智能汽车操作系统通信方法、设备、存储介质及程序产品与流程

1.本技术涉及智能汽车操作系统技术领域，尤其涉及一种智能汽车操作系统通信方法、设备、存储介质及程序产品。


背景技术：

2.随着电子电器架构进入中央集中式阶段，域控制器进一步融合，出现车载中央计算单元。为简化智能汽车操作系统域控制器等硬件的复杂性，可采用虚拟化的虚拟机监视器的技术隔离不同汽车安全完整性等级的领域，因此需要解决不同领域之间的通信问题。
3.现有解决不同领域之间的通信问题是在每个领域内放置一个虚拟网卡，虚拟机监视器负责共享内存的分配和映射，包括读写权限的管理。当发送端通过虚拟网卡将数据放在共享内存进行缓存之后，陷入到虚拟机监视器，向接收端发送中断信号，接收端接收到中断信号之后通知接收端的虚拟网卡接收数据。
4.但是现有技术中共享内存容易被低汽车安全完整性等级的操作系统内的进程踩踏和破坏，导致智能汽车的操作系统稳定性较差。


技术实现要素：

5.本技术提供一种智能汽车操作系统通信方法、设备、存储介质及程序产品，用以解决现有技术中，共享内存容易被低汽车安全完整性等级的操作系统内的进程踩踏和破坏，导致智能汽车的操作系统稳定性较差的问题。
6.第一方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信方法，应用于智能汽车的操作系统，智能汽车的操作系统包含第一操作系统和第二操作系统，第一操作系统的汽车安全完整性等级高于第二操作系统的汽车安全完整性等级，包括：
7.通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；
8.接收虚拟机监视器发送的中断指令；
9.在第一通道中获取跨操作系统信号量，并从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识；
10.向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。
11.第二方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信方法，包括：
12.接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息；
13.根据共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取连续物理内存的真实物理地址，连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道；
14.通过第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量；
15.向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。
16.第三方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信方法，包括：
17.对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存；
18.接收第二操作系统发送的陷入指令，将第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置第一通道的读写完成标识；
19.向第一操作系统发送中断指令，以使第一操作系统获取待传输数据；
20.接收第一操作系统发送的陷入指令，并向第二操作系统发送中断指令。
21.第四方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：
22.获取模块，用于通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；
23.接收模块，用于接收虚拟机监视器发送的中断指令；
24.获取模块，还用于在第一通道中获取跨操作系统信号量；
25.处理模块，用于从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识；
26.发送模块，用于向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。
27.第五方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：
28.接收模块，用于接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息；
29.获取模块，用于根据共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取连续物理内存的真实物理地址，连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道；
30.获取模块，还用于通过第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量；
31.发送模块，用于向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。
32.第六方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：
33.处理模块，用于对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存；
34.接收模块，用于接收第二操作系统发送的陷入指令；
35.处理模块，还用于将第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置第一通道的读写完成标识；
36.发送模块，用于向第一操作系统发送中断指令，以使第一操作系统获取待传输数据；
37.接收模块，还用于接收第一操作系统发送的陷入指令；
38.发送模块，还用于向第二操作系统发送中断指令。
39.第七方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，存储器中存储代码，处理器运行存储器中存储的代码，以执行如第一方面中任一项的智能汽车操作系统通信方法。
40.第八方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，存
储器中存储代码，处理器运行存储器中存储的代码，以执行如第二方面中任一项的智能汽车操作系统通信方法。
41.第九方面，本技术提供一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，存储器中存储代码，处理器运行存储器中存储的代码，以执行如第三方面中任一项的智能汽车操作系统通信方法。
42.第十方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面、第二方面及第三方面中任一项的智能汽车操作系统通信方法。
43.第十一方面，本技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面、第二方面及第三方面中任一项的智能汽车操作系统通信方法。
44.本技术提供一种智能汽车操作系统通信方法、设备、存储介质及程序产品，虚拟机监视器在汽车安全完整性等级较高的操作系统即第一操作系统的内存上划分一块连续内存作为共享内存。第二操作系统作为待传输数据的发送端，获取到跨操作系统信号量后，陷入至虚拟机监视器中。虚拟机监视器从第二操作系统中获取待传输数据，并将待传输数据存储至第一通道中，并向第一操作系统发送中断指令。第一操作系统可在第一通道中拷贝待传输数据，拷贝完成后，清除第一通道的读写完成标识，并陷入至虚拟机监视器。虚拟机监视器则向第二操作系统发送中断指令，通知第二操作系统待传输数据已经完成传输，可继续进行传输。由于本技术的方法将共享内存放置在了汽车安全完整性等级较高的操作系统的内存上，因此有效避免了较低汽车安全完整性等级的操作系统的破坏，提高了智能汽车操作系统的稳定性。同时本技术的方法中，待传输数据无需经过网络协议栈进行传输，有利于降低传输时延。
附图说明
45.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
46.图1为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信场景示意图；
47.图2为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图一；
48.图3为本技术实施例提供的一种共享内存结构示意图；
49.图4为本技术实施例提供的一种虚拟地址获取方法流程图；
50.图5为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图二；
51.图6为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图三；
52.图7为本技术实施例提供的一种低汽车安全完整性等级的操作系统向高汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的方法流程图；
53.图8为本技术实施例提供的一种低汽车安全完整性等级的操作系统向高汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的原理图；
54.图9为本技术实施例提供的一种高汽车安全完整性等级的操作系统向低汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的方法流程图；
55.图10为本技术实施例提供的一种高汽车安全完整性等级的操作系统向低汽车安
全完整性等级的操作系统进行通信的原理图；
56.图11为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图一；
57.图12为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图二；
58.图13为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图三；
59.图14为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图四；
60.图15为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图五；
61.图16为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图六。
62.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
63.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
64.需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。
65.首先对本技术所涉及的名词进行解释：
66.hypervisor：是一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层，又称为虚拟机监视器(virtual machine monitor，缩写为vmm)。
67.为了对汽车的安全风险进行评估，可引入汽车安全完整性等级(automotive safety integrity level，asil)的概念，asil可包含五种等级，分别为：qm、a、b、c和d。其中，qm表示最低程度的汽车危害，d表示最高程度的汽车危险。
68.随着电子电器架构进入中央集中式阶段，域控制器进一步融合，出现车载中央计算单元。为简化软件处理的复杂性，可采用虚拟化的虚拟机监视器技术，将不同汽车安全完整性等级的系统进行隔离，获取不同汽车安全完整性等级的领域，因此需要解决不同汽车安全完整性等级的领域之间进行通信的问题，通常情况下，一个领域包含一个操作系统。
69.现有解决不同汽车安全完整性等级的领域之间的通信问题是在每个领域内放置一个虚拟网卡，接受用户态的读/写。虚拟机监视器负责共享内存的分配和映射，包括读写权限的管理。发送端将数据包发送至网络协议栈，对数据包进行拆包处理，并将数据发送至虚拟网卡。虚拟网卡将数据放在共享内存进行缓存之后，陷入到虚拟机监视器，通过虚拟机监视器中的中断控制器(generic interrupt controller，gic)向接收端发送中断信号，接收端接收到中断信号之后通知接收端的虚拟网卡接收数据。
70.但是现有技术中，共享内存容易被低汽车安全完整性等级的操作系统内的进程踩踏和破坏，导致智能汽车的操作系统稳定性较差，同时低汽车安全完整性等级的操作系统
的内存容易失效，比如ecc(error correcting code，内存的硬件故障错误)错误。数据在进行传输时需要经过网络协议栈，会对数据包进行拆包处理，接收端对数据进行组包处理，且网络协议栈较厚，经过每层网络协议栈均需要进行校验，从而增加了传输时延。
71.本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信方法，由于第一操作系统的汽车安全完整性等级高于第二操作系统的汽车安全完整性等级，因此为保证共享内存不易被第二操作系统进行破坏，虚拟机监视器在第一操作系统的内存上划分一块连续内存作为共享内存。虚拟机监视器从第二操作系统中获取待传输数据，并将待传输数据存储至第一通道中，其中，第一通道位于共享内存上。接收待传输数据的第一操作系统通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址。接收虚拟机监视器发送的中断指令，在第一通道中获取跨操作系统信号量，并从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据。拷贝完成后，清除第一通道的读写完成标识，并陷入至虚拟机监视器，使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。第二操作系统接收到中断指令后，查询到第一通道的读写完成标识已经被清除，则可继续传输数据，实现第一操作系统与第二操作系统的通信。
72.图1为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信场景示意图，如图1所示，智能汽车的操作系统可包含第一操作系统和第二操作系统，其中，第一操作系统的汽车安全完整性等级高于第二操作系统的汽车安全完整性等级，因此在第一操作系统内存上划分共享内存。当第二操作系统作为数据的发送端，第一操作系统作为数据的接收端时，虚拟机监视器将待传输数据存储至共享内存上，并通知第一操作系统获取待传输数据。同理，当第二操作系统作为数据的接收端，第一操作系统作为数据的发送端时，虚拟机监视器可将第一操作系统的待传输数据存储至共享内存，并通知第二操作系统获取待传输数据，从而实现第一操作系统与第二操作系统的通信。
73.下面以具体的实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
74.图2为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图一。该方法应用于智能汽车的操作系统，智能汽车的操作系统可包含第一操作系统和第二操作系统，第一操作系统的汽车安全完整性等级高于第二操作系统的汽车安全完整性等级。本实施例的方法可以由第一操作系统对应的智能汽车操作系统通信设备执行，具体的，可以是第一操作系统的用户态进程执行。第一操作系统的智能汽车操作系统通信设备作为数据的接收端，可以通过硬件、软件、或者硬件和软件相结合的方式实现。如图2所示，该方法可以包括：
75.s201：通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据。
76.第一共享内存封装库即第一共享内存wrapper库，可以位于第一操作系统的用户态，其中，用户态是提供应用程序运行的空间。在一种实施场景下，第一共享内存封装库可通过调用第一内核态共享内存分配模块查询第一通道的真实物理地址，通过第一映射，获取第一通道的虚拟地址。其中，第一映射为虚拟机视角的虚拟地址与虚拟机视角的物理地址的映射。
77.由于通常情况下，较低汽车安全完整性等级的操作系统不能访问较高汽车安全完
整性等级操作系统的内存，且第一操作系统的汽车安全完整性等级高于第二操作系统的汽车安全完整性等级，因此为避免共享内存被较低汽车安全等级的操作系统进行破坏，虚拟机监视器在第一操作系统上划分了一块连续物理内存作为共享内存，第一通道则是共享内存上的一块连续物理内存。
78.在一种实施场景下，第一通道可包含数据通道和属性通道两部分。其中，数据通道用于存储待传输数据，属性通道用于存储第一通道的属性信息，属性信息包括但不限于状态信息、真实物理地址、跨操作系统信号量、读写完成标识等，图3为本技术实施例提供的一种共享内存结构示意图，如图3所示，共享内存可划分为多个用于通信的通道。
79.s202：接收虚拟机监视器发送的中断指令。
80.中断是指在处理器正常运行程序的过程中，收到外部信号，处理器停止正在运行的程序，去执行外部信号对应的程序，处理完毕后又返回原来被暂停的程序继续运行。
81.当虚拟机监视器将第二操作系统中的待传输数据拷贝至共享内存后，可向第一操作系统发送中断指令，通知第一操作系统去获取待传输数据。
82.s203：在第一通道中获取跨操作系统信号量，并从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识。
83.信号量是用于保证两个或多个关键代码段不被并发调用。通常情况下，一个信号量由一个写者或者多个读者获取，多个写者、或者既有写者也有读者无法获取信号量。当操作系统内的进程获取信号量失败时，该进程会被调度出去。当操作系统内的进程释放信号量时，向对端的操作系统发送中断指令，对端的操作系统唤醒等待该信号量的进程。
84.在第一通道中获取跨操作系统信号量，具体的，可以在第一通道的属性通道中获取跨操作系统信号量。第一操作系统获取到第一通道的跨操作系统信号量，表明第一操作系统能够对第一通道中的待传输数据进行处理。
85.读写完成标识存储在第一通道的属性通道中，用于表明第一通道的读写状态。当第一通道的属性通道中存在读写完成标识时，表明待传输数据已经由虚拟机监视器存储在第一通道中。当不存在读写完成标识即读写完成标识已经被清除，则表明待传输数据已经从第一通道中拷贝完成。
86.在一种实施场景下，从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，可以根据第一映射，获取虚拟地址对应的虚拟机视角的物理地址。根据第二映射，获取虚拟机视角的物理地址对应的真实物理地址，第二映射为虚拟机视角的物理地址与真实物理地址的映射。从真实物理地址对应的第一通道中拷贝待传输数据。
87.第二映射可以是stage2映射，由虚拟机监视器建立并控制。在一种实施场景下，stage2映射以页表的形式，实现虚拟机视角的物理地址与真实物理地址的映射。
88.s204：向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。
89.当待传输数据拷贝完成后，可向虚拟机监视器发送陷入指令，即陷入至虚拟机监视器中，使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令，通知第二操作系统待传输数据已经拷贝完成，可继续传输数据。第二操作系统作为数据的发送端。
90.本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信方法，通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据。接收虚拟机
监视器发送的中断指令，在第一通道中获取跨操作系统信号量，并从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识。向虚拟机监视器发送陷入指令，使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。本技术实施例提供的方法将共享内存放置在了汽车安全完整性等级较高的操作系统的内存上，因此有效避免了较低汽车安全完整性等级的操作系统的破坏，提高了智能汽车操作系统的稳定性。同时本技术的方法可以直接从共享内存中获取待传输数据，无需对待传输数据进行组包处理，有利于降低传输时延。
91.在上述实施例的基础上，下面提供一个实施例，对第一操作系统通过第一共享内存封装库获取第一通道虚拟地址的过程进行详细描述。
92.图4为本技术实施例提供的一种虚拟地址获取方法流程图，如图4所示，该方法具体如下：
93.s401：第一共享内存封装库调用第一内核态共享内存分配模块，查询第一通道的状态信息。
94.第一内核态共享内存分配模块位于第一操作系统的内核态。在一种实施场景下，由于状态信息存储于第一通道的属性通道中，因此第一内核态共享内存分配模块可在属性通道中获取第一通道的状态信息，并将状态信息返回给第一共享内存封装库。其中，第一通道的状态信息可包括有效状态和无效状态。
95.s402：若第一通道的状态信息为有效状态，在属性通道中获取第一通道的真实物理地址。
96.第一通道的状态信息为有效状态，表明第一通道处于使用过程中，因此可以在对应的属性通道中获取其真实物理地址，真实物理地址是第一通道位于共享内存中的地址。
97.在另一种实施场景下，若第一通道的状态信息为无效状态，表明第一通道已经被释放，无法正常使用，此时则无法获取第一通道的真实物理地址。
98.s403：基于第一通道的真实物理地址建立第一映射，并根据第一映射获取虚拟机视角的物理地址对应的虚拟机视角的虚拟地址，第一映射为虚拟机视角的虚拟地址与虚拟机视角的物理地址的映射。
99.在一些实施例中，可将第一通道的真实物理地址默认为虚拟机视角的物理地址，比如第一通道的真实物理地址为pa1，虚拟机视角的物理地址也为pa1。在第一操作系统的内核态中划分va2作为虚拟地址，基于虚拟机视角的物理地址和虚拟机视角的虚拟地址建立第一映射，并将虚拟机视角的虚拟地址返回给第一操作系统的用户态进程。第一映射可以是stage1映射，是由操作系统进行建立并控制的页表，用于实现虚拟机视角的物理地址和虚拟机视角的虚拟地址的映射。
100.本技术实施例提供一种虚拟地址获取方法，第一共享内存封装库调用第一内核态共享内存分配模块，查询第一通道的状态信息。若第一通道的状态信息为有效状态，则在属性通道中获取第一通道的真实物理地址。基于第一通道的物理地址建立第一映射，并根据第一映射获取虚拟机视角的物理地址对应的虚拟机视角的虚拟地址。本技术实施例提供的方法能够获取第一通道的虚拟地址，从而可根据虚拟地址对待传输数据进行拷贝。
101.在上述实施例的基础上，下面提供一个实施例，对第二操作系统的处理过程进行详细描述。
102.图5为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图二，该方法可
以由第二操作系统的智能汽车操作系统通信设备执行，具体的，可以是第二操作系统的用户态进程执行，第二操作系统的智能汽车操作系统通信设备作为数据的发送端。如图5所示，该方法具体如下：
103.s501：接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息。
104.共享内存用于存储不同汽车安全完整性等级的系统进行传输的数据。共享内存可以是虚拟机监视器启动时，在汽车安全完整性等级较高的系统的内存上划分的一块连续物理内存，其物理地址可以为共享内存的起始物理地址，容量信息用于表示共享内存的大小。
105.s502：根据共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取连续物理内存的真实物理地址，连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道。
106.第二共享内存封装库即第二共享内存wrapper库，可位于第二操作系统的用户态中。在一种实施场景下，获取预设容量的连续物理内存时，第二共享内存封装库调用第二内核态共享内存分配模块，在共享内存中划分出预设容量的连续物理内存，将该连续物理内存作为第一通道。第二内核态共享内存分配模块可位于第二操作系统内核态中。
107.s503：通过第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量。
108.在一种实施场景下，由于跨操作系统信号量存储于第一通道的属性通道中，因此第二共享内存封装库可在第一通道的属性通道中获取跨操作系统信号量。
109.s504：向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。
110.在一种实施场景下，向虚拟机监视器发送陷入指令之后，还可以接收虚拟机监视器发送的中断指令，查询第一通道的读写完成标识是否已被清除。若第一通道的读写完成标识已被清除，则继续向第一操作系统传输待传输数据。
111.本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信方法，接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息。根据共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在共享内存中获取预设容量的连续物理内存即第一通道，并获取连续物理内存的真实物理地址。通过第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量，向虚拟机监视器发送陷入指令，使虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。本技术实施例提供的方法通过向虚拟机监视器发送陷入指令，虚拟机监视器即可从第二操作系统中获取待传输数据，并将待传输数据拷贝至第一通道，无需经过网络协议栈进行传输，同时也无需对待传输数据进行拆包处理，有利于降低传输时延。本技术实施例的方法无需将待传输数据拷贝至虚拟机监视器，进而减少了数据拷贝次数，有利于提高数据的精确度，也有利于进一步降低传输时延。
112.在上述实施例的基础上，下面提供一个实施例，对虚拟机监视器的处理过程进行描述。
113.图6为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信方法流程图三，该方法可以由虚拟机监视器执行。如图6所示，该方法具体如下：
114.s601：对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存。
115.在一种实施场景下，在虚拟机监视器启动时，即可在第一操作系统的内存划分出一块连续的内存作为共享内存。由于该共享内存位于第一操作系统的内存上，同时第二操
作系统的汽车安全完整性等级低于第一操作系统的汽车安全完整性等级，因此共享内存仅可以由虚拟机监视器和第一操作系统可见并且能够进行访问，第二操作系统无法进行访问，使得共享内存不会被汽车安全完整性等级较低的操作系统进行破坏，进而提高了智能汽车的操作系统的稳定性。
116.获取到共享内存后，可获取共享内存的物理地址和容量信息，将共享内存的物理地址和容量信息发送至第二操作系统。共享内存的物理地址可以为共享内存的起始物理地址，容量信息可用于表示共享内存的大小。将共享内存的物理地址和容量信息发送至第二操作系统，用于第二操作系统根据该共享内存的物理地址和容量信息划分第一通道。第一通道为第一操作系统和第二操作系统进行通信的连续物理内存。
117.在一种实施场景下，获取共享内存后，虚拟机监视器可以为第一操作系统建立第二映射，第二映射为虚拟机视角的物理地址与真实物理地址的映射。
118.s602：接收第二操作系统发送的陷入指令，将第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置第一通道的读写完成标识。
119.在一种实施场景下，当第二操作系统获取到跨操作系统信号量后，会陷入到虚拟机监视器，即向虚拟机监视器发送陷入指令，虚拟机监视器从第一操作系统中获取待传输数据，并将待传输数据拷贝至第一通道，无需将待传输数据拷贝至网络协议栈，因此减少了数据拷贝的次数，降低了时延，同时也有利于提高数据的准确性。
120.第一通道包含数据通道和属性通道两部分，其中，数据通道用于存储待传输数据，属性通道用于存储第一通道的属性信息，属性信息包含但不限于状态信息、真实物理地址、跨操作系统信号量等、读写完成标识等，因此虚拟机监视器可在属性通道中设置读写完成标识，即complete。
121.s603：向第一操作系统发送中断指令，以使第一操作系统获取待传输数据。
122.当待传输数据拷贝完成之后，则向第一操作系统发送中断指令，通知第一操作系统获取待传输数据。
123.s604：接收第一操作系统发送的陷入指令，并向第二操作系统发送中断指令。
124.在一种实施场景下，当第一操作系统从第一通道中将待传输数据拷贝完成，并清除第一通道的读写完成标识后，需要通知第一操作系统，待传输数据已经完成拷贝。举例而言，第一操作系统可向虚拟机监视器发送陷入指令即陷入虚拟机监视器，此时虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令，以通知第二操作系统进行查询。第二操作系统查询到第一通道的读写完成标识已经清除，则可以继续传输数据。
125.本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信方法，对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存。接收第二操作系统发送的陷入指令，将第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置第一通道的读写完成标识。向第一操作系统发送中断指令，通知第一操作系统获取待传输数据。接收第一操作系统发送的陷入指令，并向第二操作系统发送中断指令，通知第二操作系统继续传输数据，实现第一操作系统和第二操作系统的通信。本技术实施例提供的方法中，虚拟机监视器可直接将待传输数据拷贝至第一通道，无需将待传输数据拷贝至网络协议栈，因此减少了待传输数据拷贝的次数，降低了待传输数据进行传输的时延，同时也有利于提高待传输数据的准确性。
126.在上述实施例的基础上，下面提供一个具体的实施例，对第一操作系统为asil-d
等级的操作系统，第二操作系统为asil-b/qm等级的操作系统，asil-b/qm等级的操作系统向asil-d等级的操作系统发送数据的具体过程进行详细介绍。
127.图7为本技术实施例提供的一种低汽车安全完整性等级的操作系统向高汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的方法流程图，图8为本技术实施例提供的一种低汽车安全完整性等级的操作系统向高汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的原理图，结合图7和图8所示，该方法具体如下：
128.s701：虚拟机监视器在asil-d等级的操作系统的内存中划分出一大块连续内存作为共享内存，获取共享内存的起始地址和容量信息。
129.s702：虚拟机监视器将共享内存的起始地址和容量信息发送至asil-b/qm等级的操作系统。
130.s703：虚拟机监视器为asil-d等级的操作系统建立stage2映射。
131.s704：asil-b/qm等级的操作系统的用户态进程app1通过共享内存wrapper库获取指定容量的第一通道。
132.具体的，共享内存wrapper库调用内核态共享内存分配模块，在共享内存中划分出指定容量大小的连续物理内存，将该连续物理内存作为第一通道，起始的真实物理地址为pa1。
133.s705：asil-b/qm等级的操作系统的用户态进程app1获取到第一通道的真实物理地址pa1后，通过共享内存wrapper库获取跨操作系统信号量。
134.s706：asil-b/qm等级的操作系统的用户态进程app1陷入到虚拟机监视器。
135.s707：虚拟机监视器将待传输数据拷贝至真实物理地址为pa1的第一通道，并设置第一通道的属性通道里面的读写完成标识为complete。
136.s708：虚拟机监视器注入中断给asil-d等级的操作系统。
137.s709：asil-d等级的操作系统接收中断，根据读写完成标识查询待传输数据位于第一通道上，唤醒用户态进程app2。
138.s710：asil-d等级的操作系统的用户态进程app2通过共享内存wrapper库获取第一通道的虚拟地址。
139.具体的，asil-d等级的操作系统的内核态共享内存分配模块查询到第一通道的状态信息为有效状态，表示第一通道已经被分配，可获取第一通道的真实物理地址pa1。
140.asil-d等级的操作系统为用户态进程app2建立stage1映射，获取真实物理地址pa1对应的虚拟机视角的虚拟地址va2，并将虚拟机视角的虚拟地址va2返回至用户态进程app2。stage1映射为图8中所示的共享内存映射。
141.s711：用户态进程app2获取跨操作系统信号量，从虚拟地址va2对应的第一通道拷走待传输数据，并清除第一通道中属性通道包含的读写完成标识。
142.s712：用户态进程app2陷入虚拟机监视器。
143.s713：虚拟机监视器向asil-b/qm等级的操作系统注入中断。
144.s714：asil-b/qm等级的操作系统查询第一通道的读写完成标识已被清除，则继续发送待传输数据。
145.本技术实施例提供一种低汽车安全完整性等级的操作系统向高汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的方法，其具体实现原理可参考上述方法实施例，本技术不再赘
述。
146.在上述实施例的基础上，下面提供一个具体的实施例，对asil-d等级的操作系统向asil-b/qm等级的操作系统发送数据的过程进行详细描述。
147.图9为本技术实施例提供的一种高汽车安全完整性等级的操作系统向低汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的方法流程图，图10为本技术实施例提供的一种高汽车安全完整性等级的操作系统向低汽车安全完整性等级的操作系统进行通信的原理图，结合图9和图10所示，该方法具体如下：
148.s901：虚拟机监视器启动后，在asil-d等级的操作系统的内存上划分出一块连续内存作为共享内存，获取共享内存的起始地址和容量信息。
149.s902：虚拟机监视器将共享内存的起始地址和容量信息发送至asil-b/qm等级的操作系统。
150.s903：虚拟机监视器为asil-d等级的操作系统建立stage2映射。
151.s904：asil-d等级的操作系统的用户态进程app2通过共享内存wrapper库，获取第二通道的虚拟地址va2。
152.具体的，共享内存wrapper库调用内核态共享内存分配模块，在共享内存中划分出预设容量的连续物理内存，真实物理地址为pa2。
153.获取到pa2后，asil-d等级的操作系统为用户态进程app2建立stage1映射，返回虚拟地址va2。
154.s905：asil-d等级的操作系统的用户态进程app2通过共享内存wrapper库获取跨操作系统信号量，并且将待传输数据拷贝到虚拟地址va2对应的第二通道，并设置第二通道属性里面的读写完成标识为complete。
155.s906：asil-d等级的操作系统的用户态进程app2陷入到虚拟机监视器。
156.s907：虚拟机监视器注入中断给asil-b/qm等级的操作系统。
157.s908：asil-b/qm等级的操作系统通过共享内存wrapper库获取第二通道的真实物理地址pa2。
158.具体的，asil-b/qm等级的操作系统的内核态共享内存分配模块查询到第二通道的状态信息为有效状态，即第二通道已经被分配，则向共享内存wrapper库返回之前已经分配的真实物理地址pa2，共享内存wrapper库将真实物理地址pa2发送至asil-b/qm等级的操作系统。
159.s909：asil-b/qm等级的操作系统接收到中断后，根据读写完成标识查询到待传输数据位于第二通道，唤醒用户态进程app1。
160.s910：asil-b/qm等级的操作系统的用户态进程app1获取跨操作系统信号量，陷入至虚拟机监视器。
161.s911：虚拟机监视器从真实物理地址为pa2的第二通道里面拷走数据，并清除第二通道属性里面的读写完成标识。
162.s912：虚拟机监视器向asil-d等级的操作系统发送中断。
163.s913：asil-d等级的操作系统接收到中断后，释放跨操作系统信号量，继续发送待传输数据。
164.本技术实施例提供一种高安全等级的操作系统向低安全等级的操作系统进行通
信的方法，其具体实现原理可参考上述方法实施例，本技术不再赘述。
165.图11为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图一。如图11所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1100，可以包括获取模块1101、接收模块1102、处理模块1103和发送模块1104。
166.获取模块1101，用于通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；
167.接收模块1102，用于接收虚拟机监视器发送的中断指令；
168.获取模块1101，还用于在第一通道中获取跨操作系统信号量；
169.处理模块1103，用于从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识；
170.发送模块1104，用于向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。
171.本实施例的设备，可用于执行如图2及图4所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
172.图12为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图二。如图12所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1200，可以包括接收模块1201、获取模块1202和发送模块1203。
173.接收模块1201，用于接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息；
174.获取模块1202，用于根据共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取连续物理内存的真实物理地址，连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道；
175.获取模块1202，还用于通过第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量；
176.发送模块1203，用于向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。
177.本实施例的设备，可用于执行如图5所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
178.图13为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图三。如图13所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1300，可以包括处理模块1301、接收模块1302和发送模块1303。
179.处理模块1301，用于对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存；
180.接收模块1302，用于接收第二操作系统发送的陷入指令；
181.处理模块1301，还用于将第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置第一通道的读写完成标识；
182.发送模块1303，用于向第一操作系统发送中断指令，以使第一操作系统获取待传输数据；
183.接收模块1302，还用于接收第一操作系统发送的陷入指令；
184.发送模块1303，还用于向第二操作系统发送中断指令。
185.本实施例的设备，可用于执行如图6所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类
似，此处不再赘述。
186.图14为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图四。如图14所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1400包括处理器1401和存储器1402，其中，处理器1401、存储器1402通过总线1403连接。
187.在具体实现过程中，存储器1402中存储代码，处理器1401运行存储器1402中存储的代码，以执行上述方法实施例的智能汽车操作系统通信方法。
188.处理器1401的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
189.在上述的图14所示的实施例中，应理解，处理器1401可以是中央处理单元(英文：central processing unit，简称：cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：digital signal processor，简称：dsp)、专用集成电路(英文：application specific integrated circuit，简称：asic)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
190.存储器1402可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储nvm，例如至少一个磁盘存储器。
191.总线1403可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，isa)总线、外部设备互连(peripheral component，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。总线1403可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本技术附图中的总线1403并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
192.图15为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图五。如图15所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1500包括处理器1501和存储器1502，其中，处理器1501、存储器1502通过总线1503连接。
193.在具体实现过程中，存储器1502中存储代码，处理器1501运行存储器1502中存储的代码，以执行上述方法实施例的智能汽车操作系统通信方法。
194.处理器1501的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
195.图16为本技术实施例提供的一种智能汽车操作系统通信设备示意图六。如图16所示，本技术实施例提供一种智能汽车操作系统通信设备1600包括处理器1601和存储器1602，其中，处理器1601、存储器1602通过总线1603连接。
196.在具体实现过程中，存储器1602中存储代码，处理器1601运行存储器1602中存储的代码，以执行上述方法实施例的智能汽车操作系统通信方法。
197.处理器1601的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
198.本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述方法实施例的智能汽车操作系统通信方法。
199.上述的计算机可读存储介质，可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或
者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
200.一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(application specific integrated circuits，简称：asic)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
201.本技术实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述本技术实施例中任意实施例提供的智能汽车操作系统通信方法。
202.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
203.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。

技术特征：
1.一种智能汽车操作系统通信方法，其特征在于，应用于智能汽车的操作系统，所述智能汽车的操作系统包含第一操作系统和第二操作系统，所述第一操作系统的汽车安全完整性等级高于所述第二操作系统的汽车安全完整性等级，包括：通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，所述第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，所述第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；接收虚拟机监视器发送的中断指令；在所述第一通道中获取跨操作系统信号量，并从所述虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除所述第一通道的读写完成标识；向所述虚拟机监视器发送陷入指令，以使所述虚拟机监视器向所述第二操作系统发送中断指令。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通道包含属性通道，所述属性通道包含状态信息及真实物理地址；所述通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，包括：第一共享内存封装库调用第一内核态共享内存分配模块，查询所述第一通道的状态信息；若所述第一通道的状态信息为有效状态，在所述属性通道中获取所述第一通道的真实物理地址；基于所述第一通道的真实物理地址建立第一映射，并根据所述第一映射获取所述虚拟机视角的物理地址对应的虚拟机视角的虚拟地址，所述第一映射为虚拟机视角的虚拟地址与虚拟机视角的物理地址的映射。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，包括：根据所述第一映射，获取所述虚拟地址对应的虚拟机视角的物理地址；根据第二映射，获取所述虚拟机视角的物理地址对应的真实物理地址，所述第二映射为虚拟机视角的物理地址与真实物理地址的映射；从所述真实物理地址对应的第一通道中拷贝待传输数据。4.一种智能汽车操作系统通信方法，其特征在于，包括：接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息；根据所述共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在所述共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取所述连续物理内存的真实物理地址，所述连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道；通过所述第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量；向虚拟机监视器发送陷入指令，以使所述虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过第二共享内存封装库，在所述共享内存中获取预设容量的连续物理内存，包括：第二共享内存封装库调用第二内核态共享内存分配模块，在所述共享内存中划分出预设容量的连续物理内存。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述向虚拟机监视器发送陷入指令之后，还包括：接收所述虚拟机监视器发送的中断指令，查询所述第一通道的读写完成标识是否已被清除；若所述第一通道的读写完成标识已被清除，则继续向所述第一操作系统传输待传输数据。7.一种智能汽车操作系统通信方法，其特征在于，包括：对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存；接收第二操作系统发送的陷入指令，将所述第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置所述第一通道的读写完成标识；向第一操作系统发送中断指令，以使所述第一操作系统获取所述待传输数据；接收所述第一操作系统发送的陷入指令，并向所述第二操作系统发送中断指令。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存之后，还包括：为所述第一操作系统建立第二映射，所述第二映射为虚拟机视角的物理地址与真实物理地址的映射。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存之后，还包括：获取所述共享内存的物理地址和容量信息，将所述共享内存的物理地址和容量信息发送至所述第二操作系统。10.一种智能汽车操作系统通信设备，其特征在于，包括：获取模块，用于通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，所述第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，所述第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；接收模块，用于接收虚拟机监视器发送的中断指令；获取模块，还用于在所述第一通道中获取跨操作系统信号量；处理模块，用于从所述虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除所述第一通道的读写完成标识；发送模块，用于向所述虚拟机监视器发送陷入指令，以使所述虚拟机监视器向所述第二操作系统发送中断指令。11.一种智能汽车操作系统通信设备，其特征在于，包括：接收模块，用于接收虚拟机监视器发送的共享内存的物理地址和容量信息；获取模块，用于根据所述共享内存的物理地址和容量信息，通过第二共享内存封装库，在所述共享内存中获取预设容量的连续物理内存，并获取所述连续物理内存的真实物理地址，所述连续物理内存为第一操作系统与第二操作系统进行通信的第一通道；获取模块，还用于通过所述第二共享内存封装库获取跨操作系统信号量；发送模块，用于向虚拟机监视器发送陷入指令，以使所述虚拟机监视器将待传输数据拷贝至第一通道。12.一种智能汽车操作系统通信设备，其特征在于，包括：
处理模块，用于对第一操作系统的内存进行划分以获取共享内存；接收模块，用于接收第二操作系统发送的陷入指令；处理模块，还用于将所述第二操作系统中的待传输数据拷贝至第一通道，并设置所述第一通道的读写完成标识；发送模块，用于向第一操作系统发送中断指令，以使所述第一操作系统获取所述待传输数据；接收模块，还用于接收所述第一操作系统发送的陷入指令；发送模块，还用于向所述第二操作系统发送中断指令。13.一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，所述存储器中存储代码，所述处理器运行所述存储器中存储的代码，以执行如权利要求1-3中任一项所述的智能汽车操作系统通信方法。14.一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，所述存储器中存储代码，所述处理器运行所述存储器中存储的代码，以执行如权利要求4-6中任一项所述的智能汽车操作系统通信方法。15.一种智能汽车操作系统通信设备，包括：处理器、存储器，所述存储器中存储代码，所述处理器运行所述存储器中存储的代码，以执行如权利要求7-9中任一项所述的智能汽车操作系统通信方法。16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-9任一项所述的智能汽车操作系统通信方法。17.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述的智能汽车操作系统通信方法。

技术总结
本申请提供一种智能汽车操作系统通信方法、设备、存储介质及程序产品。该方法包括：通过第一共享内存封装库获取第一通道的虚拟地址，第一通道为第一操作系统与第二操作系统进行通信的连续物理内存，第一通道中存储有虚拟机监视器存储的待传输数据；接收虚拟机监视器发送的中断指令；在第一通道中获取跨操作系统信号量，并从虚拟地址对应的第一通道中拷贝待传输数据，清除第一通道的读写完成标识；向虚拟机监视器发送陷入指令，以使虚拟机监视器向第二操作系统发送中断指令。本方法将共享内存放置在了汽车安全完整性等级较高的操作系统的内存上，提高了智能汽车操作系统的稳定性。同时还可以直接从共享内存中获取待传输数据，有利于降低传输时延。有利于降低传输时延。有利于降低传输时延。


技术研发人员：耿东久 杨佳 石钟太 付海望
受保护的技术使用者：斑马网络技术有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/25