[發明專利]基于多核多處理器并行系統的全局信號量實現方法

在審

• 申請號: 202011353047.8
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112463716A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 舒紅霞;胡舒婷;常軒
• 申請（專利權）人: 中船重工（武漢）凌久電子有限責任公司
• 主分類號: G06F15/177
• 分類號: G06F15/177;G06F9/52;G06F9/54;G06F13/24
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

本發明公開了一種基于多核多處理器并行系統的全局信號量實現方法，該方法包括：各處理核心進行系統初始化，通過SRIO映射出共享存儲空間；所述各處理核心創建線程，并進行線程初始化，建立線程與本地信號量的映射表；從線程所屬處理核心對應的全局信號量緩沖池中創建全局信號量，并將全局信號量信息填入全局信號量名表；當線程被掛起在一個全局信號量的等待隊列上或被解掛時，通過信號量代理機制，將該線程掛起或解掛。通過信號量代理機制，利用軟件方法實現全局信號量，可用于多核多處理器間線程同步與互斥場合，解決在多核多處理器并行系統上同一時刻線程的同步與互斥問題。

技術領域

本發明涉及一種全局信號量的實現方法，具體為一種基于多核多處理器并行系統的全局信號量實現方法，屬于嵌入式計算機技術領域。

背景技術

隨著計算機系統的發展以及其應用領域對實時性、并行性需求的日益增長，多核多處理器并行系統己成為嵌入式計算機系統發展的重要趨勢，受到了學術界和產業界的密切關注。

一般而言，在多核多處理器并行系統中，處理器核之間、處理器之間都需要聯合工作，同時運行的多個線程可能都需要訪問或使用同一種資源；或者是線程間存在依賴關系，某個線程的運行依賴于另一個線程。在軟件復雜度較高，且對運行時序要求嚴格的情況下，這些約束可能會影響多核多處理器并行系統的正常運行，因此，需要解決臨界資源分配、共享資源爭用、線程間存在依賴關系時的運行次序等線程同步與互斥等問題。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于多核多處理器并行系統的全局信號量實現方法，該全局信號量實現方法能夠解決多核多處理器并行系統中線程同步與互斥的問題，保證系統有秩序、正確的執行。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種基于多核多處理器并行系統的全局信號量實現方法，該全局信號量實現方法包括：

S1)多核多處理器并行系統的各處理核心進行系統初始化，通過SRIO映射出共享存儲空間；

S2)所述各處理核心創建線程，并進行線程初始化，建立線程與本地信號量的映射表；

S3)從線程所屬處理核心對應的全局信號量緩沖池中創建全局信號量，并將全局信號量信息填入全局信號量名表；

S4)當線程被掛起在一個全局信號量的等待隊列上或被解掛時，通過信號量代理機制，將該線程掛起或解掛。

優選地，所述多核多處理器并行系統的處理器節點數至少有1個；所述處理器節點的處理核心至少有1個；并且所述處理器節點間或處理核心支持SRIO總線互連。

優選地，步驟S1)中，所述系統初始化的過程包括：

S11)各處理核心均初始化SRIO，通過SRIO映射一段共享存儲空間用于存儲全局信號量、全局信號量等待隊列與全局信號量名表，并安裝SRIO的doorBell中斷；

S12)選取任一處理核心為主處理核心，創建并初始化一張共享的全局信號量名表，用于記錄所有已創建的全局信號量的信息；

S13)在各處理核心映射出的共享存儲空間中，創建并初始化全局信號量緩沖池和全局信號量等待隊列緩沖池；

S14)各處理核心創建并初始化一張線程與本地信號量映射表，用于記錄已創建的線程與本地信號量之間的對應關系。

優選地，步驟S12)中，所述全局信號量名表的內容包括控制名表互斥訪問的全局信號量、名表中所有已創建的全局信號量數目，以及所有已創建的全局信號量信息；

其中，全局信號量信息包括名稱、類型、所屬處理核心、值、打開次數和等待隊列；所述等待隊列包括等待線程所屬處理核心、線程ID以及鏈表指針。