一种应用于采集终端操作系统的进程调度系统的制作方法

本发明涉及智能量测，具体涉及一种应用于采集终端操作系统的进程调度系统。

背景技术：

1、随着新能源、分布式电源、新型储能以及电动汽车等众多新兴业务的广泛接入，电力系统的运行模式与业务需求发生了深刻变革。在此背景下，采集终端作为关键节点，其功能拓展与业务承载能力亟待提升，以支撑日益丰富的新兴业务应用。然而，这一过程对采集终端操作系统的性能提出了更高的要求，传统的操作系统进程调度方法，在应对如此复杂且高要求的场景时，暴露出诸多核心资源冲突问题，难以满足当前电力系统智能化、高效化发展的需求。一是线程管理机制粗放，系统线程与用户线程未作有效隔离，导致线程对象分配冲突频发。当高优先级系统线程与用户线程并发访问内核对象容器时，易引发线程控制块错位，造成进程异常终止；二是系统资源保护机制薄弱，应用程序可直接访问文件、io等关键系统资源，易导致进程无法正常执行，系统陷入死锁状态；三是进程资源回收机制不完善，进程退出时仅回收了内存资源，文件描述符表与内核对象未按进程动态管理，存在资源泄露风险，影响系统长期稳定运行的可靠性；四是传统时间片轮转调度采用静态分配策略，缺乏动态调整能力，同优先级线程切换时产生额外性能损耗。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于采集终端操作系统的进程调度系统，包括：

2、程序拆解模块，用于将采集终端操作系统的任务拆解为多个子任务；

3、线程划分模块，用于将采集终端操作系统的线程划分为系统线程和用户线程；

4、程序权限限制模块，用于通过用户态与内核态两种不同特权模式对采集终端操作系统的资源的访问进行限制；

5、中断处理模块，用于采用统一的中断号处理系统调用；

6、进程调度模块，用于对进程的全生命周期进行管理；

7、进程创建与运行模块，用于根据进行需求分配相应的资源以保证其正常执行；当进行终止时，回收分配的相应资源。

8、进一步的， 线程划分模块，用于将采集终端操作系统的线程划分为系统线程和用户线程，包括：

9、系统线程由内核创建，用户线程由应用程序创建；

10、系统线程和用户线程在创建过程中，从内核对象容器中分配相应的线程对象；

11、系统线程和用户线程被删除时，从所述对象容器中删除相应的线程对象。

12、进一步的， 还包括：线程栈；

13、线程栈用于为线程提供独立的存储区域，当进行线程切换操作时，将当前线程的上下文信息保存至线程栈中；

14、当线程恢复运行时，从线程栈中读取保存的上下文信息，完成线程状态的恢复；

15、线程栈还用于存储函数局部变量。

16、进一步的，程序权限限制模块，用于通过用户态与内核态两种不同特权模式对采集终端操作系统的资源的访问进行限制，包括：

17、用户态程序访问受保护资源时，由内核态代码间接操作；

18、内核态程序运时时，用户态程序若要运行内核态代码，则由中断从用户态切换至内核态。

19、进一步的，中断处理模块，用于采用统一的中断号处理系统调用，包括：

20、每个系统调用对应特定的系统调用号；

21、系统调用号在执行软中断指令前存入固定寄存器，根据固定寄存器对应的中断代码，获取对应的系统调用号；

22、根据所述系统调用号调用相应函数完成系统调用。

23、进一步的，根据所述系统调用号调用相应函数完成系统调用，包括：

24、用户程序在代码中调用系统调用时，将系统调用号放入寄存器，通过svc指令执行函数system_call，函数system_call用于验证系统调用号的有效性，查找对应的系统调用函数并执行，完成后从中断处理程序返回；

25、在执行svc指令对应的中断处理程序system_call之前，cpu进行堆栈切换，将程序当前的栈指针从用户栈切换到内核栈；当中断处理完成返回时，程序的当前栈指针从内核栈切换回用户栈。

26、在svc指令切换到内核栈后，程序进入中断服务程序；中断服务程序检查寄存器中系统调用号的有效性，根据系统调用号从系统调用表中找到对应的系统调用函数并调用；调用完成后，从中断服务程序返回，恢复用户态的执行环境。

27、进一步的，进程创建与运行模块，用于根据进行需求分配相应的资源以保证其正常执行，包括：

28、读取并分析应用程序文件的代码段和数据段，根据所述代码段和数据段的分布信息分配内存并建立相应的用户空间堆；

29、设置进行的标准文件描述符，其中0为标准输入、1为标准输出、2为标准错误；

30、每个标准文件描述符对应一个打开的文件，以所述标准文件描述符为索引，在进程的文件描述符表中得到对应的指针；

31、进程运行过程中执行创建线程、访问设备、申请申请号的操作，操作的对象在内核中对应一个内核数据，通过对象机制按照数据类型分别进行管理。

32、本发明提供的一种应用于采集终端操作系统的进程调度系统，针对电力系统智能化发展背景下采集终端面临的高并发、强实时及资源受限等核心挑战，着重构建“资源隔离-安全防护-动态调度-全周期管理”四位一体的技术体系，实现了操作系统进程调度机制的多维度优化。

1.一种应用于采集终端操作系统的进程调度系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 线程划分模块，用于将采集终端操作系统的线程划分为系统线程和用户线程，包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 还包括：线程栈；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，程序权限限制模块，用于通过用户态与内核态两种不同特权模式对采集终端操作系统的资源的访问进行限制，包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，中断处理模块，用于采用统一的中断号处理系统调用，包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，根据所述系统调用号调用相应函数完成系统调用，包括：

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进程创建与运行模块，用于根据进行需求分配相应的资源以保证其正常执行，包括：