[發明專利]處理關閉中斷區間的設備和方法和頁固定設備和方法

無效

• 申請號: 200710154093.3
• 申請日: 2007-09-14
• 公開（公告）號: CN101145134A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 金曉俊
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;安宇宏

本申請要求于2006年9月15日在韓國知識產權局提交的第10-2006-0089803號韓國專利申請的優先權，該公開全部包含于此，以資參考。

技術領域

根據本發明的設備和方法涉及處理關閉中斷區間(interrupt?disabledsection)和頁固定(paging?pinning)，更具體地說，涉及處理關閉中斷區間和頁固定，所述處理關閉中斷區間和頁固定通過在關閉中斷之前將運行程序所需的頁載入到物理存儲器的存儲區域或者在關閉中斷之后將所述頁載入到物理存儲器的存儲區域，來有效使用請求調頁(demand?paging)系統。

背景技術

當創建計算機程序時，創建的程序被物理地劃分為多頁，所述頁被分配并載入到物理存儲器的幀(劃分單位)。隨后，可由中央處理單元(CPU)來運行該程序。在這種情況下，為了運行該程序，僅需要將所需的頁載入到物理存儲器。因此，即使物理存儲器的可用存儲空間很小，該程序也可被運行。當物理存儲器的可用存儲空間(幀)不足時，可以使用能將硬盤空間用作物理存儲器(即，請求調頁)的分頁方法。

請求調頁是這樣一種方法，即，一種根據用戶的請求，在操作系統中將虛擬存儲器分配到諸如硬盤的輔助存儲裝置，并將物理存儲器映射到虛擬存儲器，以更加有效地使用有限的物理存儲器的方法。根據請求調頁，當運行程序所需的頁還未被載入到物理存儲器中時，所述程序從虛擬存儲器讀出相應頁，并將相應頁載入物理存儲器。

基于頁將虛擬存儲器交換或者映射，并且根據CPU和操作系統，一頁具有不同的大小。此外，例如，為了補償物理存儲器的缺乏，虛擬存儲器使用輔助存儲裝置(例如，硬盤)的空間來存儲因特網分頁文件或者程序文件。

同時，因為請求調頁具有很高的高速緩存命中率(high?cache?hitting?rate)，所以用戶很難察覺到速度的降低。由此，請求調頁被用于大多數操作系統。隨著運行程序所需的數據和代碼量的增加，在通用操作系統(諸如，Linux或者Windows)中基本上都使用請求調頁。然而，因為請求調頁具有復雜的機制，所以很多嵌入式系統不支持請求調頁功能。

當主要使用RTOS(實時多任務操作系統)的嵌入式系統嘗試支持請求調頁時，處理關閉中斷區間成為問題。現在將參照一個示例來簡要地介紹中斷的概念。當執行任意硬件設備“A”的任務的CPU從優先級高于硬件設備“A”的硬件設備“B”接收到任務請求時，所述CPU暫時地停止正在執行的硬件設備“A”的任務，并執行已經發送了任務請求的硬件設備“B”的任務。在種情況下，CPU僅為一個硬件設備執行一項任務，但是處理時間非常短，從而造成了用戶感覺像是同時執行了硬件設備“A”和“B”的任務。所述硬件設備“B”的任務請求即被稱為中斷。

上述關閉中斷區間是指在關閉中斷的時刻開始并在啟用中斷的時刻之前結束的區間。關閉中斷的方法用于例如以下目的，即，當在基于任務的系統(諸如RTOS)中并行執行多任務時的資源保護和臨界區間保護。然而，關閉中斷方法可對系統有很大影響。由此，在諸如Windows、Unix和Linux的通用操作系統中，用戶程序不被授權關閉中斷。

此外，在基于RTOS的系統中使用的請求調頁中，如果也使用關閉中斷的方法，則在外部對象的中斷被關閉的情況下發生請求調頁。即，可發生將不存在于物理存儲器中的頁從虛擬存儲器載入物理存儲器，從而系統可在比由第一開發者占用的區間長的區間中不接收任何中斷。在某些情況下這種關閉中斷區間的延遲現象可能會很嚴重，因此需要對其進行測量。

圖1和圖2是示出在現有技術中關閉中斷區間和中斷延遲時間的概念的示圖。

多數嵌入式系統允許啟用/關閉中斷的程序。啟用/關閉中斷方法被廣泛用于避免在多任務環境中同時執行的多個任務同時訪問共享資源時發生的問題。

在關閉中斷的情況下，操作系統不能從程序獲得CPU使用權，因此程序可獨占CPU直到啟用中斷。然而，長時間的關閉中斷會影響整個系統的流程。由此，一般會盡可能短時間地關閉中斷并很快地啟用中斷。

如圖1所示，在從關閉中斷的時刻到啟用中斷的時刻之前的關閉中斷區間10中，因為推遲了對外部中斷(請求)的處理，所以由在推遲對中斷的處理的期間的時間引起了中斷延遲時間。

例如，如圖2所示，在關閉中斷區間10中，當發生頁錯誤14時，關閉中斷區間10(即中斷延遲時間)增加。在運行程序所需的頁不存在于物理存儲器中并且程序訪問輔助存儲裝置以讀出相應頁時發生頁錯誤14。