[發明專利]一種在FCMP上支持系統級資源分配和任務調度的方法及裝置

有效

• 申請號: 201010261772.2
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN101937370A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 安虹;孫濤;任永青;毛夢捷;劉楊;李頎;鄧春華;許牧
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及運行時支持領域，尤其涉及一種在FCMP上支持系統級資源分配和任務調度的方法及裝置。

背景技術

FCMP(Flexible-core?Chip?Multiprocessor，邏輯核動態可重構的多核處理器)是近年來提出的一類新興的多核處理器結構，其允許資源分配器(可以用硬件或軟件實現)根據程序的運行時特征動態地調整邏輯核的數量和粒度，為提高系統吞吐率和芯片資源利用率提供了巨大的優化空間。

但是，由于現有的操作系統設計都是面向固定數目、固定粒度的多核處理器結構，即芯片上處理器的數目和粒度在芯片設計時就已固定，因此其無法直接用于管理處理器數目、粒度動態可變的FCMP結構。

現有技術的FCMP結構主要包括美國Cornell大學提出的Core?Fusion結構和美國Texas大學提出的TFlex結構。Core?Fusion結構在編譯時向程序中顯式插入FUSE/SPLIT指令，通過FUSE和SPLIT指令在運行時的執行完成對邏輯核粒度的調整。這種結構中，雖然邏輯核粒度調整這個動作是在運行時進行的，但是何時、何種條件下對邏輯核粒度做調整是在編譯時靜態決定的。因此，該結構無法直接支持操作系統對芯片資源的管理。TFlex結構采用類數據流(EDGE)指令，可以實現支持芯片上任意數目的物理核構成一個多發射的邏輯核。此外，還有基于TFlex結構提出的三種FCMP上邏輯核的分配算法(EQUI平均分配算法、PDPA基于性能評估的分配算法和Profile基于程序剖析的分配算法)，雖然使用低層的運行時軟件可以實現這三種算法，但是，該方法只能實現如何在對程序透明的情況下根據程序的運行時特征指導邏輯核粒度的調整，并不能支持FCMP上系統級資源分配和任務調度。

因此可以看出，現有的對FCMP的管理，只能實現在系統級之下的軟件層面上的初步的資源分配，而無法實現系統級的資源分配和任務調度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種在FCMP上支持系統級資源分配和任務調度的方法及裝置。其具體方案如下所述：

一種在多核處理器FCMP上支持系統級資源分配和任務調度的方法，包括：

向上層軟件提供一組具有統一接口的原語，所述原語包括：返回暫停原語、邏輯核創建原語、上下文裝載原語、邏輯核釋放原語、上下文保存原語和繼續執行原語；

調用所述返回暫停原語，暫停FCMP上當前運行邏輯核，向上層軟件發送所述邏輯核的標識號和粒度，所述邏輯核的標識號和粒度用于確定系統級任務調度決策；

調用與所述任務調度相關的原語，執行對應的操作，完成任務調度；

調用繼續執行原語以運行邏輯核，根據任務運行時粒度需求調整當前運行邏輯核的粒度，直至下一次任務調度。

優選的，按照以下步驟根據粒度需求調整當前運行邏輯核的粒度：

判斷是否滿足執行調整粒度的條件；

當滿足所述執行調整粒度的條件時，暫停執行全部邏輯核；

根據當前FCMP的邏輯核信息生成芯片資源位圖，標志出邏輯核在芯片上的位置及粒度；

依據所述芯片資源位圖，根據所述粒度需求調整邏輯核的粒度；

啟動所有邏輯核繼續執行。

優選的，按照以下步驟依據所述芯片資源位圖，根據所述粒度需求調整邏輯核的粒度：

判斷粒度需求類型，所述粒度需求類型包括增加粒度和減小粒度；

當所述粒度需求類型為增加粒度時，根據所述芯片資源位圖判斷空閑物理核的數量及位置是否滿足增加粒度需求，若是，則根據所述粒度需求增加對應的邏輯核的粒度，若否，則忽略此需求；

當所述粒度需求為減小粒度時，根據所述進程的需求減小邏輯核的粒度。

優選的，所述執行調整粒度的條件包括：到達預設時間。

優選的，所述邏輯核的標識號為運行在其上的進程標識號。

一種在FCMP上支持系統級資源分配和任務調度的裝置，包括：統一函數接口和芯片資源調度器，其中：

所述統一函數接口用于，向上層軟件提供一組具有統一接口的原語，所述原語包括：返回暫停原語、邏輯核創建原語、上下文裝載原語、邏輯核釋放原語、上下文保存原語和繼續執行原語，調用所述返回暫停原語，暫停FCMP內當前運行邏輯核，調用與所述任務調度相關的原語，執行對應的操作，完成任務調度；