共享内存

摘要： 通过研究,笔者设计并实现了一种Linux系统中的消息订阅发布机制。该机制将本地套接字和共享内存两种进程间通信方式相结合,实现多个进程接收一个进程发送的同一消息的机内进程间通信功能。本机制中,进程间的耦合度较低,消息接收方订阅自己需要的消息,一个进程可以订阅多个消息,消息发送方并不关心消息接收方是谁。消息发送方发布信息后,所有订阅了该消息的进程都会收到发布的信息。

摘要： 本文着重介绍了我国自主研发的操作系统Intewell———针对低成本硬件数控系统的一种体系架构设计。此体系结构可以为数控系统业务应用提供丰富的生态,满足数控系统HMI应用的需要;同时,为数控系统提供强实时性能,通过实时控制应用与非实时HMI应用的多业务融合可实现高速、高精度控制。

摘要： 在多核计算机时代,多道程序在整个共享内存体系上的“访存干扰”是制约系统总体性能和服务质量的重要因素.即使当前内存资源已相对丰富,但如何优化内存体系的性能、降低访存干扰并高效地管理内存资源,仍是计算机体系结构领域的研究热点.为深入研究该问题,详述将“页着色(page coloring)”内存划分技术应用于整个内存体系(包括Cache、内存通道以及内存DRAM Bank),进而消除了并行多道程序在共享内存体系上的访存干扰的一系列先进方法.从DRAM Bank、Channel与Cache以及非易失性内存(non-volatile memory,NVM)等内存体系中介质为切入点,层次分明地展开论述:首先,详述将页着色应用于多道程序在DRAM Bank与通道的划分,消除多道程序间的访存冲突;随后是将页着色应用于在内存体系中Cache和DRAM的“垂直”协同划分,可同时消除多级内存介质上的访存干扰;最后是将页着色应用于包含NVM的混合内存体系,以提高程序运行效率和系统整体效能.实验结果表明,所提内存划分方法提高了系统整体性能(平均5%-15%)、服务质量(QoS),并有效地降低了系统能耗.通过梳理和总结,较为全面地展现了内存体系划分技术的核心思想、关键技术、应用架构及发展脉络.对未来优化内存体系性能、服务器性能及服务质量相关的工作提供了参考.

摘要： 密码技术是云计算安全的基础,支持SR-IOV虚拟化的高性能密码卡适用于云密码机,可以为云计算环境提供虚拟化数据加密保护服务,满足安全需求.针对该类密码卡在云密码机使用过程中存在的兼容性不好、扩充性受限、迁移性差以及性价比低等问题,本文提出了基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化方法,利用共享内存或者VIRTIO作为通信方式,通过设计密码卡前后端驱动或者服务程序,完成多虚拟机与宿主机的高效通信,实现常规密码卡被多虚拟机共享.该方法可以有效地降低云密码机的硬件门槛,具有兼容性好、性能高、易扩展等特点,在信创领域具有广阔的应用前景.

摘要： 设计并实现了一种基于共享内存进行数据通信的多进程通用测试平台解决方案,硬件平台基于工控机和NI公司的PCI/PCIe接口数据采集卡,软件采用基于共享内存技术的多进程架构,该方案的工程应用可提高测试系统的开发效率,具有高可靠性,兼容性和可扩展性的特点。

摘要： 对IPC共享内存机制进行了研究,基于CODESYS平台,设计了一种同时具备机器人运动控制功能与PLC控制功能的控制器。首先搭建Linux实时系统;然后移植CODESYS Runtime将PC设备转变为基于IEC61131-3标准的可编程控制器;最后在底层编写共享内存功能代码并封装成功能块,实现机器人算法程序通过CODESYS平台与伺服驱动器通信。最终将PLC与机器人控制器合二为一,有效地节约了成本,并且可根据生产需求定制化开发功能。

摘要： 给出一种多核AMP架构的继电保护装置内部通信方法,介绍了其在Xilinx MPSoC上的实现。采用虚拟CAN和物理CAN相结合的方法,通过共享内存和代理核实现了多核处理器核间及出板CAN通信。实际应用和测试结果表明,该方法在不增加额外硬件成本的前提下,基于单个物理CAN接口可实现应用软件从单核处理器到多核处理器架构的平滑迁移,进而提高了硬件的集成度和软件的可靠性。

摘要： 随着继电保护设备的功能以及集成度的提升,单核处理器在性能上已捉襟见肘,多核处理器得到了较广泛应用.多核处理器在继电保护设备中通常工作于多核异构模式,该模式下划分出的各运行区之间通常基于共享内存实现数据交换.本文提出了一种在多核异构模式下去中心化的有管理的共享内存设计方法,可以实现各运行区对等的进行抽象化的共享内存的资源申请和获取,极大降低了各运行区之间的耦合关系.

摘要： 为了实时采集飞行器在风洞试验时产生的数据,并控制试验流程,提出基于Windows 7+RTX64实时扩展平台设计和开发软件控制系统的方案.首先设计测试流程测试RTX64的实时性,并与在相同条件、Windows下测试的结果比较,验证了RTX64能够显著增强系统的实时性;然后详细阐述了飞行器虚拟飞行软件控制系统进程间通信和试验流程的设计,通过共享内存和事件体实现进程间数据交互和同步的目的;最后给出测试结果与分析.结果表明,在4 ms定时周期内系统能够实时采集陀螺仪、编码器和天平等传感器数据,控制飞行器的虚拟飞行试验时序,验证了系统设计方案的可行性.

摘要： 为了解决通用处理模块内部多处理器通信速度慢、效率低的问题,结合PCIe总线的特性,设计了基于消息中断和共享内存的多处理器通信方式,实现了多处理器紧急消息、短消息和流消息的高速传输,同时设计了各种类型的消息在PCIe总线传输的测试程序,充分验证了通信算法的可靠性和传输效率,满足了系统需求.

摘要： 近年来,GPU等加速设备越来越多的出现在服务器、个人电脑、终端设备中,异构架构已成为主流.然而现有的异构编译工具采用通用处理器和加速器代码分离的编译方案,忽略了异构代码之间的相关性,限制了优化范围.本文设计并实现了一种基于共享内存的OpenCL主机一内核代码融合编译器,利用系统的共享内存机制,通过构建拓展符号表(Expandi ng Symbol Table,EST),实现主机代码和内核代码的协同编译,挖掘更多的优化机会.本文在Clang的基础上,实现了该编译器,并在Nvidia K40c GPU的平台上进行了验证.实验结果表明,与传统的分离编译相比,融合编译器以较小的时间代价(平均不超过13％),换取了众多全程序级的优化机会,例如常数传播、线程间向量化等.

摘要： 现代飞机逐步推广使用综合模块化航空电子系统IMA(Integrated Modular Avionics)体系架构,该架构使用相互隔离的分区将飞机各个应用相互隔离,应用之间使用了全新的数据通信机制.介绍了符合Arinc653标准的I MA模块结构,分析了基于APEX接口的分区间通信技术,涉及队列端口和采样端口的配置和数据通信操作.提出了基于共享内存的分区间通信技术,分析了其共享数据域的配置和数据的读写操作,其实现更加的方便和灵活.

摘要： 空管自动化系统的雷达数据融合处理模块需要在双机之间频繁地进行临时数据的同步,针对其业务特点,文章描述了一种基于共享内存的双机数据同步方法.通过测试验证,该方法可有效地实现双机之间的数据同步.zlsms软件包提供的动态库和同步程序，可帮助应用程序实现准实时的共享内存同步，且基本不影响应用程序自身的逻辑结构和运行效率。同步程序在进行数据传输时，会有一定的延迟。实际延迟时间取决于共享内存块的大小、网络传输带宽、同步程序负载等因素。另外，共享内存块被频繁锁定的情况下，同步程序的效率也会降低。这些都是实际应用开发时需要考虑的。

摘要： 随着GPU的发展,大量的并行科学计算程序都采用GPU进行加速计算.然而,现有的GPU不支持多个进程同时访问.当一个进程初始化GPU之后,在释放GPU之前,其它的进程是无法使用GPU的.提出了一种基于共享内存的多进程共享GPU机制,可以实现多进程同时访问GPU.给出了具体的实现原理和实现方法,并以一个实际的应用为例,验证了方法的有效性.

摘要： 集群作业管理系统目前对GPU资源的管理还不是很完善,尤其在单节点多GPU的情况下,经常由于GPU设备的使用冲突、负载不均等原因而导致GPU设备利用率低.为此,本文设计并实现了一种基于共享内存方式的GPU资源调度器,结合集群作业管理系统,可以自动为用户作业分配需要的GPU设备资源,避免多个GPU设备的使用冲突,从而使得GPU设备的使用率达到最高.基于SAPPORO的GPU多体模拟程序在本系统环境下得到了很好的应用.

摘要： 随着虚拟化技术的广泛使用,虚拟机中域间通信问题日趋重要.传统的域间网络通信通过完整的网络协议栈发送数据，并设有针对通信双方处于同一台物理机器上不需要经过物理网络的特点进行优化.这导致域间网络通信速率非常低下,使得域间通信速度成为一些通信密集型应用的的瓶颈.本文在Xen平台上实现了一种基于共享内存的域间通信方法，该方法简化了域间通信的过程能大大提高通信速度.实验证明该方法能够将Xen的域间通信速率提高260%.

摘要： 油气勘探数据作为大数据的种类之一,具备大数据所有数据量(Volume)、时效性(Velocity)、多样性(Variety)、可疑性(Veracity)属性.属性分析是大数据处理的必要前置步骤.现有高密度、宽方位地震所采集数据量巨大,在地震资料处理环节及地震数据属性分析环节出现重大时效问题,需要计算机硬件设备扩充与软件实现效率和方式的改变.文中通过例证资料处理过程中地震数据属性分析流程,判断分析的效率和分析方式对资料处理周期和品质的影响.通过分析地震资料处理软硬件特点,提出多线程共享内存及优化数据I/O粒度的数据分析等方法提高效率,测试应用效果表明该方法大幅度提高海量地震数据属性分析效率.

摘要： 油气勘探数据是大数据,它具备大数据所有4V属性,对其进行属性分析是大数据处理的必要前置步骤.随着地震勘探技术的发展及地震勘探仪器装备的完善,野外现场采集的地震数据量与日俱增,特别是高密度宽方位地震采集的数据,动辄达到几十T甚至上百T的数据量,给地震资料处理及地震数据属性分析带来巨大的挑战,不仅需要计算机硬件设备的扩充,更需要软件实现效率和方式的改变.地震数据属性分析是资料处理过程中不可或缺的环节,其分析的效率和方式影响到资料处理的周期和品质.本文通过分析现有地震资料处理软硬件特点,提出了多线程共享内存及优化数据I/O粒度的数据分析方式提高效率,实际测试应用表明可大幅度提高海量地震数据属性分析效率.

摘要： MPI Alltoall通信作为一种重要的集合通信，在高性能应用中广泛使用。在多核机群中，一个结点内的多个进程同时参与Alltoall通信。一方面，这些进程可以利用共享内存优化通信性能。虽然当前基于首进程（Leader-based）的方法利用共享内存提高了Alltoall小消息通信的性能，但由于采用固定数目的首进程，这些方法不能使所有的Alltoall小消息通信都获得最优性能。另一方面，这些进程需要竞争结点内有限的网络资源。在Alltoall大消息通信中，存在许多个同步消息，然而竞争导致这些同步消息的延迟增大了数十倍，同步开销占整个Alltoall通信的很大比例。在本文中，我们针对这些问题提出了不同的优化方法。对于Alltoall小消息通信，PLP方法根据小消息的长度采用不同数目的首进程；对于Alltoall大消息通信，LSS方法将同步消息的总数从减少到。通过实验，我们验证了这两种方法。对于Alltoall小消息通信，PLP方法总是可以获得最优的性能。对于Alltoall大消息通信，LSS方法获得的性能提升比例几乎为常数，其与系统的规模无关；对于32K和64K字节的消息，它们的性能提高了25%。

摘要： 提高虚拟机间的通信效率对于提高云计算环境中网络密集型应用的整体性能十分重要.已有的基于共享内存的虚拟机间通信方法不能在支持应用编程透明和虚拟机在线迁移的同时满足实现复杂度低的要求.提出了一种支持在线迁移的虚拟机间快速通信方法.与现有方法相比，该方法同时满足对用户和编程者透明、支持在线迁移且无需修改操作系统内核代码三个特点.

摘要： 一种内存池管理方法，包括：根据多个计算单元的信息来分配存储装置中的多个内存池，其中所述多个计算单元在相同的处理器上独立地执行；以及将所述多个内存池的其中之一指派给所述多个计算单元的其中之一，其中所述多个计算单元中的不同计算单元共享所述多个内存池中的至少一个。

摘要： 本发明实施例公开了一种共享内存管理方法及共享内存管理设备，该方法应用于报文零拷贝系统中，该报文零拷贝系统运行于操作系统，该报文零拷贝系统包括至少两个应用程序APPs，APPs共享第一包缓存pbuf内存，该方法包括：APPs中的任一应用程序APP设置所述APP对所述第一pbuf内存的读写操作保护属性在当前时刻为只读；若所述APP接收到所述操作系统发送的pbuf内存误操作通知消息，则获取所述pbuf内存误操作通知消息中的pbuf内存误操作现场信息；基于所述pbuf内存误操作现场信息确定内存误操作现场。从而在APP对共享pbuf内存进行误操作时，准确定位产生误操作的问题现场，保障系统可靠性。

摘要： 本发明公开了一种共享内存管理单元的系统及搭建方法、内存访问方法，属于计算机领域，系统包括存储器、内存管理单元以及运行在同一系统软件内且共享内存管理单元的微处理器和IP核；还包括地址偏移单元，地址偏移单元与微处理器以及内存管理单元通信连接，地址偏移单元用于将微处理器发出的内存访问请求中携带的虚拟地址进行偏移并形成偏移地址后再发送给内存管理单元；偏移地址与IP核发出的内存访问请求中携带的虚拟地址位于不同地址范围下的虚拟地址空间内；微处理器与IP核包括有公有数据，用于访问公有数据的偏移地址以及IP核发出的虚拟地址均映射到存储器中用于存储公有数据的物理地址空间。本发明能够提高IP核的性能且较少的修改代码。

摘要： 本申请涉及一种面向共享内存式协处理器的堆内存管理方法和装置。所述方法包括：在执行协处理端程序前，通过第一接口函数申请一片较大的连续堆内存空间，将申请的堆内存空间的虚地址转换为物理地址，并将物理地址传递至协处理器端程序，并将申请的堆内存空间分别组织为可用链表和已分配链表；在协处理器端程序申请内存使用时，通过第二接口函数从可用链表头开始寻找第一块大小可用的内存分配，并将新分配的内存加入已分配链表的链表尾；在协处理器端程序执行过程中，通过第三接口函数释放协处理器端堆内存空间，并将新释放的内存加入可用链表；在协处理器端程序执行完毕后，通过第四接口函数根据虚地址清理协处理器堆内存空间。

摘要： 本发明提供了一种共享内存数据库的内存管理方法及装置，包括：在创建数据库的空间中按照预设的数据库容量的最大值为数据库分配虚拟内存空间；为数据库分配第一物理内存，将第一物理内存的开始地址设为虚拟内存空间的开始地址，以便在第一物理内存中插入或修改数据；判断数据库的空闲内存是否小于预设阈值，得到第一判断结果；在第一判断结果为是时，将预设扩容步长大小的第二物理内存加入到数据库的虚拟内存空间中，并将第二物理内存的开始地址设为上一物理内存的尾部地址；扩大数据库可用的内存空间。本发明能够解决多段式共享内存数据库地址不连续的问题；简化多段式共享内存数据库扩容时需要重新映射共享内存而造成的管理复杂性。

摘要： 本发明实施例公开了一种共享内存管理方法及共享内存管理设备，该方法应用于报文零拷贝系统中，该报文零拷贝系统运行于操作系统，该报文零拷贝系统包括至少两个应用程序APPs，APPs共享第一包缓存pbuf内存，该方法包括：APPs中的任一应用程序APP设置所述APP对所述第一pbuf内存的读写操作保护属性在当前时刻为只读；若所述APP接收到所述操作系统发送的pbuf内存误操作通知消息，则获取所述pbuf内存误操作通知消息中的pbuf内存误操作现场信息；基于所述pbuf内存误操作现场信息确定内存误操作现场。从而在APP对共享pbuf内存进行误操作时，准确定位产生误操作的问题现场，保障系统可靠性。

摘要： 本发明公开实现内存共享的方法、电子设备和共享内存数据管理库。实现内存共享的方法，包括：分配共享内存数据池，所述数据池可供多进程访问；将所述数据池划分成若干最小共享数据单元；内存管理模块在接收到进程的读/写请求时对最小共享数据单元的操作加锁，多进程并发地申请持有读写锁进行操作；所述内存管理模块在执行完进程的读/写操作后解除该读写锁。对共享内存数据池进行小块(小颗粒)划分，针对每个小颗粒共享数据加锁和同步，实现了多并发的效果，减少多进程相互等待，提高整体通信效率。

摘要： 本申请涉及一种面向共享内存式协处理器的堆内存管理方法和装置。所述方法包括：在执行协处理端程序前，通过第一接口函数申请一片较大的连续堆内存空间，将申请的堆内存空间的虚地址转换为物理地址，并将物理地址传递至协处理器端程序，并将申请的堆内存空间分别组织为可用链表和已分配链表；在协处理器端程序申请内存使用时，通过第二接口函数从可用链表头开始寻找第一块大小可用的内存分配，并将新分配的内存加入已分配链表的链表尾；在协处理器端程序执行过程中，通过第三接口函数释放协处理器端堆内存空间，并将新释放的内存加入可用链表；在协处理器端程序执行完毕后，通过第四接口函数根据虚地址清理协处理器堆内存空间。

摘要： 本发明公开了一种基于内存划分技术的共享内存优化方法及系统，涉及计算机技术领域，所述方法包括：通过双层管理伙伴模块的第一子伙伴系统对第一共享内存进行初始存储；利用混合内存监测模块获得第一实时监测结果，计算第一实时访存频率并获得第一分类结果，其中包括第一热页面集、第一冷页面集、第一流页面集；构建预设迁移方案；利用数据迁移引擎模块动态迁移获得第一迁移控制结果实现动态划分。解决了现有技术无法生成个性化内存管理方案，导致多个请求引发共享内存的冲突和互扰的技术问题。达到了基于混合内存架构特点个性化进行内存管理，从而降低系统处理多个请求时的共享内存冲突和互扰，最终提高多个程序的运行效率的技术效果。

摘要： 本发明公开了一种共享内存管理单元的系统及搭建方法、内存访问方法，属于计算机领域，系统包括存储器、内存管理单元以及运行在同一系统软件内且共享内存管理单元的微处理器和IP核；还包括地址偏移单元，地址偏移单元与微处理器以及内存管理单元通信连接，地址偏移单元用于将微处理器发出的内存访问请求中携带的虚拟地址进行偏移并形成偏移地址后再发送给内存管理单元；偏移地址与IP核发出的内存访问请求中携带的虚拟地址位于不同地址范围下的虚拟地址空间内；微处理器与IP核包括有公有数据，用于访问公有数据的偏移地址以及IP核发出的虚拟地址均映射到存储器中用于存储公有数据的物理地址空间。本发明能够提高IP核的性能且较少的修改代码。