中设置有多个物联网设备和服务器设备，所述物联网操作系统被应用于各个所述物联网设备以及所述服务器设备中；微内核优化方法包括一系统接口的合并方法，一线程就绪队列的延迟更新过程，指定线程调用的过程，一线程锁的释放过程，一权能字委托的过程以及一撤销权能字委托的过程。本发明专利技术的技术方案有益效果在于：提供一种物联网操作系统的微内核优化方法，能够在实现线程管理、地址空间管理、线程间通信、中断处理等功能的同时，兼顾底层所有功能且灵活性的微内核架构设计，避免不同模块之间的循环依赖性。

【技术实现步骤摘要】
一种物联网操作系统的微内核优化方法
本专利技术涉及操作系统
，公开了一种物联网操作系统的微内核优化方法。
技术介绍
现有的物联网操作系统的微内核已经模块化，模块之间也使用了明确定义的接口。其源代码已经分为子系统、模块和子模块。不同的子系统几乎是微内核的完全独立部分，例如用于简单内存管理的库，简化的C库或主内核映像本身。每个子系统由一个或多个封装逻辑单元的模块组成。例如，线程模块包含处理UHomeOS线程所需的数据结构和方法。这些模块的接口定义良好，隐藏了实现细节。同样，模块可以聚合一个或多个子模块，这些子模块用于进一步将模块细分为更小的逻辑块。传统内核同步机制，例如信号量、自选锁机制，存在线程死锁和优先级反转等问题，尤其对于时间限制要求的消费类与工业类物联网系统实时特性，导致影响更为严重，因为这些内核锁同步机制，在多处理器中会造成线程对临界区竞争热点，造成系统性能与实时性的大幅下降。影响服务响应时间因素包括中断延迟、中断处理延迟、调度器延迟、任务调度延迟，线程间各种同步、互斥与通信措施的延迟，优先级反转现象带来不可预测的延迟。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种物联网操作系统的微内核优化方法，于物联网中设置有多个物联网设备和服务器设备，所述物联网操作系统被应用于各个所述物联网设备以及所述服务器设备中；所述微内核优化方法包括一系统接口的合并方法，具体包括：于所述物联网操作系统中，将负责发送信息的第一系统接口和负责接收信息的第二系统接口均关联到同一个线程中，使得所述物联网设备和所述服务器设备进行一次通信的过程中，每端的所述物联网操作系统分别仅执行两次系统调用。优选的，还包括一线程就绪队列的延迟更新过程，具体包括：步骤A1，所述物联网操作系统的系统调度器遍历系统并得到当前准备就绪的所有线程；步骤A2，所述系统调度器将除去当前正在执行的其他已经就绪的线程全部加入到所述线程就绪队列中；步骤A3，在所述系统调度器下次遍历所述线程就绪队列时，将未就绪的线程从所述线程就绪队列中删除。优选的，还包括指定线程调用的过程，具体包括：在采用一第一类线程执行数据发送的任务完毕后，所述物联网操作系统的系统调度器直接指定下一个要被调度的线程为一第二类线程，所述第二类线程对应于所述第一类线程，并用于执行数据接收的任务。优选的，还包括一线程锁的释放过程，具体包括：步骤B1，在具有线程锁的一第一线程运行的过程中，所述物联网操作系统接收到一第二线程的线程锁获取请求；步骤B2，所述物联网操作系统判断所述第二线程是否符合一预设的线程锁抢占标准：当所述第二线程符合所述线程锁抢占标准时，所述物联网操作系统将所述线程锁由所述第一线程转移至所述第二线程，随后返回所述步骤B1；当所述第二线程不符合所述线程锁抢占标准时，所述物联网操作系统将所述第二线程移至一帮助线程堆栈的顶部，并保持所述第二线程始终处于就绪状态；步骤B3，所述物联网操作系统将处于所述帮助线程堆栈的顶部的线程的线程资源转移至正在运行的所述第一线程，直至所述第一线程执行完毕并释放所述线程锁后，将所述线程锁转移至处于所述帮助线程堆栈的顶部的线程。优选的，所述步骤B2中，预设的所述线程锁抢占标准为：所述第二线程的优先级大于或等于所述第一线程的优先级。优选的，所述步骤B3中，所述线程资源包括线程的调度上下文、时间片以及优先级。优选的，于所述物联网操作系统中预先设定包括用于指示不同权限的权能字的权能字列表，所述物联网操作系统预先为不同的线程分配所述权能字列表中的不同的所述权能字，所述权能字被分别保存于一存储空间内；于所述物联网操作系统的内存空间内设置一对象地址空间，并于所述对象地址空间内设置多个间接指向对象，每个所述间接指向对象分别指向不同的所述权能字；则所述微内核优化方法中还包括一权能字委托的过程，具体包括：将所述间接指向对象设置为指向一个所述权能字，并将所述间接指向对象赋予一个所述线程，从而将被指向的所述权能字委托给所述线程。优选的，还包括一撤销权能字委托的过程，具体包括：将已被赋予所述线程的所述间接指向对象设定为指向一个空的对象，从而撤销委托给所述线程的所述权能字。本专利技术的技术方案有益效果在于：提供一种物联网操作系统的微内核优化方法，能够在实现线程管理、地址空间管理、线程间通信、中断处理等功能的同时，兼顾底层所有功能且灵活性的微内核架构设计，避免不同模块之间的循环依赖性。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为现有技术中，微内核通信的结构示意图；图2为本专利技术的优选实施方式中，延迟更新过程的流程示意图；图3为本专利技术的优选实施方式中，线程锁的释放过程的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征。现有技术中，针对微内核IPC(InterProcessCommunication，进程间通信)可如图1所示，包括网络子系统01、驱动服务02、微内核03以及硬件04，当网络子系统01与驱动服务02进行IPC通信时，4次内核陷入与退出和2次上下文切换，而内核只需要调用内核函数，由此可见，进程间通信影响到微内核IPC性能的高效与否。并且，进程间通信IPC通常分为同步与异步两种方式，同步IPC是发送者阻塞等待接受方接受信息，一般发送信息不进行缓冲，发送信息由发送者直接传递给接收者。异步IPC是发送者不必等待接受者接受信息，发送者继续执行。一般带有发送缓冲区，如果接收者到来，把缓冲区信息传送给接收者。同步IPC优势简单而快效率高，不太容易遭受拒绝式攻击。本专利技术提供一种物联网操作系统的微内核优化方法，于物联网中设置有多个物联网设备和服务器设备，物联网操作系统被应用于各个物联网设备以及服务器设备中；微内核优化方法包括一系统接口的合并方法，具体包括：于物联网操作系统中，将负责发送信息的第一系统接口和负责接收信息的第二系统接口均关联到同一个线程中，使得物联网设备和服务器设备进行一次通信的过程中，每端的物联网操作系统分别仅执行两次系统调用。具体地，本专利技术采用了多服务器的系统架构设计模型，即同步的客户端/服务器系统模型，可调用第一系统接口call和第二系统接口serve，通过第一系统接口call和第二系统接口serve，将发送的消息和接受的消息绑定到同一个线程对象，客户端第一系统接口call执行发送与接受操作，服务器系统调用第二系统接口s本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物联网操作系统的微内核优化方法，其特征在于，于物联网中设置有多个物联网设备和服务器设备，所述物联网操作系统被应用于各个所述物联网设备以及所述服务器设备中；/n所述微内核优化方法包括一系统接口的合并方法，具体包括：/n于所述物联网操作系统中，将负责发送信息的第一系统接口和负责接收信息的第二系统接口均关联到同一个线程中，使得所述物联网设备和所述服务器设备进行一次通信的过程中，每端的所述物联网操作系统分别仅执行两次系统调用。/n

【技术特征摘要】
1.一种物联网操作系统的微内核优化方法，其特征在于，于物联网中设置有多个物联网设备和服务器设备，所述物联网操作系统被应用于各个所述物联网设备以及所述服务器设备中；
所述微内核优化方法包括一系统接口的合并方法，具体包括：
于所述物联网操作系统中，将负责发送信息的第一系统接口和负责接收信息的第二系统接口均关联到同一个线程中，使得所述物联网设备和所述服务器设备进行一次通信的过程中，每端的所述物联网操作系统分别仅执行两次系统调用。


2.根据权利要求1中所述的一种物联网操作系统的微内核优化方法，其特征在于，还包括一线程就绪队列的延迟更新过程，具体包括：
步骤A1，所述物联网操作系统的系统调度器遍历系统并得到当前准备就绪的所有线程；
步骤A2，所述系统调度器将除去当前正在执行的其他已经就绪的线程全部加入到所述线程就绪队列中；
步骤A3，在所述系统调度器下次遍历所述线程就绪队列时，将未就绪的线程从所述线程就绪队列中删除。


3.根据权利要求1中所述的一种物联网操作系统的微内核优化方法，其特征在于，还包括指定线程调用的过程，具体包括：
在采用一第一类线程执行数据发送的任务完毕后，所述物联网操作系统的系统调度器直接指定下一个要被调度的线程为一第二类线程，所述第二类线程对应于所述第一类线程，并用于执行数据接收的任务。


4.根据权利要求1中所述的一种物联网操作系统的微内核优化方法，其特征在于，还包括一线程锁的释放过程，具体包括：
步骤B1，在具有线程锁的一第一线程运行的过程中，所述物联网操作系统接收到一第二线程的线程锁获取请求；
步骤B2，所述物联网操作系统判断所述第二线程是否符合一预设的线程锁抢占标准：
当所述第二线程符合所述线程锁抢占标准时，所述物联网操作系统将所述线程锁由所述第一线程转...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆政强，冯建，邢章威，
申请(专利权)人：普华基础软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31