物联网操作系统HelloX V1.79发布公告

经过HelloX开发团队近半年的努力，在HelloX V1.78版本基础上，增加许多功能特性，并对V1.78版本的一些特性进行了进一步优化之后，正式形成HelloX V1.79测试版本。经相对充分的测试和验证之后，现正式发布。相关代码，已全部上载到github上（github.com/hellox-project/HelloX_OS），欢迎对HelloX感兴趣的朋友下载测试和试用，并进一步反馈问题。

除继续保持V1.78所有特性之外，V1.79版本主要对下列特性进行了支持或优化：

1．        支持完整的USB功能，包括对USB1.0/1.1(OHCI/UHCI)控制器的支持，对USB2.0(EHCI)控制器的支持，以及对USB3.0(xHCI)控制器的支持。同时，还支持符合HID规范的USB接口键盘和鼠标功能；

2．        成功移植到基于Intel ATOM芯片组的MinnowBoard MAX开发板上。这包括对板载USB控制器和外设的支持，以及对板载千兆以太网芯片Realtek 8111的良好支持；

3．        网络功能进一步增强。在TCP/IP协议栈和网卡驱动程序之间，插入了一个网络管理器的内核组件。在此组件基础上，系统可以同时支持多个网卡，以及多个网络层协议栈（比如同时支持IPv4协议栈和IPv6协议栈）。同时，可以通过扩展，方便的支持其它通信协议；

4．        软硬件兼容性有了进一步改进。在硬件上，增加了对ARM，MIPS等RISC架构CPU的支持机制，增强了对PCI总线，CACHE，对齐等硬件特性的兼容和支持。在软件开发环境上，所有内核代码成功移植到基于Linux+GCC的编译开发环境；

5．        以可加载模块形式，实现了对物联网管理平台的动态支持。开发者可以根据需要，实时在线更新物联网后台代码。基于这一套机制，完整实现了与中国移动OneNET物联网平台的对接和集成；

6．        内核机制得到进一步增强和完善。内存分配算法效率更高，增加了内存对齐分配功能。实现了线程堆栈异常检测，高频异常中断扼杀，线程消息队列监视等保证内核安全和可靠的特性。同时内核启动时间大大提升，可在10ms级别内完成内核加载和初始化。

开发团队中的Mr. Tywind Huang充分发挥其高超的编程技术和丰富的经验，主导完成了MinnowBoard MAX开发板的移植，Realtek8111网络驱动的开发，物联网平台集成开发等工作，以及其它一些测试或优化工作，在整个HelloXV1.79版本的开发中做出了重大贡献。在MrGaojie的持续努力下，内核代码成功迁移到Linux+GCC的编译开发环境。Mr. Erwin Wang则在GUI模块代码的规范化（C++修改为C），USB功能的诊断测试等方面，做出了大量工作。Mr Blade Luo基于HelloX的网络框架，移植了BSD IP协议栈，为高性能网络支持奠定了基础。同时，开发团队中的Mr Haojie和Mr Wangyu，在编码规范，内核优化等方面，给出了卓有成效的支持。HelloX讨论群组中的很多朋友，都对最新的版本进行了实际测试和试用，给出了很多改进优化建议，在此统一表示感谢。

在HelloX开发过程中，我们始终坚持“稳定可靠，不留问题死角”为原则，所有代码都经过了详细深入的内部测试，并在实际网络环境中经受了大量考验。现举几个典型的例子：

1.   为了对HelloX USB功能进行测试，我们反复采用USB盘引导，并进行持续的读写操作，曾经进行过连续三天的USB读写，没有出现任何异常。在这个过程中，我们用坏了四五块USB盘。为了测试对USB输入设备的支持，我们对一个USB鼠标进行了物理上的破坏，使得它可以以最高频率自动连续的进行输入。我们把它接到运行HelloX的笔记本电脑上，运行了48个小时，无任何异常；

2.   所有的矛盾和问题，都出现在资源紧张的情况下。这在Realtek 8111网卡驱动的开发过程中，表现得尤其明显。最开始的时候，网络功能单独开发，没有与USB功能集成在一起。这时一切正常。但当把网卡驱动和USB功能集成到一起的时候，问题出现了。最开始的问题是，一旦接入到网络（一个实际的企业网络），MinnowBoard MAX单板就无法完成启动，停在USB初始化过程中。我们几乎查看了所有的代码，包括网络代码，USB代码，内核调度程序，内存分配，等等，都没有发现问题。后来，在Realtek 8111网卡驱动的中断处理程序中，增加了一行输出代码，发现了问题。原来中断处理程序漏了一个条件判断，这个条件在网卡的接收缓冲区溢出时会引发。因USB初始化较慢（要扫描USB设备），同时优先级很高，导致网卡接收的报文不能被系统及时处理。这时候一旦接入一个真正的网络，大量的广播等报文，会迅速占满网卡缓冲区，进而引发缓冲区溢出中断。由于中断程序中没有清除该中断，导致中断循环引发，使得系统一直处于中断程序执行中，便产生了停止响应的现象。通过增加一个接收缓冲队列，该问题得到解决。同时基于该经验而增加的“高频中断扼杀”功能，也会对类似问题进行防范；

3.   另外一个实际问题，也是与网络相关。通过增加接收缓冲队列对接收的网络报文进行排队，在合适的时机，系统会处理该队列。但最开始的时候，缓冲队列并没有限制长度，每当网卡接收到一个报文，就会申请一片内存，把数据拷贝到内存中，并排到缓冲队列中。大多数情况下，这是没有问题的。但是在实际测试中，系统还是有偶尔无法启动的情况，甚至初始化时出现崩溃。从错误输出看，是由于内核内存耗尽引起。经深入分析，问题被发现。具体过程是，我们接入的网络，是一个庞大的企业广播网络，流量非常大。而USB初始化比较慢，一旦网络流量太大，会导致大量报文排队，进而导致内核内存耗尽，从而导致内核无法正常工作。基于此，我们限制了网络接收队列的长度，一旦超出一个固定的长度，则新进入的报文就会被丢弃。该机制有效解决问题。

虽然这些问题及解决办法，看起来很细小，但正是这些细节上的完善和优化，使得系统趋向稳定和成熟。在操作系统开发中，也是“细节决定一切”。同时，在定位和处理这些问题时，整个内核的代码，都会被重新审视和检查，这对内核来说，也是一种进一步的确认。虽然这些问题的原因很简单，但其定位过程却是痛苦和繁杂的，很多时候，需要把内核代码翻来覆去好几遍。相信处理过bug或问题的朋友深有体会。

作为物联网操作系统，HelloX将始终聚焦物联网领域的应用，为物联网量身定制一套最优的系统软件解决方案。我们认为，只有一个内核的支撑，是远远不够的。物联网和智能硬件的有效发展和壮大，需要更多技术的支持，比如人工智能，分布式计算，机器学习，等等。但一个稳定可靠和可扩展的物联网操作系统，是这些技术的最好生存土壤。后续我们在进一步完善内核的同时，将在这些领域进行探索和研究，并依托HelloX进行落地实现，真正构筑一套支撑未来网络的软件数字神经。

2015年已经过去，新的一年已经来临。整个物联网产业依然处于培育发展阶段，但前景逐渐明朗。我们的物联网操作系统项目，也越来越壮大和稳定。我们遵循“稳中有进，同步发展”的策略，与整个物联网产业的发展保持步调一致。借用***主席2016新年贺辞中的话，与朋友们共勉：“只要有付出，总会有收获。只要坚持，梦想一定会实现！”。希望在新的一年里，我们共同努力，一起坚持，最终实现民族基础软件腾飞的梦想。

HelloX物联网操作系统开源社区正在筹建，并取得了一些社会团体和企业的支持，欢迎有志于物联网和系统软件开发的人士加入。具体的细节，欢迎加入QQ群讨论：38467832

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