基于申威-威焱831和統(tǒng)信操作系統(tǒng)下設(shè)計(jì)即時(shí)通訊系統(tǒng)的全流程研究

摘 要：申威作為國內(nèi)信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)重要的生力軍，其完全自主指令集核心處理器的優(yōu)勢(shì)備受矚目。但是，基于申威架構(gòu)的應(yīng)用全流程開發(fā)尚未得到足夠關(guān)注。因此，提出基于申威-威焱831和統(tǒng)信操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了即時(shí)通訊系統(tǒng)的全流程開發(fā)應(yīng)用。文中詳細(xì)闡述了系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)、Qt源碼編譯、Qt Creator安裝，并提出了一種自動(dòng)化獲取Qt運(yùn)行時(shí)庫腳本的方法，徹底解決應(yīng)用程序發(fā)布難題。最后，利用DEBIAN包管理軟件對(duì)應(yīng)用程序打包，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，應(yīng)用程序發(fā)布到其他客戶機(jī)同樣能正常工作。

關(guān)鍵詞：申威-威焱831；信創(chuàng)；即時(shí)通訊；Qt；自動(dòng)化腳本；程序發(fā)布

中圖分類號(hào)：TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2024）04-0-04

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.04.041

0 引 言

當(dāng)前，在信息科技領(lǐng)域，大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)都運(yùn)行在英特爾x86平臺(tái)下，而“絕對(duì)壟斷”的wintel（即Windows+Intel）組合已經(jīng)主導(dǎo)了該行業(yè)多年。隨著國家信息科技創(chuàng)新[1]產(chǎn)業(yè)的崛起，打破來自西方的所謂“卡脖子”行業(yè)的呼聲越來越高，人們?nèi)找嫫诖龂鴥?nèi)創(chuàng)造的自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品能夠替代進(jìn)口產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)真正的自主創(chuàng)新。而其中基于申威處理器的優(yōu)化研究一直在不斷推進(jìn)之中。例如，近期有關(guān)申威眾核處理器上通信研究的文獻(xiàn)[2]表明，通過基于寄存器的通信方式，該處理器的性能得到了大幅改善。然而，由于自主設(shè)計(jì)的處理器指令集架構(gòu)與x86存在很大差異，因此為了在國產(chǎn)化環(huán)境中使用這些處理器，應(yīng)用軟件就必須適配國產(chǎn)處理器的指令集。目前，越來越多的應(yīng)用程序已經(jīng)開始基于國產(chǎn)處理器以及國產(chǎn)操作系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)[3]，如統(tǒng)信操作系統(tǒng)在行業(yè)和個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷提高[4]，而在其系統(tǒng)上進(jìn)行Ceph集群性能測(cè)試的研究也取得了顯著進(jìn)展[5]。此外，國產(chǎn)麒麟操作系統(tǒng)上應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)隨著信息創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為了一個(gè)新的方向[6]?？梢钥吹?，信息創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)百花齊放。本文旨在探討基于申威處理器以及統(tǒng)信操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)、移植、部署全流程問題。特別地，對(duì)于基于申威處理器移植的應(yīng)用，其移植方式可以分為二進(jìn)制翻譯和源碼編譯兩種。例如，解釋性語言如Java可直接通過二進(jìn)制翻譯技術(shù)進(jìn)行移植，并已有相關(guān)應(yīng)用成功實(shí)現(xiàn)[7]，而對(duì)于編譯型語言如C/C++，則需要進(jìn)行源代碼編譯。在部署方面，應(yīng)用程序的實(shí)施部署也需要根據(jù)不同的平臺(tái)系統(tǒng)特點(diǎn)適配，而不同的環(huán)境下，應(yīng)用的發(fā)布方式也可能存在差異[8]。最后，本文以基于申威-威焱831和國產(chǎn)統(tǒng)信操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的一款即時(shí)通訊應(yīng)用為例來說明本文主旨。項(xiàng)目采用C++語言進(jìn)行客戶端開發(fā)，并使用定制化的Qt Creator IDE[9]及Qt庫進(jìn)行界面設(shè)計(jì)。由于需要開發(fā)環(huán)境的部署，在申威平臺(tái)下需要定制Qt開發(fā)環(huán)境，并提出了一種自動(dòng)化獲取依賴的Qt運(yùn)行時(shí)庫腳本，使應(yīng)用程序發(fā)布變得更為簡(jiǎn)便。最終，已將該應(yīng)用成功打包成為可一鍵安裝和卸載的deb安裝包。通過上述研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也說明了即使發(fā)布在其他客戶機(jī)，應(yīng)用同樣可正常

工作。

1 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)服務(wù)端架構(gòu)如1所示。

具體說明如下：

（1）應(yīng)用層：應(yīng)用層主要為PC客戶端（即時(shí)通訊客戶端），消息存放在本地?cái)?shù)據(jù)庫中。

（2）服務(wù)層：服務(wù)層主要包含HTTP服務(wù)和TCP服務(wù)，HTTP服務(wù)包含消息、回執(zhí)、人員信息，TCP服務(wù)主要用來推送消息。

（3）數(shù)據(jù)層：服務(wù)端的數(shù)據(jù)層主要用來存放人員登錄、權(quán)限、消息、文件等信息。

客戶端功能如圖2所示。

（1）聊天功能：此為即時(shí)通訊的主要功能，包括支持發(fā)送文本、圖片、視頻、文件等消息內(nèi)容。

（2）通訊錄功能：從HTTP獲取全量通訊錄，支持模糊查找。

（3）群組功能：支持群組新建、修改、刪除等功能。

（4）組織功能：獲取組織下的所有人員信息。

2 Qt庫編譯及Qt Creator安裝

由于Qt官網(wǎng)無提前編譯好的基于申威平臺(tái)的安裝包，所以需要對(duì)Qt源碼進(jìn)行基于申威平臺(tái)的編譯適配，生成適配申威版Qt開發(fā)庫。本文所使用的Qt版本為5.13.2。

2.1 編譯基礎(chǔ)環(huán)境

編譯Qt源碼需要基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境及依賴庫。需要依賴的基礎(chǔ)環(huán)境見表1所列。

2.2 檢查安裝環(huán)境

基礎(chǔ)環(huán)境安裝完成后的檢查流程如圖3所示。

2.3 安裝依賴包

申威平臺(tái)下，Qt源碼編譯需要依賴相關(guān)庫，包括平臺(tái)相關(guān)、三維繪圖、字體、開發(fā)工具包。其中部分是在編譯過程中加載，部分在運(yùn)行時(shí)加載，具體見表2所列。

2.4 編譯及安裝

上述安裝包執(zhí)行完后，在Qt源碼目錄下執(zhí)行編譯、安裝命令，Qt庫安裝完成。

2.5 安裝Qt Creator

安裝命令：apt install qtcreator。

3 程序打包

針對(duì)在開發(fā)環(huán)境中編寫的程序發(fā)布到其他申威831客戶機(jī)上需要手動(dòng)查找依賴庫文件低效的問題，本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)化腳本解決方案。該腳本可以在開發(fā)環(huán)境中自動(dòng)查找應(yīng)用程序所依賴的所有庫文件，并將其全部打包成為一個(gè)安裝包。通過該方法可以避免手動(dòng)查找依賴庫文件耗費(fèi)大量時(shí)間和精力的問題，并確保所找出的依賴庫文件完整準(zhǔn)確，提高應(yīng)用程序發(fā)布的效率和可靠性。本文詳細(xì)描述了該系統(tǒng)的原理以及具體實(shí)現(xiàn)方式，并在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了該方案的可行性和有效性。

Qt程序依賴的庫文件主要分為libs、platforms、SQLdrivers三大類，所以腳本的編寫主要圍繞查找這三類

展開。

依賴庫提取流程如圖4所示。

4 一鍵生成程序deb包

本文探討在統(tǒng)信操作系統(tǒng)下，針對(duì)應(yīng)用程序依賴庫文件、配置文件、數(shù)據(jù)庫等其他內(nèi)置文件的需求，提供一鍵安裝及卸載軟件功能。為此，我們使用deb作為包管理方式，將應(yīng)用程序及其所需依賴的所有文件統(tǒng)一打包成一個(gè)軟件包，并設(shè)計(jì)了一套完整的軟件安裝和卸載機(jī)制。通過這種方式，我們能夠提供用戶友好、方便快捷的軟件安裝和卸載體驗(yàn)，降低用戶操作的難度和出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)軟件生命周期，提高可維護(hù)性和穩(wěn)定性。本文詳細(xì)描述了如何構(gòu)建deb軟件包以及如何通過dpkg命令進(jìn)行軟件安裝與卸載，同時(shí)提出了在實(shí)施過程中的注意事項(xiàng)和優(yōu)化策略。

4.1 打包目錄結(jié)構(gòu)

統(tǒng)信平臺(tái)下deb打包程序結(jié)構(gòu)如下所示：

DEBIAN

control

preinst

postrm

usr

local

bin

IMpackage（程序目錄）

share

applications（xxx.desktop）

4.2 腳本文件內(nèi)容

control文件內(nèi)容如下所示：

Package：imchat-sw

Version：2023-04-07

Section：Commercial

Priority：optional

Architecture：sw_64

Maintainer：Liunh

Provides：imchat-sw

Description：a tool for chat

注意：Package命名有規(guī)定，大寫、數(shù)字、下劃線都不能出現(xiàn)，Architecture指的是CPU架構(gòu)類型，這里是申威平臺(tái)架構(gòu)：sw_64。

preinst文件內(nèi)容如下所示：

#！/bin/bash

dir=/usr/local/Qt-5.13.2/lib/fonts

if [ ！ -d \"$dir\" ]; then

mkdir -p /usr/local/Qt-5.13.2/lib/fonts

cp /usr/share/fonts/opentype/noto/* /usr/local/Qt-5.13.2/lib/fontsfi

dir1=/usr/local/Qt-5.13.2/plugins/platforminputcontexts

if [ ！ -d \"$dir1\" ]; then

mkdir -p /usr/local/Qt-5.13.2/plugins/platforminputcontexts

cp /usr/lib/sw_64-linux-gnu/qt5/plugins/platforminputcontexts/libfcitxplatforminputcontextplugin.so /usr/local/Qt-5.13.2/plugins/platforminputcontexts

chmod +x /usr/local/Qt-5.13.2/plugins/platforminputcontexts/libfcitxplatforminputcontextplugin.so

fi

postrm文件內(nèi)容如下所示：

#！/bin/bash

rm -rf /usr/local/Qt-5.13.2/lib/fonts

4.3 執(zhí)行打包命令

上述目錄中的腳本編寫完成后，執(zhí)行打包命令：

dpkg -b im-deb uos20_sw831_imchart.deb

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

申威平臺(tái)下即時(shí)通訊安裝包截圖如圖5所示。

軟件安裝界面如圖6所示，程序執(zhí)行界面如圖7所示。

5.2 實(shí)驗(yàn)問題分析

在基于申威831平臺(tái)開發(fā)應(yīng)用程序的過程中，遇到了區(qū)別于基于x86平臺(tái)的問題，經(jīng)過適配移植，最終實(shí)現(xiàn)了基于國產(chǎn)申威架構(gòu)CPU平臺(tái)、統(tǒng)信操作系統(tǒng)應(yīng)用程序的開發(fā)與部署[10]。表3所列為申威平臺(tái)環(huán)境下遇到的問題及解決

方案。

6 結(jié) 語

本文系統(tǒng)地介紹了基于申威831、統(tǒng)信操作系統(tǒng)平臺(tái)下的應(yīng)用軟件開發(fā)、部署及實(shí)施流程，強(qiáng)調(diào)了該過程中因軟硬件架構(gòu)不同所帶來的挑戰(zhàn)以及解決這些挑戰(zhàn)的具體方法。本文所有內(nèi)容都基于作者在實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)，為未來在信息創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)環(huán)境中開發(fā)、部署應(yīng)用軟件提供了有益指導(dǎo)和借鑒。此外，本文也提出了可用于優(yōu)化應(yīng)用程序性能和簡(jiǎn)化環(huán)境部署的策略，從而提高國產(chǎn)處理器、操作系統(tǒng)等自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和競(jìng)爭(zhēng)力。

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收稿日期：2023-05-23 修回日期：2023-06-26

作者簡(jiǎn)介：劉寧海（1988—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)閲a(chǎn)操作系統(tǒng)軟件開發(fā)移植、區(qū)塊鏈。

殷衛(wèi)強(qiáng)（1990—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)閲a(chǎn)操作系統(tǒng)移植測(cè)試。