一种基于电力鸿蒙操作系统的多APP实现方法、介质及终端与流程

本发明属于数据传输，尤其涉及一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法、介质及终端。

背景技术：

1、电力鸿蒙操作系统针对不同的应用场景分为五个版本，分别为phm、phs、phr、pee、pes，其中phm版本主要用于电力端侧设备上，而电力端侧设备的主要特点是对稳定性要求比较高，且存储资源受限，而随着电力鸿蒙的提出，其承载的业务功能也呈现出多变、边缘计算化的趋势，这要求phm版本应能支持业务多app化，且app能升级的功能。当前电力鸿蒙操作系统phm版本是liteos-m系列的内核，属于轻量级的rtos（实时操作系统），其并不支持业务多app化，若app运行过程异常，还有可能导致整个系统崩溃，这极大限制了phm版本在电力端侧设备的发展应用。公开号为cn117215671a的专利申请提供了一种基于mcu应用程序动态加载方法、设备及其介质，方法包括：构建app程序动态加载特性，生成app二进制文件；通过内核主机程序动态加载app二进制文件，执行app程序；app程序调用内核主机服务函数，完成app程序的动态加载。此专利申请同样无法实现多app化，存在与现有技术相同的弊端。

2、因此，如何提供一种可以实现多app化的方法，以提高系统运行的稳定性，是本技术领域人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，以解决现有技术中电力鸿蒙操作系统无法实现多app化，导致系统运行不稳定的问题；另外本发明还提供了一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现介质及终端。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、本发明提供了一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，包括以下步骤：

4、s10、app编译：采用位置无关的方式对app代码进行编译链接，使其可以在任意位置启动运行，并在头部定义启动信息；

5、s20、app安装：app安装到内部flash中，并通过片上执行文件系统xipfs对app进行管理；

6、s30、app启动：从xipfs文件系统中搜索app，解析app头部，并创建app的主线程，从内核ram中申请并创建用户态堆资源；

7、s40、app异常保活：对用户态和内核态进行分离，创建内核线程，并检测app的运行状态，app异常时拉起该内核线程。

8、进一步的，所述步骤s10中，app格式包括app头部和app载荷，所述app头部包括magic、name、data_size、heap_size、stack_size、stack_size_main和pri_main，所述app载荷为app实际内容。

9、进一步的，所述magic为魔幻数，用于快速判断镜像文件是否为app；所述name 为app的名字；所述data_size为app数据段大小；所述heap_size为app预留的堆空间大小；所述stack_size为app预留的栈空间大小；所述stack_size_main为app的主线程使用的大小，其空间从stack_size中分配；所述pri_main为app的主线程对应的线程优先级；所述data_size、heap_size、stack_size三者相加的结果为app使用的ram大小；所述app实际内容为实际运行的app代码。

10、进一步的，所述步骤s20中包括app第一次写入片上执行文件系统xipfs、app更新和app删除；其中app第一次写入片上执行文件系统xipfs的具体步骤如下：

11、s211、首先一片擦除块大小为4kb的内部flash上未写入数；

12、s212、当有一个app写入xipfs时，将app大小以擦除块大小向上取整，得到域空间大小zone_size，并且通过域管理块管理整个域空间，域管理块占据域空间的一部分；

13、s213、在域空间中申请一个app管理块，标识为write，app管理块写入app的实际数据，回填app管理块中的app长度信息；

14、s214、当新的app需要写入时，若域剩余空间满足该app的需求，则重复步骤s213；若域剩余空间不满足该app的需求，则重复步骤s212至s213。

15、进一步的，app更新的具体步骤如下：

16、s221、片上执行文件系统xipfs已安装app；

17、s222、当重复安装app时，若app已安装，则将app管理置位delete，并申请一个新的域，完成app的安装；

18、s223、再次重复安装app时，若app已安装，则将app管理置位delete，若还存在一个delete app的域，且大小满足需求，则直接格式化整个域，完成app的安装，即不再申请新的域。

19、进一步的，app删除的具体步骤如下：

20、s231、片上执行文件系统xipfs已安装app；

21、s232、只改对应app的标志为delete，不删除真实的数据。

22、进一步的，所述步骤s30的具体步骤如下：

23、s301、从xipfs文件系统中找到app；

24、s302、通过编译获取app头部信息，计算app的ram需求大小；

25、s303、创建app的主线程，并且为其从操作系统内核中申请ram_size大小的堆空间ram_zone作为数据段拷贝、内部线程的堆栈申请，定义主线程的入口函数为动态加载函数，将数据段内容从flash中拷贝到ram_zone，并对bss段进行清零处理，对绝对地址的引用进行重定位；

26、s304、在主线程函数中，从ram_zone申请一段内存空间，作为用户态的堆内存管理，使用tlsf作为内存管理算法；

27、s305、重载malloc和free函数的定义，使其从用户态堆内存中获取资源，从而将app与app之间、app与内核之间的堆内存空间进行隔离。

28、进一步的，所述步骤s40的具体步骤如下：

29、s401、初始化阶段，通过svc异常机制实现app对内核资源的访问控制；

30、s402、初始化阶段，通过mpu隔离app与app之间的代码段、数据段和堆栈空间；

31、s403、初始化阶段，创建内核线程，检测app的运行状态，如果app一定时间没有运行，则重新拉起该内核线程；

32、s404、运行阶段，当app运行过程中，非法访问其他app的地址空间，或者内核地址空间，则会触发自身的hardfault，在异常中断中，对app的系统进行日志打印，用于问题定位；

33、s405、运行阶段，内核线程检测到app停止运行，重新拉起该内核线程。

34、第二方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法。

35、第三方面，本发明还提供了一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上所述方法。

36、本发明提供的基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法、介质及终端与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

37、当前电力鸿蒙操作系统phm版本是liteos-m系列的内核，属于轻量级的rtos（实时操作系统），其并不支持业务多app化，若app运行过程异常，还有可能导致整个系统崩溃，这极大限制了phm版本在电力端侧设备的发展应用。本发明流程简单、操作便捷，在电力鸿蒙操作系统的phm版本上首次提出了业务多app的功能，为电力鸿蒙的深化应用提供了技术基础；设计了xipfs文件系统和动态加载功能，对app的安装和启动进行优化，极大降低了多app化对flash和ram资源的占用比例；通过svc异常机制实现了内核态与用户态分离、用户态堆内存管理以及多app之间切换时的mpu切换保护，提高了app运行的可靠性，其自身异常不会导致其他app和操作系统内核异常，并且app异常之后能被重新拉起救活。本发明从app的编译、app安装、app启动加载、app异常保活四个方面对多app化进行了全方位的设计，覆盖了app的整个生命周期，并且通过xipfs文件系统提升了flash资源的使用率，通过app异常保活提升了app运行的可靠性。

技术特征：

1.一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，所述步骤s10中，app格式包括app头部和app载荷，所述app头部包括magic、name、data_size、heap_size、stack_size、stack_size_main和pri_main，所述app载荷为app实际内容。

3.根据权利要求2所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，所述magic为魔幻数，用于快速判断镜像文件是否为app；所述name 为app的名字；所述data_size为app数据段大小；所述heap_size为app预留的堆空间大小；所述stack_size为app预留的栈空间大小；所述stack_size_main为app的主线程使用的大小，其空间从stack_size中分配；所述pri_main为app的主线程对应的线程优先级；所述data_size、heap_size、stack_size三者相加的结果为app使用的ram大小；所述app实际内容为实际运行的app代码。

4.根据权利要求1所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，所述步骤s20中包括app第一次写入片上执行文件系统xipfs、app更新和app删除；其中app第一次写入片上执行文件系统xipfs的具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，app更新的具体步骤如下：

6.根据权利要求5所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，app删除的具体步骤如下：

7.根据权利要求1所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，所述步骤s30的具体步骤如下：

8.根据权利要求1所述的一种基于电力鸿蒙操作系统的多app实现方法，其特征在于，所述步骤s40的具体步骤如下：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述方法。

10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

技术总结
本发明适用于数据传输技术领域，涉及一种基于电力鸿蒙操作系统的多APP实现方法、介质及终端，包括：APP编译：采用位置无关的方式对APP代码进行编译链接，使其可以在任意位置启动运行，并在头部定义启动信息；APP安装：APP安装到内部Flash中，并通过片上执行文件系统XIPFS对APP进行管理；APP启动：从XIPFS文件系统中搜索APP，解析APP头部，并创建APP的主线程，从内核ram中申请并创建用户态堆资源；APP异常保活：对用户态和内核态进行分离，创建内核线程，并检测APP的运行状态，APP异常时拉起该内核线程。本发明流程简单、操作便捷，可以实现多APP化，大大提高了系统运行的稳定性。

技术研发人员：危炎广,胡忠勇,邹杨,徐虎,王建忠,肖安
受保护的技术使用者：威胜集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5