一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法与流程

本发明涉及计算机技术领域，尤具体地说是一种实用性强、基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法。

背景技术：

随着龙芯cpu的成熟和国产替代计划的推进，龙芯越来越广泛的应用在国产通信设备和国防信息装备中，本发明是一种针对龙芯硬件平台的linux嵌入式系统设计方法，可有效的提高系统的稳定性和可靠性。

linux是一种非常流行的开源操作系统，拥有丰富的开源软件，是龙芯cpu的配套操作系统。由于linux操作系统和软件的开源特性，可以以较低的成本，在较短的时间内通过集成开源软件搭建起一套功能丰富嵌入式系统。

嵌入式系统通常需要长时间不间断运行，特别是在通信和国防信息设备上，对嵌入式系统的可靠性提出了极高的要求。

由linux开源软件集成起来的嵌入式系统，虽然具有成本优势，但其安全性和可靠性通常得不到保障。

基于此，本发明提出了一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，来保护linux嵌入式系统的关键进程不被恶意关闭或意外中断，从而提高系统的可靠性和可用性。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法。

一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，其实现过程为：

基于配置有龙芯的硬件平台，该平台上安装有linux嵌入式系统、配置有看门狗资源，即在linux嵌入式系统中增加看门狗驱动，在系统启动时加载，使能看门狗功能；

设计一个保护进程模块，该保护进程模块在系统启动后运行，定期喂狗，若保护进程被恶意关闭，则看门狗自动将设备重启。

所述保护进程模块用于保护进程的安全，该保护进程模块在嵌入式系统中第一个启动，对外提供注册接口；嵌入式系统中包括业务进程、服务代理进程的其它进程调用其注册接口时，将包括本进程名称、进程号、程序运行启动路径的参数信息传递给保护进程模块；保护进程定期向各个被保护的进程发送信号以监控各个进程的运行状态，若信号无响应，说明被保护进程卡死或者意外中断，保护进程立即结束原有进程，并重启启动被保护进程进行恢复。

在保护进程模块中，配置一线程负责定时喂狗，即喂狗线程；配置另一线程负责监控被保护进程，即监控线程；该保护进程模块提供接口，其它进程调用此接口注册成为被保护进程；监控线程定时向被保护进程发送信号，若信号无响应，监控线程重启被保护进程。

基于监控线程和喂狗线程，进程的保护过程具体为：

在系统启动时，首先启动看门狗，然后启动保护进程模块；

保护进程模块中的喂狗线程和监控线程启动，同时启动被保护的进程；

喂狗线程通过定时器定时喂狗，若无定时喂狗发生时，重启系统；

监控线程向被保护进程发送信号，若无响应信号时，重启被保护线程。

本发明的一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，具有以下优点：

本发明的一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，充分利用龙芯硬件平台提供的看门狗资源，通过实时监控和快速恢复的方法，保护linux嵌入式系统的关键进程不被恶意关闭或意外中断；避免的人工手动维护进程，提高了嵌入式系统的可维护性；降低了关键业务进程退出带来的系统当机的发生概率，提高了系统的可用性；控制了引入开源软件可靠性差的影响，提高了嵌入式系统整体的可靠性；两级保护，快速恢复，提高了嵌入式系统的健壮性，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

附图说明

附图1为本发明的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1所示，一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，近年来，围绕发展自主可控、安全可信的国产软硬件，国内一些企业进行了积极的探索，涌现了一批以龙芯为代表的自主cpu芯片。本专利针对龙芯硬件平台配套的linux操作系统，linux操作系统是开源软件且十分普及，使用linux作为核心开发嵌入式系统具有简单易学，灵活扩展，开发成本低等优点。嵌入式系统，通常需要长时间不间断运行，具有较高的可靠性要求。本专利利用龙芯硬件平台的看门狗资源，通过实时监控和快速恢复技术，保障linux嵌入式系统关键进程的安全，防止恶意攻击和意外中断，提高系统的可靠性。

本发明利用龙芯硬件平台的看门狗资源，应用实时监控和快速恢复的设计方法，严密保护linux嵌入式系统关键进程的安全，提高系统的可靠性。

本发明具有以下特点：

实现龙芯看门狗的linux驱动，在驱动中使能看门狗，并将定时器初始化。将驱动编译进linux内核中。

实现保护进程，保护进程中其中一线程负责定时喂狗，另一线程负责监控被保护进程，保护进程提供接口，其它进程调用此接口注册成为被保护进程。监控线程定时向被保护进程发送信号，若信号无响应，监控线程重启被保护进程。

将保护进程的程序加入linux嵌入式系统的启动脚本，首先启动。

本发明的实现过程为：

基于配置有龙芯的硬件平台，该平台上安装有linux嵌入式系统、配置有看门狗资源，即在linux嵌入式系统中增加看门狗驱动，在系统启动时加载，使能看门狗功能；

设计一个保护进程模块，该保护进程模块在系统启动后运行，定期喂狗，若保护进程被恶意关闭，则看门狗自动将设备重启。

所述保护进程模块用于保护进程的安全，该保护进程模块在嵌入式系统中第一个启动，对外提供注册接口；嵌入式系统中包括业务进程、服务代理进程的其它进程调用其注册接口时，将包括本进程名称、进程号、程序运行启动路径的参数信息传递给保护进程模块；保护进程定期向各个被保护的进程发送信号以监控各个进程的运行状态，若信号无响应，说明被保护进程卡死或者意外中断，保护进程立即结束原有进程，并重启启动被保护进程进行恢复。

在保护进程模块中，配置一线程负责定时喂狗，即喂狗线程；配置另一线程负责监控被保护进程，即监控线程；该保护进程模块提供接口，其它进程调用此接口注册成为被保护进程；监控线程定时向被保护进程发送信号，若信号无响应，监控线程重启被保护进程。

基于监控线程和喂狗线程，进程的保护过程具体为：

在系统启动时，首先启动看门狗，然后启动保护进程模块；

保护进程模块中的喂狗线程和监控线程启动，同时启动被保护的进程；

喂狗线程通过定时器定时喂狗，若无定时喂狗发生时，重启系统；

监控线程向被保护进程发送信号，若无响应信号时，重启被保护线程。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法，其实现过程为：基于配置有龙芯的硬件平台，该平台上安装有linux嵌入式系统、配置有看门狗资源，即在linux嵌入式系统中增加看门狗驱动，在系统启动时加载，使能看门狗功能；设计一个保护进程模块，该保护进程模块在系统启动后运行，定期喂狗，若保护进程被恶意关闭，则看门狗自动将设备重启。该一种基于龙芯硬件平台的linux嵌入式系统实现方法与现有技术相比，降低了关键业务进程退出带来的系统当机的发生概率，提高了系统的可用性；控制了引入开源软件可靠性差的影响，提高了嵌入式系统整体的可靠性；两级保护，快速恢复，提高了嵌入式系统的健壮性，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

技术研发人员：赵瑞东;李若寒;曹刚;张小亮
受保护的技术使用者：山东超越数控电子有限公司
技术研发日：2017.06.08
技术公布日：2017.10.10