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在深入研究了Linux操作系统驱动模型的基础上,设计和实现了一种全新的用户态驱动框架U2MDF(Unified User-Mode Driver Framework)。U2MDF的核心思想是将传统的设备驱动分成内核态驱动模块和用户态驱动模块两部分,内核态驱动模块包含与性能密切相关的热点代码,如中断处理函数等;用户态驱动部分包含与性能无关的冷点代码,如设备的初始化等。以RTL8139网络设备为例,实现了U2MDF的原型系统,实验结果证明,U2MDF在满足实际应用对性能要求的前提下,有效地减少了运行在内核态的驱动代码,基本上实现了驱动和内核的隔离,最终达到了提高操作系统整体可靠性的目的。 相似文献
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近年来设备驱动程序可靠性技术已成为操作系统领域的研究热点。本文首先分析了驱动程序可靠性研究现状,介绍了虚拟机监控器技术;然后结合虚拟机技术,提出了一个新的驱动加固框架VHarden,重点研究了驱动域之间的数据传输和隔离保护机制,并基于开源的Xen虚拟机监控器和Linux操作系统,设计和实现了该原型系统;最后采用基于软件的故障注入工具对该原型系统进行了评测。测试结果表明,VHarden驱动加固结构可有效提高Linux操作系统的可用性。 相似文献
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为了减少驱动程序中存在的缺陷对系统运行造成的严重影响,研究并实现了一种在操作系统内核的基本部分与设备驱动程序之间增加“驱动隔离层”的内核驱动隔离机制,同时提供驱动程序发生故障后的检测及恢复机制.这种将驱动程序隔离运行的机制明显区别于传统的操作系统,能够对系统内核区域进行严格的访问控制保护,避免了由于驱动程序存在缺陷所导致的系统失效.实验结果表明,该内核驱动隔离系统有效地提高了系统的可用性,同时对用户和应用程序透明,具有良好的兼容性. 相似文献
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虚拟磁盘技术是数据存储虚拟化技术的一个重要组成部分。当前,开发新型虚拟磁盘驱动需要涉及到较多的操作系统内核编程,这对开发人员提出了较高的要求。研究了一种通用的虚拟磁盘服务软件的实现框架,此框架可对操作系统内核提供标准块设备接口,对用户态服务进程提供一组标准服务接口用于实现服务的注册和请求/应答的传递,从而实现了操作系统内核模块的通用性。最后,基于Linux的NBD驱动实现的原型系统验证了工作的实用性。 相似文献
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论述了RTEMS操作系统的内核结构,分析和介绍了在RTEMS操作系统下设备驱动开发的基本方法. 相似文献
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越来越多和宏内核操作系统中使用的设备驱动程序相关的漏洞被发现,这些漏洞严重危害操作系统的安全性和可靠性.现有的解决方案无法既能为操作系统内核提供强有力的保护又能达到与原生系统相近的性能.在本文中,我们提出了一个称为DBox的驱动程序隔离框架解决方案同时考虑系统的安全性和性能.DBox为设备驱动程序提供了一个基于虚拟化的安全容器,使得驱动程序和主机系统有效隔离,并通过通用I/O交互接口实现对多种设备驱动的支持.我们通过对EPT页表和IOMMU地址翻译表的修改,创建了一块基于连续物理内存的共享内存,实现了硬件设备、驱动程序和主机系统内核之间的高性能通信基础.我们通过多核并行化、高效消息传递、零拷贝和批量数据传输等机制深度优化了I/O性能,在大多数情况下DBox中的驱动程序都可以达到与原始内核相同的性能.在DBox中添加新驱动程序支持无需修改驱动程序代码,使得DBox方案在现实环境中易于采用.我们在DBox中实现了四个常见驱动程序类别(NIC,块设备,UART和输入设备),经过实验表明,TCP/UDP吞吐量、往返时延、块设备吞吐量、串口吞吐量、串口往返时延及键盘响应时间的性能下降均在5%以下. 相似文献
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设备驱动程序相对操作系统内核更容易产生错误,也是引发内核故障的主要原因.本文通过分析Linux操作系统的结构特点提出了一种实现对设备驱动程序中的错误进行隔离,使其不影响操作系统内核正常工作的方法.并讨论了其中内存保护,信息交互控制等功能的实现方式. 相似文献
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随着信息社会进入物联网时代,所有设备都需要通过开发应用程序以及驱动让计算机系统识别并使用,从而促进基于操作系统的底层驱动程序的开发工作。介绍Ubuntu16.04系统内核下开发底层设备驱动程序的过程,以Ubuntu系统内核为基础构建源码树、驱动模块编译、加载和卸载。分析Ubuntu系统下字符型设备驱动程序的设计方式,最后通过Ubuntu系统验证字符型设备驱动程序成功运行。 相似文献
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ZUO Wen-tao PENG Ping 《广东电脑与电讯》2020,1(1-2):34-36
As the information society enters the Internet of things era, all devices need to develop applications and drivers for comput-
er systems to identify and use. This paper introduces the process of developing the underlying device driver under the Ubuntu 16.04
system kernel. Based on the Ubuntu system kernel, source tree construction, the driver module compiling, loading and unloading are
completed. It analyzes the design method of character device driver in Ubuntu system. Finally, the character device driver designing
is successful verified through Ubuntu system. 相似文献
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论文首先从内核性能和安全性的角度分析驱动程序对微内核与单体内核的影响;然后讨论硬件抽象层对驱动抽象能力的影响以及与移植性及内核大小的关系;分析传统UNIX系列与Windows NT操作系统内核结构以及驱动模型优缺点;最后介绍一个构件化驱动模型的特点。该模型基于构件装配运行平台技术,运行在和欣2.0操作系统平台上。驱动模型底层是一个合适的硬件抽象层,方便移植,用户态程序可以灵活地调用驱动程序。 相似文献
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ARM9和Linux的DS18B20驱动程序研究 总被引:1,自引:0,他引:1
廖建尚 《单片机与嵌入式系统应用》2013,13(4):53-56
本文介绍了Linux设备驱动程序的类型和文件操作接口函数,以及驱动程序的基本开发过程。以ARM9为平台,基于Linux2.6.30开发DS18B20的驱动程序,以模块的形式加载到内核,最后通过应用层调用驱动程序,获得温度数据。 相似文献