[發明專利]一種任務調度的方法、系統和硬件任務調度器

在審

• 申請號: 202110648382.9
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN115469976A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 史濟源;張明禮;王睿;周代金;熊婕
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F12/0877
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

公開了一種任務調度的方法、系統和硬件任務調度器，屬于計算機技術領域。硬件任務調度器為中央處理單元CPU核提供任務調度以選擇候選任務。在選擇了候選任務后，CPU核主動發送該候選任務的元數據到第一存儲區域，主動發送該候選任務的上下文到高速緩存。該第一存儲區域位于訪問速度快于內存的存儲空間中。在執行任務切換時，CPU核從第一存儲區域讀取候選任務的元數據，從高速緩存讀取候選任務的上下文，降低了CPU核獲取候選任務元數據和上下文的時延。實現了低時延的任務切換。

技術領域

本申請涉及計算機領域，特別涉及一種任務調度的方法、系統和硬件任務調度器。

背景技術

在多任務的系統中，中央處理單元(central processing unit,CPU)或CPU核會在多個任務間調度切換，以分時執行不同的任務。任務調度切換時延的大小會影響任務執行的實時性，繼而影響整個系統的性能。

如果采用基于軟件的任務調度方法，任務調度和任務切換會串行同步執行。串行同步執行的任務調度和任務切換會消耗較長的時間。任務調度返回候選任務后，任務切換時還可能需要訪問內存以獲取該候選任務的相關信息。訪問內存會消耗較長的時間。

發明內容

本申請提供了一種任務調度的方法、系統和硬件任務調度器，能夠實現低時延的任務切換，以提升任務執行的實時性和系統的性能。

第一方面，提供了一種任務調度系統。所述任務調度系統包括CPU核和硬件任務調度器。

其中，所述硬件任務調度器用于執行任務調度以選擇候選任務，并主動發送所述候選任務的元數據到第一存儲區域。

其中，所述CPU核用于從所述第一存儲區域讀取所述候選任務的元數據以執行所述候選任務。

其中，所述第一存儲區域位于訪問速度快于內存的存儲區域中。所述第一存儲區域包括所述CPU核的內部存儲空間和/或所述CPU核的高速緩存。

在執行選擇的候選任務之前，CPU核需要發送命令以獲取該候選任務的元數據。若該元數據存儲于內存中，CPU核需要消耗較多的時間以讀取該元數據。本申請提供的任務調度系統中，硬件任務調度器在完成任務調度后，不等待CPU核發送獲取該選擇的候選任務元數據的指令，而是主動發送該選擇的候選任務的元數據，且將該元數據發送到訪問速度快于內存的存儲區域。所以，CPU核可以更快地從訪問速度快于內存的存儲區域讀取該元數據。因此，本申請提供的任務調度系統降低了CPU核獲取元數據的時延。實現了低時延的任務切換。

根據第一方面，在第一方面的第一種可能的實現方式中，所述候選任務的元數據包括所述候選任務的上下文的存儲位置信息、所述候選任務的標識和所述候選任務的狀態。

其中，候選任務的標識用于區分候選任務。

其中，候選任務的上下文是指CPU核運行該任務所需的最小數據集。在中斷該任務，或者，切換該任務時，CPU核保存該任務的上下文。當需要運行該任務時，CPU核讀取該任務的上下文以恢復該任務的運行環境。

根據第一方面，或，第一方面的第一種可能的實現方式，在第一方面的第二種可能的實現方式中，所述硬件任務調度器還用于主動發送所述候選任務的上下文到所述CPU核的高速緩存。

候選任務的上下文有可能存儲于內存。若CPU核從內存中獲取候選任務的上下文將消耗較多的時間。因為硬件任務調度器在執行完任務調度后主動發送候選任務的上下文到CPU核的高速緩存，所以CPU核可以及時地從高速緩存中讀取該上下文。CPU核從高速緩存中讀取該上下文消耗的時間要小于CPU核從內存讀取該上下文消耗的時間。進一步降低了任務切換的時延。

根據第一方面，或，第一方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第一方面的第三種可能的實現方式中，所述硬件任務調度器還用于將存儲于所述硬件任務調度器的所述候選任務的上下文主動發送到所述CPU核的高速緩存。