一種異構多核體系中的資源管理方法及系統的製作方法
2023-04-23 16:34:16 2
專利名稱：一種異構多核體系中的資源管理方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機作業系統中的資源管理技術，尤其涉及一種異構多核體
系中CPU資源的管理方法及系統。
背景技術：
隨著晶片設計水平的提高以及應用需求的提升，多核CPU越來越多的被運 用到產品中。目前採用多核CPU的異構體系大多選用CPU中的一個核作為主
核，承擔主要的資源管理和複雜邏輯運算，其餘的核作為從核承擔邏輯簡單但 數據量大的工作。
在多核CPU的異構體系中，每個核運行各自的作業系統。現代的多任務操
作系統提供了比較完善的進程管理、進程調度等手段，實現了在一個作業系統 中合理的分配系統資源。作業系統可以採用時間片，優先級等進程級管理手段 針對屬於其管理範圍內的進程進行管理調度，以防止很少使用外圍設備的進程 過長佔用處理器而使得要使用外圍設備的進程沒有機會啟動外圍設備。
但是，在異構多核體系中，CPU中的各個核採用了不同的作業系統，對於
不同的作業系統之間缺乏有效的管理手段。作業系統之間的管理已經超出了操
作系統本身的管理範圍。目前的異構系統的每個CPU上的作業系統對於資源的
佔用和劃分的策略基本是通過對硬體的一次性配置而完成，如對從外界進入的
報文分發給各個核時所分配的緩存區大小等，。當系統初始化時對CPU整體配 置後，CPU在本次上電周期內均釆用同一個策略為其各個核分配資源。也可以 說，目前只是通過硬體對作業系統進行著管理。而一般CPU硬體本身提供的管
理手段有限，無法靈活使用複雜的應用需求。而且硬體初始化完成後就唯一確 定了每個核對資源的分配策略，無法實時適應系統運行期間的狀態變化。
發明內容
有鑑與此，本發明的目的之一是提供一種異構多核體系中的資源管理方法。 能夠解決異構多核體系中通過硬體手段對資源進行管理分配不能實時適應系統 運行期間狀態需求變化的技術問題。為實現以上技術目的，本發明採用如下技
術方案
一種異構多核體系中的資源管理方法，至少包括以下步驟
A、 從核作業系統向主核作業系統上報其系統資源狀態信息；
B、 主核作業系統根據上報的所述系統資源狀態信息對各從核作業系統資 源使用狀態進行分析；
C、 主核作業系統根據所述分析的結果對資源分配策略進行調整。 進一步地，所述從核作業系統定期和/或根據告警門限向所述主核作業系統
上報其系統資源狀態信息。
進一步地，所述從核作業系統與所述主核作業系統之間採用硬體提供的核 間通信手段作為載體進行通信。
進一步地，步驟1中，還包括對所述系統資源狀態信息進行緩存的步驟。
基於上述方案，進一步地，為所述緩存設置一緩存門限，當上報的所述系 統資源狀態信息達到所述緩存門限時，所述主核作業系統批量進行分析處理。
基於上述方案，進一步地，當所述從核作業系統上報的系統資源狀態信息 屬於緊急信息時，所述主核作業系統將即刻對該屬於緊急信息的系統資源狀態 信息進行分析。
基於上述方案，進一步地，所述主核作業系統在分析處理所述屬於緊急信 息的系統資源狀態信息時，還包括對已經緩存的系統資源狀態信息進行分析處 理的步驟。
本發明的另 一 目的在於提供一種異構多核體系中的資源管理系統，方案是 一種異構多核體系中的資源管理系統，包括
從核信息上報模塊，用於收集從核當前的系統資源狀態信息，並上報給主核作業系統；
從核資源狀態調整模塊，用於根據主核作業系統發送的資源調整指令對資
源狀態進行調整；
從核信息緩存模塊，用於對所述從核上報的系統資源狀態信息進行緩存； 從核信息分析模塊，用於對所述從核上報的系統資源狀態信息進行分析； 資源分配策略調整模塊，用於根據所述從核信息分析模塊的分析結果調整 資源分配策略，向從核作業系統發送資源調整指令。 進一步地，所述從核信息緩存模塊包括
緊急判斷模塊，用於判斷接收的所述從核上報的系統資源狀態信息是否屬 於緊急信息，若是，則將所述緊急信息傳送給所述從核信息分析模塊；若否， 則將所述接收到的系統資源狀態信息緩存到緩存模塊中；
緩存模塊，用於緩存接收到的所述系統資源狀態信息。
進一步地，所述的從核信息緩存模塊還包括一個門限判斷模塊，用於對所 述緩存的從核上報的系統資源狀態信息數量進行監控，當達到門限時將所述緩 存的系統資源狀態信息傳送給所述從核信息分析模塊。
本發明引入了比作業系統內進程管理更高一級的作業系統管理機制，使異 構體系中的主核作業系統可以針對當前運行狀況對資源分配策略進行調整，同 時也起到對從核作業系統的管理作用。本發明擺脫了硬體一次性資源分配策略 的設計的局限性，增加了系統的管理手段，提高了系統對實時情況的適應性和 對突發狀況的處理能力。
圖1為本發明主核作業系統接收與處理從核作業系統上報信息的流程圖； 圖2為本發明異構多核體系中系統資源管理系統的模塊組成圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例及附圖對本發明所述的方法和系統進行詳細說明。本發明的核心思想是，利用核間通信手段，採用自定義消息格式，由各從 核動態、實時地主動上報各從核的系統資源狀態信息，主核作業系統接收從核 的上報信息，並進行分析，根據分析結果對資源分配策略進行動態的調整。
圖1為本發明主核作業系統接收與處理從核作業系統上報的系統資源狀態 信息的流程圖，主要如下
步驟1:主核作業系統通過CPU硬體提供的核間通信手段從通信載體上獲 得從核上報的系統資源狀態信息。
運行在不同核上的作業系統之間採用硬體提供的核間通信手段作為載體進 行通信。主從核上的作業系統共同採用協商好的協議格式對通信內容進行解釋。
從核上^l艮系統資源狀態信息時可以單獨或同時採用以下兩種方式
定時周期上報方式，從核端設置一定時周期，周期性的上報該從核的系統 資源狀態信息。
基於告警門限方式，從核端對系統資源狀態信息的緊急程度進行分級，設 定一區分緊急信息門限，緊急程度等級大於此門限的系統資源狀態信息屬於緊 急信息，小於此門限的信息屬於普通信息。對於緊急信息，要求主核端立即進 行響應，這樣可以進一步滿足特殊需求。
步驟2:主核作業系統採用主從核商定的通信協議判斷從核上報的系統資 源狀態信息是否屬於緊急信息，若是則執行步驟6;若否則執行步驟3。
步驟3:將從核上報的系統資源狀態信息緩存到緩存區。
步驟4:判斷緩存區中從核上報的系統資源狀態信息的數量是否達到了緩 存門限，如果達到，轉步驟5;如果沒有達到，轉步驟l。
步驟5:主核作業系統對緩存區中各從核上報的系統資源狀態信息進行批 量分析處理，然後執行步驟7。
步驟6:主核作業系統對屬於緊急信息的系統資源狀態信息進行分析處理， 然後執行步驟7。
步驟7:主核作業系統根據分析結果判斷是否需要調整資源分配策略，若 需要則執行步驟8，若不需要則轉步驟l。整。
主核作業系統向需要進行資源狀態調整的從核作業系統發送調整指令，從 核作業系統根據調整指令對當前的資源使用狀態進行調整。
圖2為本發明異構多核體系中系統資源管理系統的模塊組成圖，包括從核 資源管理模塊和主核資源管理模塊，從核資源管理才莫塊運行在從核作業系統上， 主核資源管理模塊運行在主核作業系統上。
從核資源管理模塊包括從核信息上報模塊、從核資源狀態調整模塊。
主核資源管理模塊包括從核信息緩存模塊、從核信息分析模塊、資源分配 策略調整模塊。
從核信息緩存^f莫塊用於緩存從核上報的系統資源狀態信息，從核信息緩存 模塊將接收到的系統資源狀態信息存儲在一個專門的內存空間中，當到達一定 門限後批量送給從核信息分析模塊處理。從核信息緩存模塊進一步包括緊急判 斷模塊、緩存模塊、門限判斷模塊。緊急判斷模塊用於判斷從核上報的系統資 源狀態信息是否屬於緊急信息，如果屬於則直接通知從核信息分析模塊進行分 析處理，如果不屬於則將其傳送給緩存模塊進行存儲。門限判斷模塊用於判斷 緩存模塊中存儲的系統資源狀態信息的數量是否超過了緩存門限，如果超過了 則直接通知從核信息分析模塊進行分析處理，如果沒超過則不做處理。
從核信息分析模塊用於對單個的或者批量的從核上報的系統資源狀態信息 進行分析，並產生分析結果供資源分配策略調整模塊使用。
資源分配策略調整模塊用於對從核作業系統上報的系統資源狀態信息進行 分析，並根據分析結果對資源的分配策略進行動態調整。
本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，
變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1、一種異構多核體系中的資源管理方法，其特徵在於，至少包括以下步驟A、從核作業系統向主核作業系統上報其系統資源狀態信息；B、主核作業系統根據上報的所述系統資源狀態信息對各從核作業系統資源使用狀態進行分析；C、主核作業系統根據所述分析的結果對資源分配策略進行調整。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述從核作業系統定期和/ 或根據告警門限向所述主核作業系統上報其系統資源狀態信息。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述從核作業系統與所述主
4、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟l中，還包括對所述系 統資源狀態信息進行緩存的步驟。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，為所述緩存設置一緩存門限， 當上報的所述系統資源狀態信息達到所述緩存門限時，所述主核作業系統批量 進行分析處理。
6、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，當所述從核作業系統上報的 系統資源狀態信息屬於緊急信息時，所述主核作業系統將即刻對該屬於緊急信 息的系統資源狀態信息進行分析。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述主核作業系統在分析處 理所述屬於緊急信息的系統資源狀態信息時，還包括對已經緩存的系統資源狀 態信息進行分析處理的步驟。
8、 一種異構多核體系中的資源管理系統，其特徵在於，包括 從核信息上報才莫塊，用於收集從核當前的系統資源狀態信息，並上報給主核作業系統；從核資源狀態調整模塊，用於根據主核作業系統發送的資源調整指令對資 源狀態進行調整；從核信息緩存模塊，用於對所述從核上報的系統資源狀態信息進行緩存；從核信息分析模塊，用於對所述從核上報的系統資源狀態信息進行分析；資源分配策略調整模塊，用於根據所述從核信息分析模塊的分析結果調整 資源分配策略，向從核作業系統發送資源調整指令。
9、 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述從核信息緩存模塊包括 緊急判斷模塊，用於判斷接收的所述從核上報的系統資源狀態信息是否屬於緊急信息，若是，則將所述緊急信息傳送給所述從核信息分析模塊；若否， 則將所述接收到的系統資源狀態信息緩存到緩存模塊中； 緩存模塊，用於緩存接收到的所述系統資源狀態信息。
10、 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述的從核信息緩存模塊 還包括一個門限判斷模塊，用於對所述緩存的從核上報的系統資源狀態信息數 量進行監控，當達到門限時將所述緩存的系統資源狀態信息傳送給所述從核信 息分析模塊。
全文摘要
本發明涉及計算機作業系統中的資源管理技術，尤其涉及一種異構多核體系中CPU資源的管理方法及系統，通過本發明能夠解決異構多核體系中通過硬體手段對資源進行管理分配不能實時適應系統運行期間狀態需求變化的技術問題。本發明的通過如下方式實現主核對從核資源狀態的實時管理從核作業系統向主核作業系統上報其系統資源狀態信息；主核作業系統根據上報的所述系統資源狀態信息對各從核作業系統資源使用狀態進行分析；主核作業系統根據所述分析的結果對資源分配策略進行調整。本發明擺脫了硬體一次性資源分配策略的設計的局限性，增加了系統的管理手段，提高了系統對實時情況的適應性和對突發狀況的處理能力。
文檔編號G06F9/50GK101419561SQ20071017642
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者凡 楊, 陽 趙 申請人:中興通訊股份有限公司