Micro Kernel on Virtual Machines

虚拟机上的微内核

• 批准号: 10680363
• 负责人: HAGINO Tatsuya
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10680363/
• 关键词: Java; Virtual Machines; Operating System; Micro Kernel; Java OS; OS Toolkit

The goal of this research is to develop an operating system on top of Java virtual machines so that it is independent from underlying hardware and CPU architecture. In particular, we have developed a micro kernel on top of Java virtual machines.In 1998, we have modified the Java virtual machine to be run as a stand-alone application and replaced BIOS by this modified Java virtual machine so that micro kernels can be developed independently from underlying CPU architecture.In 1999, we have designed a process model for the Java micro kernel and tried a simple file system for the purpose of verifying our micro kernel mechanisms.We have also implemented a TCP/IP protocol stack on our Java virtual machine and measured its performance. As for TCP/IP protocol stacks, BSD uses mbuf and X kernel uses graph structure, whereas we have developed a protocol stack which is suitable for Java. Java does not have pointers, so there is no way to point inside data structures. In addition, Java restricts casting between data types. Therefore, we have designed a buffer structure which is suitable for Java and used monitors for thread communication. Since the Java virtual machine is not a native machine, its performance may be a problem, but from our measurements its performance is much better than we have expected.

本研究的目标是在Java虚拟机之上开发一个操作系统，使其独立于底层硬件和CPU架构。特别是，我们在Java虚拟机上开发了一个微内核。1998年，我们修改了Java虚拟机，使其作为一个独立的应用程序运行，并用这个修改后的Java虚拟机取代BIOS，以便可以独立于底层CPU架构开发微内核。1999年，我们设计了一个Java微内核的进程模型，并尝试了一个简单的文件系统来验证我们的微内核机制，我们还在我们的Java虚拟机上实现了一个TCP/IP协议栈，并测试了它的性能。在TCP/IP协议栈方面，BSD使用mbuf，X内核使用图结构，而我们开发了一个适合Java的协议栈。Java没有指针，所以没有办法指向数据结构内部。此外，Java限制了数据类型之间的转换。因此，我们设计了一种适合Java的缓冲区结构，并使用监视器进行线程通信。由于Java虚拟机不是本机，它的性能可能是一个问题，但从我们的测量来看，它的性能比我们预期的要好得多。

项目成果

Tatsuya Hagino, Tetsuya Saito: "Operating System on Virtual Machines"Parallel/Distributed Consortium, Parallel Distributed Opperating System. Vol.2. 6-11 (1999)

Tatsuya Hagino、Tetsuya Saito：《虚拟机上的操作系统》并行/分布式联盟，并行分布式操作系统。

立野,斎藤,萩野: "Javaによるプロトコルスタックの実現"情報処理学会SIGOS. (2000)

Tateno、Saito、Hagino：“使用 Java 实现协议栈”日本 SIGOS 信息处理协会 (2000)。

Tatsuya Hagino: "PUX and JMK"Parallel/Distributed Consortium. 72-73 (2000)

Tatsuya Hagino：“PUX 和 JMK”并行/分布式联盟。

萩野達也・斉藤鉄也: "仮想計算機上のオペレーティングシステムの研究"並列・分散処理研究推進機構 並列分散処理オペレーティングシステム技術. 2. 6-11 (1999)

Tatsuya Hagino和Tetsuya Saito：“虚拟机上操作系统的研究”并行和分布式处理研究促进组织并行和分布式处理操作系统技术。

立野、斉藤、萩野: "Javaによるプロトコルスタックの実現"情報処理学会SIGOS. (2000)

Tateno、Saito、Hagino：“使用 Java 实现协议栈”日本 SIGOS 信息处理协会 (2000)。