一种异构多核间协调调度的方法及异构多核系统

摘要

本发明公开了一种异构多核间协调调度的方法及异构多核系统，通过采用主从式管理结构，使得运行于主核上的操作系统有对异构多核系统中所有资源的主导管理能力，能够监控异构多核系统的整体运行，并在必要的时候向对方发出行为调整命令，要求对方调整其行为，从核上的操作系统实时接受主操作系统传递过来的行为调整命令并进行调整，从而使多核异构系统中的主核操作系统与从核操作系统之间可以互相沟通与约束，有效的解决了主核操作系统与从核操作系统之间无法协调与调度的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机操作系统领域，尤其涉及一种异构多核间协调调度的方法及异构多核系统。

背景技术

随着芯片设计水平的提高以及应用需求的提升，多核(CPU)越来越多的被运用到产品中。目前采用的异构多核系统大多选用多核中的一个核作为主核，承担主要的资源管理和复杂逻辑运算；其余的核作为从核，承担逻辑简单但数据量大的工作。

在异构多核系统中，每个核运行的操作系统并发执行。当前的操作系统技术中，每个操作系统可以做到对各自生成的进程(或者任务)统一管理和调度；功能复杂的操作系统中还能提供线程的支持，进程可以管理和调度其下属的线程。但由于不同的操作系统由不同的厂商独自开发，操作系统与操作系统之间并没有更高级别的管理方对它们进行管理和调度。目前在异构多核体系中，每个核运行的操作系统的映像虽然来源于同一个代码段，并且每个核享有独立的内部寄存器资源，但仍然需要共享外部资源(如内存，外设等)。然而目前的操作系统设计中并没有考虑到多操作系统之间的协调与调度的问题。

发明内容

本发明提供一种异构多核间协调调度的方法及异构多核系统，用以解决现有异构多核系统中各核运行的操作系统之间无法进行协调与调度的问题。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种异构多核间协调调度的方法，包括步骤：

A、主核操作系统在异构多核系统中设置需要监控的行为与资源，并对所述设置的需要监控的行为与资源进行监控；

B、当主核操作系统发现异构多核系统中出现异常状况时，确定该异常状况的类型；

C、若所述异常状况需要从核操作系统进行行为调整，则主核操作系统向相应的从核操作系统发送行为调整命令，否则，主核操作系统直接对所述异常状况进行处理。

所述从核操作系统在实施影响异构多核系统整体运行的行为前，向主核操作系统发送相应的行为调整请求消息；

主核操作系统根据当前异构多核系统整体的运行状态判断是否允许从核操作系统进行行为调整，若允许，则向从核操作系统发送批准其行为调整的反馈消息，否则，向从核操作系统发送否决其行为调整的反馈消息。

所述从核操作系统向主核操作系统发送行为调整请求消息后，若在预设时间内收到主核操作系统的反馈消息，则根据该反馈消息进行相应的处理，否则，执行下一步骤；

从核操作系统根据本次行为调整的重要性判断是否需要重发行为调整请求，若需要，则向主核操作系统重新发送行为调整请求，否则，流程结束。

所述从核操作系统向主核操作系统发送的行为调整请求中包含行为调整的序列号、行为调整的类型及行为调整的优先级；

所述主核操作系统向从核操作系统发送的行为调整反馈消息中包含行为调整请求中携带的行为调整序列号及行为调整请求的反馈结果。

所述主核操作系统向从核操作系统发送的行为调整命令中包括行为调整的序列号及行为调整的类型。

一种异构多核系统，包括主核和从核，其中，

主核，用于设置需要监控的行为与资源，对所述设置的需要监控的行为与资源进行监控；并在发现异常状况时，判断该异常状况是否需要从核进行行为调整，若是，则向相应的从核发送行为调整命令，否则，直接对所述异常状况进行处理；

从核，用于接收主核的行为调整命令，根据该命令执行相应的处理。

所述从核还用于在实施影响系统整体运行的行为前，向主核发送相应的行为调整请求消息；

所述主核还用于在接收到行为调整请求消息后，根据当前系统整体的运行状态判断是否允许从核进行行为调整，若允许，则向从核操发送批准其行为调整的反馈消息，否则，向从核发送否决其行为调整的反馈消息。

由于本发明采用了以上技术方案，因此具有以下有益效果：

本发明通过采用主从式管理结构，使得运行于主核上的操作系统有对异构多核系统中所有资源的主导管理能力，能够监控异构多核系统的整体运行，并在必要的时候向对方发出行为调整命令，要求对方调整其行为，从核上的操作系统实时接受主操作系统传递过来的行为调整命令并进行调整，从而使多核异构系统中的主核操作系统与从核操作系统之间可以互相沟通与约束，有效的解决了主核操作系统与从核操作系统之间无法协调与调度的问题。

进一步，本发明中，从核操作系统在进行一些影响到异构多核系统整体运行的行为前需要首先向主核操作系统发出请求，得到主核操作系统批准后才真正进行行为操作，从而避免了从核操作系统盲目操作而导致的异构多核系统整体混乱的发生。

附图说明

图1为本发明所述异构多核间协调调度的方法的流程图；

图2为本发明中主核操作系统对从核操作系统的行为调整请求进行处理的流程图：

图3为本发明中从核操作系统向主核操作系统申请行为调整的流程图；

图4为本发明所述异构多核系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的主要技术构思是通过采用主从式管理结构，使得运行于主核上的操作系统有对异构多核系统中所有资源的主导管理能力，它一方面用于本身代码中对资源的访问与控制行为，另一方面还用于监控异构系统中其他从核上运行的操作系统的实时行为，并在必要的时候向对方发出行为调整命令，要求对方调整其行为，从核上的操作系统实时接受主操作系统传递过来的行为调整命令并进行调整，从而使多核异构系统中的主核操作系统与从核操作系统之间可以互相沟通与约束，有效的解决了主核操作系统与从核操作系统之间无法协调与调度的问题。

下面通过各个附图对本发明的具体实现过程做进一步详细的说明。

请参阅图1，该图为本发明所述异构多核间协调调度的方法的流程图，其主要实现过程为：

步骤10、主核操作系统对异构多核系统的监控要素进行初始化，在异构多核系统中设置需要监控的行为与资源；

步骤11、主核操作系统对所述设置的需要监控的行为与资源进行监控；

步骤12、当主核操作系统发现异构多核系统中出现异常状况时，确定该异常状况的类型，否则，返回步骤11；

步骤13、主核操作系统判断所述异常状况是否需要从核操作系统进行行为调整，若是，执行步骤14，否则，执行步骤15；

步骤14、主核操作系统向相应的从核操作系统发送行为调整命令，返回步骤11；

步骤15、主核操作系统直接对所述异常状况进行处理，返回步骤11。

本发明所述方法中，所述主核操作系统不间断的监听其他从核操作系统上发送来的请求消息，并为这些请求提供一定的服务。

请参阅图2，该图为本发明中主核操作系统对从核操作系统的行为调整请求进行处理的流程图，其主要实现过程为：

步骤20、主核操作系统监听各从核操作系统发送过来的消息，当收到从核操作系统发送的行为调整请求时，执行步骤21；

步骤21、主核操作系统根据当前异步多核系统的整体状态判断是否允许从核操作系统进行该行为调整，若允许，执行步骤22，否则，执行步骤23；

步骤22、主核操作系统向从核操作系统发送批准其行为调整的反馈消息；

步骤23、主核操作系统向从核操作系统发送否决其行为调整的反馈消息。

请参阅图3，该图为本发明中从核操作系统向主核操作系统申请行为调整的流程图，其主要实现过程为：

步骤30、从核操作系统决定进行一个将会影响异构多核整体系统运行的行为调整时，向主核操作系统发送一个相应的行为调整请求；

步骤31、从核操作系统等待主核操作系统的反馈消息，若在预设时间内收到主核操作系统的反馈消息，执行步骤32，否则，执行步骤33；

步骤32、从核操作系统根据该反馈消息进行相应的处理，如果主核操作系统的反馈结果是允许其进行行为调整，则从核操作系统进行既定的行为调整，并结束本流程，如果主核操作系统的反馈结果是不允许其进行行为调整，则从核操作系统结束本流程；

步骤33、从核操作系统根据本次行为调整的重要性判断是否需要重发行为调整请求，若需要，向主核操作系统重新发送行为调整请求，否则，流程结束。

本发明所述方法中运行在不同核上的操作系统之间采用硬件提供的核间通信手段作为载体进行通信，主从核上的操作系统共同采用协商好地协议格式对通信内容进行解释。协议中必要的元素有：

主核操作系统主动向从核操作系统发送的行为调整命令中包含的必要元素有行为调整的序列号和行为调整的类型。

从核操作系统主动向主核操作系统发送的行为调整请求中包含的必要元素有行为调整的序列号，行为调整的类型及行为调整的优先级。

主核操作系统向从操作系统发送的行为调整反馈消息中包含的必要元素有行为调整请求中携带的行为调整序列号及行为调整请求的反馈结果。

相应于本发明上述方法，本发明进而提出了一种异构多核系统，请参阅图4，该图为本发明所述异构多核系统的结构示意图，其主要包括主核和从核，其中，

主核，用于设置需要监控的行为与资源，对所述设置的需要监控的行为与资源进行监控；并在发现异常状况时，判断该异常状况是否需要从核进行行为调整，若是，则向相应的从核发送行为调整命令，否则，直接对所述异常状况进行处理；

所述主核还用于在接收到行为调整请求消息后，根据当前系统整体的运行状态判断是否允许从核进行行为调整，若允许，则向从核操发送批准其行为调整的反馈消息，否则，向从核发送否决其行为调整的反馈消息。

从核，用于接收主核的行为调整命令，根据该命令执行相应的处理；

所述从核还用于在实施影响系统整体运行的行为前，向主核发送相应的行为调整请求消息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。