Адаптивная доменная среда для операционных систем
| Оригинальный автор(ы) | Карим Ягмур, Филипп Жерум |
|---|---|
| Первоначальный выпуск | 3 июня 2002 г |
| Операционная система | Линукс |
| Платформа | ИА-32 |
| Доступно в | Английский |
| Тип | наноядра аппаратной абстракции Уровень ( HAL ), гипервизор |
| Лицензия | лицензия GPL |
| Веб-сайт | www |
Adeos ( Адаптивная доменная среда для операционных систем ) — это наноядерный уровень аппаратной абстракции ( HAL ) или гипервизор , который работает между компьютерным оборудованием и операционной системой (ОС), которая на нем работает. [1] [2] Оно отличается от других наноядер тем, что представляет собой не только низкоуровневый слой внешнего ядра. Вместо этого предполагается совместная работа нескольких ядер, что делает его похожим на технологии полной виртуализации . Это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, выпущенное под лицензией GNU General Public License (GPL).
Adeos предоставляет гибкую среду для совместного использования аппаратных ресурсов между несколькими операционными системами или несколькими экземплярами одной ОС, тем самым позволяя одновременно существовать нескольким приоритетным доменам на одном и том же оборудовании.
Adeos был успешно внедрен в ядро Linux , открывая ряд возможностей, таких как кластеризация симметричной многопроцессорной обработки (SMP), более эффективная виртуализация, отладка ядра без исправлений и системы вычислений в реальном времени (RT) для Linux .
Что необычно для HAL, Adeos можно загрузить как загружаемый модуль ядра Linux , чтобы позволить другой ОС работать вместе с ним. Adeos был разработан в контексте интерфейса приложений реального времени ( RTAI ) для его модульной структуры и отделения HAL от ядра реального времени.
Предыдущая работа [ править ]
Существуют две категории методов, позволяющих запускать несколько операционных систем в одной системе. Первый основан на моделировании и предоставляет виртуальную среду для запуска дополнительных операционных систем. Второй предполагает использование слоя наноядра для обеспечения совместного использования оборудования. [1]
В категории моделирования есть такие инструменты, как Xen , VMware , Virtual PC и SimOS . Существует также виртуальная машина на основе ядра (KVM), которая больше похожа на Adeos. [ нужна ссылка ] , но не является RT и требует специальной аппаратной поддержки виртуализации. Эти методы используются для пользователей, которые хотят запускать приложения, чужие для их базовой ОС. Они не предоставляют пользователю контроля над базовой ОС. Моделирование никогда не предназначалось для использования в производственной среде. В категории наноядра есть такие инструменты, как SPACE, ядро кэша и Exokernel . Все это предполагает создание миниатюрных средств управления аппаратным обеспечением, которые впоследствии можно будет использовать для создания производственных операционных систем. [ нужна ссылка ] . Проблема этого подхода в том, что он не затрагивает проблему существующих операционных систем и их пользовательской базы. [1]
Adeos удовлетворяет требования обеих категорий приложений, предоставляя простой уровень, который вставляется под немодифицированную работающую ОС, а затем предоставляет необходимые примитивы и механизмы, позволяющие нескольким ОС использовать одну и ту же аппаратную среду. Adeos не пытается налагать какие-либо ограничения на использование оборудования различными операционными системами, превышающие необходимые для собственной работы Adeos. Вместо этого такое ограничение должно быть наложено системным администратором или системным программистом. Это подвергает систему неэффективному управлению, но идея Adeos состоит в том, чтобы вернуть контроль системным администраторам и программистам. [1]
Архитектура [ править ]
Adeos очередь сигналов . реализует Каждый раз, когда периферийное устройство отправляет сигнал, различные операционные системы, работающие на машине, по очереди пробуждаются и должны решить, будут ли они принимать (обрабатывать), игнорировать, отбрасывать или прекращать сигнал. Сигналы, не обработанные (или отброшенные) ОС, передаются следующей ОС в цепочке. Завершенные сигналы не передаются на последующие этапы. [1]
Поскольку Adeos должен обеспечивать равный и доверенный доступ к оборудованию, он берет на себя контроль над некоторыми аппаратными командами, выдаваемыми различными операционными системами; но это также не должно слишком сильно влиять на нормальное поведение различных ОС. Каждая ОС включена в домен, над которым она имеет полный контроль. Этот домен может включать в себя частное адресное пространство и абстракции программного обеспечения, такие как процессы, виртуальная память, файловые системы и т. д. Adeos не пытается навязывать какую-либо политику использования оборудования, за исключением случаев, когда это необходимо для его работы. Задача определения политики остается за системным архитектором. [1]
Канал прерываний Adeos [ править ]
Adeos использует прерываний канал для распространения прерываний по различным доменам, работающим на оборудовании. Поскольку некоторые домены могут предпочитать первыми получать аппаратные прерывания, Adeos предоставляет доменам механизм доступа к приоритетной диспетчеризации прерываний. По сути, Adeos помещает обработчик прерываний запрашивающего домена и сопутствующие таблицы, которые в терминологии SPACE можно назвать механизмом прерываний, на первых этапах конвейера прерываний. Домены могут контролировать, принимают ли они, игнорируют, отбрасывают или завершают прерывания. Каждый из них имеет разный эффект и контролируется по-разному. [1]
Принятие прерываний — это нормальное состояние механизма прерываний домена. Когда Adeos обнаруживает домен, который принимает прерывания, он вызывает свой обработчик прерываний после установки необходимой среды ЦП и содержимого стека для правильной работы обработчика прерываний. Затем ОС может решить выполнить любое количество операций, включая планирование задач. После завершения работы ОС конвейер продолжает работать по плану, распространяя прерывания по конвейеру. [1]
Когда ОС в домене по какой-либо причине не хочет прерываться, она просит Adeos остановить этап, который занимает ее домен в конвейере прерываний. При этом прерывания не продвигаются дальше по конвейеру и останавливаются на этапе, занимаемом доменом. Когда ОС перестает требовать непрерывности, она просит Adeos установить конвейер, и после этого все прерывания, которые были остановлены на соответствующем этапе, следуют по своему маршруту к другим этапам конвейера. [1]
Когда домен отбрасывает прерывания, прерывание проходит через этап, занимаемый доменом, и переходит на другие этапы. Когда домен завершает прерывания, прерывания, которые он завершает, не передаются на последующие этапы. Отбрасывание и прекращение прерываний возможно только в том случае, если ОС в домене распознает Adeos.
Поскольку некоторые операционные системы не распознают Adeos, можно создать домен, который будет служить только обработчиком для этой ОС. Следовательно, в конвейере прерываний этот этап всегда предшествует этапу обрабатываемого домена и может выполнять действия для этого домена с помощью Adeos, чтобы обеспечить ОС управляемого домена иллюзию нормальной работы системы.
Как только Adeos завершает обход конвейера, он проверяет, все ли домены находятся в режиме ожидания. В этом случае он вызывает свою задачу ожидания. Эта задача остается активной до появления следующего прерывания. Если не все домены бездействуют, процессор восстанавливается в состояние, в котором он находился до входа прерывания в конвейер, и выполнение продолжается с того места, где оно было остановлено. Поскольку Adeos во многом зависит от оборудования, многие детали специфичны для одной из его конкретных реализаций. [1] [3]
Применимость [ править ]
Совместное использование ресурсов операционной системы общего назначения [ править ]
Совместное использование ресурсов операционной системы общего назначения — одна из основных целей Adeos — создание среды, позволяющей нескольким операционным системам общего назначения использовать одно и то же оборудование. [1]
Разработка операционной системы [ править ]
Разработка операционных систем обычно представляет собой сложный процесс, который иногда требует дополнительного оборудования, такого как внутрисхемные эмуляторы, для проверки оборудования, на котором работает операционная система. Используя Adeos, разработка ОС упрощается, поскольку любое нежелательное поведение может контролироваться соответствующим обработчиком домена. Он также может предоставить обработчик домена по умолчанию для разработки ОС, при котором разработчики могут контролировать прямой доступ к оборудованию, которым они должны управлять. Поскольку Adeos сам по себе является модулем ядра, такие обработчики предметной области разработки могут разрабатываться независимо от Adeos. [1]
Отладчики и пробники ядра без патчей [ править ]
Adeos предоставляет отладчикам и исследователям ядра возможность получить контроль над Linux без внесения изменений в Linux. Как и в случае с другими доменами Adeos, эти средства будут загружаться как обычные модули ядра и после этого запрашивать у Adeos домен с нулевым кольцом. Как только это будет сделано, они могут запросить приоритетную диспетчеризацию прерываний в конвейере прерываний. Следовательно, прежде чем Linux сможет обработать какие-либо прерывания, он сможет перехватить эти прерывания и выполнить запрошенные задачи отладки. Это также можно распространить на профилировщики производительности и другие подобные инструменты разработки. [1]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м «Адаптивная доменная среда для операционных систем» (PDF) . Адаптивная доменная среда для операционных систем . Оперсис . Проверено 27 апреля 2012 г.
- ^ «Добро пожаловать в Адеос» . Проект Адеос . Проект Ксеномай. Архивировано из оригинала 6 марта 2004 г. Проверено 29 сентября 2020 г.
- ^ Питер, Джон. «Гостевая почтовая площадка» . Проверено 29 ноября 2021 г.
