[發明專利]一種面向混核操作系統的串口虛擬化優化方法

有效

• 申請號: 202010485233.0
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111638944B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 楊國青;程書意;李紅;徐貴洲;焦進星;弓羽箭
• 申請（專利權）人: 浙江大學;北京翼輝信息技術有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/4401
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種面向混核操作系統的串口虛擬化優化方法，其特征在于：針對串口虛擬化的設備配置空間，在該設備配置空間中添加一個長度為8bit的標志位，使得當前串口虛擬化的前端驅動程序可通過該標志位判斷后端驅動程序是否將串口虛擬化的設備配置空間中數據字段的數據取出；若該標志位為0，表示設備配置空間的數據字段為空，則客戶機實時操作系統可向設備配置空間的數據字段寫入數據；若該標志位1，表示設備配置空間的數據字段不為空，則客戶機可調度優先級更高的任務，而不必一直等待非實時操作系統從設備配置空間的數據字段取出數據；

所述串口虛擬化優化方法的具體執行過程如下：

(1)在串口虛擬化的設備配置空間中添加一個8bit長度的可寫標志位；

(2)客戶機實時操作系統判斷可寫標志位是否為0，若該可寫標志位為0，則進入步驟(3)；若該可寫標志位為1，則進入步驟(6)；

(3)客戶機實時操作系統向設備配置空間的數據字段寫入數據；

(4)由hypervisor將可寫標志位置為1，并立即恢復客戶機實時操作系統的運行，最后通知非實時操作系統從設備配置空間的數據字段取數據；

(5)客戶機非實時操作系統從設備配置空間的數據字段讀取數據，并將可寫標志位置為0；

(6)本次調用結束；

所述步驟(1)中hypervisor通過初始化，將串口虛擬化的設備配置空間中的標志位置為可寫，并將內存空間分別映射到實時操作系統和非實時操作系統；當內存空間映射到實時操作系統，hypervisor將其內存頁面屬性置為只讀，若實時操作系統對該頁面進行寫操作的時候會觸發異常；當內存空間映射到非實時操作系統，hypervisor將其內存頁面屬性置為只讀，非實時操作系統讀取完設備配置空間中的數據字段，并修改設備配置空間中的標志位將其置為可寫時，則會觸發異常；

當在實時操作系統創建一個專用于打印輸出的任務時，該打印輸出任務的優先級應高于系統的空閑任務，但低于其他系統實時性任務；首先在實時操作系統分配一段內存空間，所有任務的打印輸出信息先存放在該內存空間，并由前端驅動程序從該內存空間讀取數據；然后實時操作系統調度到該打印任務時，該任務先判斷設備配置空間的可寫標志位，如果該標志位為可寫的話，則從內存空間取出數據并寫入設備配置空間中的數據字段，且該操作會觸發異常；hypervisor捕獲該異常，將可寫標志位置為不可寫，并立即恢復實時操作系統的正常運行，最后hypervisor向非實時操作系統發送中斷；非實時操作系統接收到該中斷，通知后端驅動程序處理該事件，后端驅動程序從設備配置空間中的數據字段讀取相應數據，并將可寫標志位置為可寫。

2.根據權利要求1所述的串口虛擬化優化方法，其特征在于：該串口虛擬化優化方法面向的混核操作系統即指非實時操作系統和實時操作系統采用虛擬化的方式進行了混核。