CN111400087A - 一种操作系统的控制方法、终端以及存储介质 - Google Patents

一种操作系统的控制方法、终端以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种操作系统的控制方法、终端及存储介质，所述方法包括：获取第一预设任务连续未被执行的时间；当所述时间达到第一阈值时，记录第一故障信息；当所述时间达到第二阈值时，对CPU进行复位；其中，所述第一预设任务的优先级为操作系统中的最低优先级，所述第一阈值小于所述第二阈值。本发明通过设置最低优先级的任务，检测最低优先级的任务连续未被执行的时间，当所述时间达到预设阈值时记录故障信息并对CPU进行复位，实现了在有任务长期占用CPU资源时及时将系统恢复至正常状态，避免系统长期处于异常状态，同时记录的故障信息也为定位故障原因提供依据。

Description

一种操作系统的控制方法、终端以及存储介质
技术领域
本发明涉及操作系统技术领域，特别涉及一种操作系统的控制方法、终端以及存储介质。
背景技术
vxWorks是一种流行的嵌入式实时操作系统，它以高确定性、低延迟性、多任务同步等特性在工业控制系统、通信、军工、汽车、医疗、轨道交通等领域得到广泛应用。由于vxWorks是基于优先级抢占式调度，大型软件设计复杂，如果应用软件设计得不合理，在运行过程中，可能会出现某一个任务长期占用CPU资源的情况。如果不能及时将系统恢复至正常状态，设备的功能就会长期受到影响。
因此，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种操作系统的控制方法、终端及存储介质，旨在解决现有技术中vxWorks操作系统中不能在任务长期占用CPU资源时将系统及时恢复至正常状态的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的第一方面，提供了一种操作系统的控制方法，其中，所述操作系统为vxWorks操作系统，所述方法包括：
获取第一预设任务连续未被执行的时间；
当所述时间达到第一阈值时，记录第一故障信息；
当所述时间达到第二阈值时，对CPU进行复位；
其中，所述第一预设任务的优先级为所述操作系统中的最低优先级，所述第一阈值小于所述第二阈值。
所述的方法，其中，所述获取第一预设任务连续未被执行的时间包括：
通过第二预设任务获取所述第一预设任务连续未被执行的时间；
其中，所述第二预设任务的优先级为所述操作系统中的最高优先级。
所述的方法，其中，所述记录第一故障信息包括：
通过第三预设任务收集所述第一故障信息并存储；
其中，所述第三预设任务的优先级低于所述第二预设任务的优先级且高于系统中其它用户自定义的任务的优先级。
所述的方法，其中，所述第三预设任务是由所述第二预设任务新建的。
所述的方法，其中，所述第一阈值为8分钟，所述第二阈值为10分钟。
所述的方法，其中，所述方法还包括：
当所述时间达到所述第二阈值前检测到所述第一预设任务被执行时，对所述时间进行清零并继续执行所述获取第一预设任务连续未被执行的时间的步骤。
所述的方法，其中，所述方法还包括：
通过所述第一预设任务检测所述操作系统中是否有任务处于休眠状态；
当检测到有任务处于休眠状态时，记录处于休眠状态的任务的第二故障信息，并对CPU进行复位。
所述的方法，其中，所述记录处于休眠状态的任务的第二故障信息包括：
通过所述第一预设任务记录所述第二故障信息。
本发明的第二方面，提供了一种终端，其中，所述终端包括：处理器、与处理器通信连接的存储介质，所述存储介质适于存储多条指令，所述处理器适于调用所述存储介质中的指令，以执行实现上述任一项所述的一种操作系统的控制方法的步骤。
本发明的第三方面，提供了一种存储介质，其中，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一项所述的一种操作系统的控制方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种操作系统的控制方法、终端及存储介质，所述方法通过设置最低优先级的任务，检测最低优先级的任务连续未被执行的时间，当所述时间达到预设阈值时记录故障信息并对CPU进行复位，实现了在有任务长期占用CPU资源时及时将系统恢复至正常状态，避免系统长期处于异常状态，同时记录的故障信息也为定位故障原因提供依据。
附图说明
图1为本发明提供的一种操作系统的控制方法的实施例一的流程图；
图2为本发明提供的一种操作系统的控制方法的实施例一中第一故障信息的示意图；
图3为本发明提供的终端的较佳实施例的结构原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种操作系统的控制方法，是可以应用于采用vxWorks操作系统的终端中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、手机、平板电脑、车载电脑和便携式可穿戴设备。
实施例一
请参照图1，图1为本发明提供的一种操作系统的控制方法的实施例一的流程图。所述操作系统为vxWorks操作系统，所述方法包括：
S100、获取第一预设任务连续未被执行的时间。
在本实施例中，是在操作系统中预先设置第一预设任务，所述第一预设任务的优先级为操作系统中的最低优先级，具体地，vxWorks操作系统中内核默认使用基于优先级抢占式调度，每个任务(Task)有一个优先级，任一时刻，内核保证将CPU资源分配给处于就绪状态的优先级最高的任务执行，一般来说，vxWorks操作系统中的任务划分为256级(0～255)，优先级0为最高优先级，优先级255为最低优先级，在本实施例中，所述第一预设任务的优先级为255，所述第一预设任务可以用tMon来表示。
不难看出，由于所述第一预设任务为最低优先级，所述第一预设任务长期得不到执行时，说明有高优先级的任务在长期占用CPU资源，在本实施例中，所述获取第一预设任务连续未被执行的时间包括：
通过第二预设任务获取所述第一预设任务连续未被执行的时间。
也就是说，在本实施例中，在所述操作系统中预先设置第二预设任务，所述第二预设任务可以用tDaemon来表示，所述第二预设任务被执行时能够检测所述第一预设任务连续未被执行的时间。具体地，所述第二预设任务的优先级为最高优先级，这样，可以保证在有其他优先级任务大量占用CPU资源时所述第二预设任务仍然还有执行的机会。
S200、当所述时间达到第一阈值时，记录第一故障信息；
S300、当所述时间达到第二阈值时，对CPU进行复位。
具体地，所述第一阈值小于所述第二阈值，也就是说，当所述第一预设任务连续未被执行的时间在达到所述第一阈值时，说明有其他优先级任务大量占用CPU资源，导致低优先级的任务长期得不到执行，此时可以开始记录故障信息，而所述第一预设任务连续未被执行的时间达到更长的所述第二阈值时，说明长期占用CPU资源的任务并不能自行解除占用，恢复正常，此时进行CPU强制复位，避免系统长期处于异常状态。
在一种可能的实现方式中，所述第一阈值可以为8分钟，所述第二阈值可以为10分钟，当然，以上只是举例而已，本领域技术人员可以根据实际情况设置不同的数值，例如，设置所述第一阈值为6分钟，所述第二阈值为9分钟等。
所述第二预设任务获取所述第一预设任务连续未被执行的时间可以是通过计数器来实现，所述第二预设任务检测周期为1秒，即，每隔1秒检测所述第一预设任务是否被执行，如否，则计数器数值加1，当计数器的数值达到所述第一阈值对应的秒数(例如所述第一阈值为8分钟，对应的秒数应为480)时，则开始记录所述第一故障信息，当计数器的数值达到所述第二阈值对应的秒数(例如所述第二阈值未10分钟，对应的秒数应为600)，则直接复位CPU。
所述第一故障信息包括但不限于当前任务列表、各个任务占用CPU资源的百分比信息以及各个任务的函数调用栈信息，典型的所述第一故障信息内容可以如图2所示。
具体地，所述记录第一故障信息包括：
通过第三预设任务收集所述第一故障信息并存储。
也就是说，所述记录所述第一故障信息是通过第三预设任务来实现的，所述第三预设任务可以用tSpyInfo来表示，而为了所述第三预设任务能够被执行，所述第三预设任务的优先级低于所述第二预设任务的优先级且高于系统中其它用户自定义的任务的优先级，具体地，vxWorks操作系统中包括两种任务，系统任务和用户自定义的任务，系统任务是操作系统自身的任务，比如shell、telnet任务等，比较稳定，不会出现大量占用CPU的情况，一般是用户自定义的任务出现占用CPU的情况，因此，在本实施例中，设置所述第三预设任务的优先级高于系统中其它用户自定义的任务的优先级，在一般情况下，vxWorks系统的系统任务的优先级在0～5之间，用户自定义的任务的优先级分布在6～255之间，因此，在一种可能的实现方式中，所述第三预设任务的优先级为5，当然，本领域技术人员可以根据操作系统中的各种运行任务的实际情况去设置所述第三预设任务的具体优先级。
而为了防止所述第三预设任务在不发生故障时也记录相应的信息，造成资源的不必要占用，在本实施例中，所述第三预设任务是由所述第二预设任务新建的，也就是说，当所述第二预设任务检测到所述时间达到所述第一阈值时，则新建一个任务，即，所述第三预设任务，当所述时间未达到所述第一阈值时，不新建所述第三预设任务，所述第三预设任务也就不会被执行，即不会记录所述第一故障信息。
所述第三预设任务记录所述第一故障信息可以是通过所述操作系统中预先定义的API(Application Programming Interface，应用程序接口)来实现，例如，所述第三预设任务可以调用spy，spyStop指令获取各个任务占用CPU的百分比信息，调用tt指令获取任务的函数调用栈信息等，这是vxWorks操作系统中的现有设置，在此不再赘述。在获取所述第一故障信息后，及时将所述第一故障信息输出到预设的文本文件并保存，这样，后续工程师可以根据所述文本文件定位故障原因。
当所述时间达到所述第二阈值时，说明长期占用CPU资源的任务并不能自行解除占用，恢复正常，此时进行CPU强制复位，避免系统长期处于异常状态。
值得说明的是，当所述时间达到所述第二阈值前检测到所述第一预设任务被执行时，对所述时间进行清零并继续执行所述获取第一预设任务连续未被执行的时间的步骤，也就是说，当在所述第一预设任务连续未被执行的时间达到所述第二阈值之前，只要所述第一预设任务被执行了，则重新获取所述第一预设任务连续未被执行的时间。具体地，由于所述第一预设任务的优先级为最低优先级，当所述时间达到所述第二阈值之前所述第一预设任务被执行，说明长期占用CPU的任务已经解除了对CPU的占用，即所述系统恢复正常，因此可以将所述时间进行清零。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
S400、通过所述第一预设任务检测所述操作系统中是否有任务处于休眠状态；
S500、当检测到有任务处于休眠状态时，对CPU进行复位。
具体地，vxWorks操作系统中，当程序代码和数据出错，如非法命令、总线或地址错误、被零除时，系统一般时将引起异常的任务设置成休眠(Suspend)状态，让内核和其他任务继续执行，当系统中有任务处于休眠状态时，表明该任务工作异常，该任务所承担的工作不能够继续执行，需要尽快将其恢复。
在本实施例中，是通过所述第一预设任务检测所述操作系统中是否有任务处于休眠状态的，具体地，所述第一预设任务运行时会获取当前所有任务的ID列表，并逐个通过vxWorks操作系统提供的用于检测休眠状态的系统调用指令taskIsSuspended函数来判断各个任务是否处于休眠状态，如果检测出某个任务处于休眠状态，则执行复位CPU的指令让系统进行重启恢复。
而为了能够具体分析任务工作异常的原因，进而对任务进行改进，在检测到有任务处于休眠状态，对所述对CPU进行复位之前，还记录处于休眠状态的任务的第二故障信息，所述第二故障信息包括但不限于处于休眠状态的任务的基本信息、堆栈大小和使用率以及处于休眠状态的任务函数栈的调用状态。
所述记录处于休眠状态的任务的第二故障信息包括：通过所述第一预设任务记录所述第二故障信息。
也就是说，当检测到所述操作系统中有任务处于休眠状态时，是所述第一预设任务记录所述第二故障信息，具体地，所述第一预设任务记录所述第二故障信息可以是通过所述操作系统中预先定义的API(Application Programming Interface，应用程序接口)来实现，例如，所述第一预设任务可以调用checkStack指令获取处于休眠状态的任务的堆栈大小和使用率，调用tt指令获取处于休眠状态的任务的函数调用栈信息等，这是vxWorks操作系统中的现有设置，在此不再赘述。在获取所述第二故障信息后，及时将所述第二故障信息输出到预设的文本文件并保存，这样，后续工程师可以根据该文本文件定位故障原因。
综上所述，本实施例提供一种操作系统的控制方法，通过设置最低优先级的任务，检测最低优先级的任务连续未被执行的时间，当所述时间达到预设阈值时记录故障信息并对CPU进行复位，实现了在有任务长期占用CPU资源时及时将系统恢复至可用状态，同时记录的故障信息也为定位故障原因提供依据。
应该理解的是，虽然本发明说明书附图中给出的的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
实施例二
基于上述实施例，本发明还提供了一种终端，其原理框图可以如图3所示。该终端包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏、温度传感器。其中，该终端的处理器用于提供计算和控制能力。该终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种操作系统的控制方法。该终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该终端的温度传感器是预先在终端内部设置，用于检测内部设备的当前运行温度。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的终端的限定，具体的终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种终端，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时至少可以实现以下步骤：
获取第一预设任务连续未被执行的时间；
当所述时间达到第一阈值时，记录第一故障信息；
当所述时间达到第二阈值时，对CPU进行复位；
其中，所述第一预设任务的优先级为操作系统中的最低优先级，所述第一阈值小于所述第二阈值。
其中，所述获取第一预设任务连续未被执行的时间包括：
通过第二预设任务获取所述第一预设任务连续未被执行的时间；
其中，所述第二预设任务的优先级为所述操作系统中的最高优先级。
其中，所述记录第一故障信息包括：
通过第三预设任务收集所述第一故障信息并存储；
其中，所述第三预设任务的优先级低于所述第二预设任务的优先级且高于系统中其它用户自定义的任务的优先级。
其中，所述第三预设任务是由所述第二预设任务新建的。
其中，所述第一阈值为8分钟，所述第二阈值为10分钟。
当所述时间达到所述第二阈值前检测到所述第一预设任务被执行时，对所述时间进行清零并继续执行所述获取第一预设任务连续未被执行的时间的步骤。
其中，所述方法还包括：
通过所述第一预设任务检测所述操作系统中是否有任务处于休眠状态；
当检测到有任务处于休眠状态时，记录处于休眠状态的任务的第二故障信息，并对CPU进行复位。
其中，所述记录处于休眠状态的任务的第二故障信息包括：
通过所述第一预设任务记录所述第二故障信息。
实施例三
本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述实施例所述的操作系统的控制方法的步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种操作系统的控制方法，其特征在于，所述操作系统为vxWorks操作系统，所述方法包括：
获取第一预设任务连续未被执行的时间；
当所述时间达到第一阈值时，记录第一故障信息；
当所述时间达到第二阈值时，对CPU进行复位；
其中，所述第一预设任务的优先级为所述操作系统中的最低优先级，所述第一阈值小于所述第二阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一预设任务连续未被执行的时间包括：
通过第二预设任务获取所述第一预设任务连续未被执行的时间；
其中，所述第二预设任务的优先级为所述操作系统中的最高优先级。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述记录第一故障信息包括：
通过第三预设任务收集所述第一故障信息并存储；
其中，所述第三预设任务的优先级低于所述第二预设任务的优先级且高于系统中其它用户自定义的任务的优先级。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设任务是由所述第二预设任务新建的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为8分钟，所述第二阈值为10分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述时间达到所述第二阈值前检测到所述第一预设任务被执行时，对所述时间进行清零并继续执行所述获取第一预设任务连续未被执行的时间的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述第一预设任务检测所述操作系统中是否有任务处于休眠状态；
当检测到有任务处于休眠状态时，记录处于休眠状态的任务的第二故障信息，并对CPU进行复位。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述记录处于休眠状态的任务的第二故障信息包括：
通过所述第一预设任务记录所述第二故障信息。
9.一种终端，其特征在于，所述终端包括：处理器、与处理器通信连接的存储介质，所述存储介质适于存储多条指令，所述处理器适于调用所述存储介质中的指令，以执行实现上述权利要求1-8任一项所述的一种操作系统的控制方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-8任一项所述的一种操作系统的控制方法的步骤。
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