專(zhuān)利名稱(chēng)：基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種執(zhí)行緒調(diào)度處理方法，尤其涉及一種在多核多中央處理器(Central processing unit, CPU)的環(huán)境下針對(duì)主機(jī)板各硬設(shè)備操作所提出 的執(zhí)行緒(Thread,線(xiàn)程)分配方法。
背景技術(shù)：
多核中央處理器是在單一中央處理器的基板上集成兩個(gè)以上的處理器核 心，為主要針對(duì)專(zhuān)業(yè)用戶(hù)或家庭多媒體用戶(hù)的新一代計(jì)算機(jī)中央處理單元。并 且，隨著科技的發(fā)展還出現(xiàn)了具有兩個(gè)或以上多核中央處理器的多核多中央處 理器系統(tǒng)。由于多核中央處理器將一個(gè)任務(wù)分為幾個(gè)較小部分，并由多個(gè)處理 器核心同時(shí)處理，即充分利用多個(gè)核心中的所有可執(zhí)行單元，讓可執(zhí)行單元的 執(zhí)行緒被同時(shí)平行調(diào)度執(zhí)行。因此，多核處理技術(shù)能夠在多媒體應(yīng)用、多任務(wù) 應(yīng)用方面發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，大幅提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度及處理器的性能。在多核中央處理器的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)板上多個(gè)硬設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，為了 提高各個(gè)中央處理器的占用率及系統(tǒng)的運(yùn)行效率，操作系統(tǒng)通常將需要激活的 執(zhí)行緒協(xié)調(diào)分配至中央處理器的各個(gè)執(zhí)行核心中。但是在一些應(yīng)用場(chǎng)合中，如測(cè)試(Diagnostic)，由于通常壓力測(cè)試都是由操作系統(tǒng)自行對(duì)執(zhí)行緒分配調(diào)度，使得各個(gè)中央處理器的占用率為100%， 而實(shí)際真正運(yùn)行的執(zhí)行緒或被測(cè)試到的硬設(shè)備很少，進(jìn)而導(dǎo)致大多數(shù)執(zhí)行緒處 于等待資源的狀態(tài)下，這時(shí)測(cè)試壓力實(shí)際上被施加至操作系統(tǒng)而非硬設(shè)備上。 此外，通常因?yàn)闇y(cè)試項(xiàng)目的特性或者是硬設(shè)備的特性，使得在同一時(shí)間僅允許 --個(gè)執(zhí)行緒對(duì)硬件進(jìn)行操作，這個(gè)時(shí)候就會(huì)容易發(fā)生多個(gè)執(zhí)行緒等待訪問(wèn)的情 況了。因此，可能出現(xiàn)某一執(zhí)行核心處于滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)，而其它執(zhí)行核心則 處于等待狀態(tài)。這樣不僅無(wú)法體現(xiàn)多核中央處理器的并行處理優(yōu)勢(shì)，而且在應(yīng) 用于主機(jī)板硬件的壓力測(cè)試時(shí)，也使得各個(gè)硬件器件不能夠達(dá)到最理想的測(cè)試 壓力和測(cè)試覆蓋率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于硬件資源的多核多中央處 理器的執(zhí)行緒分配方法，以解決多核多中央處理器的硬件層的并行處理中存在 資源沖突隱憂(yōu)問(wèn)題，平均分配各個(gè)中央處理器的壓力，避免各個(gè)執(zhí)行核心處于 空載或閑置狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種基于硬件資源的多核多中央處理器 的執(zhí)行緒分配方法，應(yīng)用于主機(jī)板上各個(gè)硬設(shè)備的執(zhí)行緒調(diào)用中，此方法包含以下步驟建、'r各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以反映各執(zhí)行項(xiàng)于一硬件層的潛在資源競(jìng)爭(zhēng)；依據(jù)此執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以分 配執(zhí)行緒為多個(gè)分組；以及依次指定執(zhí)行緒的多個(gè)分組至多個(gè)多核中央處理器 的單一執(zhí)行核心來(lái)運(yùn)行，以平均分配多個(gè)多核中央處理器的執(zhí)行緒調(diào)用。其中在分配執(zhí)行緒為多個(gè)分組的步驟中，關(guān)于同一硬件資源操作的執(zhí)行緒 被分為同一組，且屬于同一組的執(zhí)行緒執(zhí)行于多個(gè)多核中央處理器的同一個(gè)執(zhí) 行核心中。依照此優(yōu)先方案，此方法還包含約定一特定設(shè)備中斷至一特定中央處理器 并且再約定-特定執(zhí)行緒至特定中央處理器的步驟，以由此特定執(zhí)行緒發(fā)出處 理特定設(shè)備的所有輸入/輸出。本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法從底層硬 設(shè)備考慮，依照反映各執(zhí)行項(xiàng)于一硬件層的潛在資源競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系列表來(lái)進(jìn)行各 個(gè)執(zhí)行緒分配，并由中央處理器的單一執(zhí)行核心分別執(zhí)行各個(gè)分組執(zhí)行緒，進(jìn) 而能夠充分考慮各種硬設(shè)備的特性，依據(jù)不同的硬設(shè)備靈活調(diào)度執(zhí)行緒，以避 免硬件層的資源競(jìng)爭(zhēng)，平均各個(gè)中央處理器的壓力，提高執(zhí)行緒的測(cè)試效率。


圖1現(xiàn)有技術(shù)的一實(shí)施例在沒(méi)有考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒分組圖表； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)的此實(shí)施例在沒(méi)有考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒調(diào)用至硬件層的 執(zhí)行情況示意圖；圖3為本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法基 于硬件層的步驟流程圖4為本發(fā)明的此實(shí)施例考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒分組圖表；以及 圖5為本發(fā)明的此實(shí)施例在考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒調(diào)用至硬件層的執(zhí)行情 況示意圖。其中，附圖標(biāo)記10:沒(méi)有考慮硬件層的執(zhí)行緒分組圖表11:中央處理器12:串行通信端口設(shè)備14:行打印終端端口設(shè)備16:第- -執(zhí)行核心18:第二執(zhí)行核心20:考慮硬件層的執(zhí)行緒分組圖表步驟101建立各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表的步驟，以反映 各執(zhí)行項(xiàng)于一硬件層的潛在資源競(jìng)爭(zhēng)步驟102依據(jù)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以分配執(zhí)行緒為多個(gè)分組步驟103依次指定執(zhí)行緒的多個(gè)分組至多個(gè)多核中央處理器的單一執(zhí)行核心來(lái)運(yùn)行，以平均分配多個(gè)多核中央處理器的調(diào)用具體實(shí)施方式
以下，將結(jié)合圖式部份對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。首先請(qǐng)參考圖1與圖2對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的多執(zhí)行緒分配方法進(jìn)行說(shuō)明。圖1 為現(xiàn)有技術(shù)的一實(shí)施例在沒(méi)有考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒分組圖表；以及圖2為現(xiàn)有技術(shù)的此實(shí)施例在沒(méi)有考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒調(diào)用至硬件層的執(zhí)行情況示意圖。 如圖1所示，依照一種現(xiàn)有執(zhí)行緒調(diào)度分配機(jī)制，即沒(méi)有考慮硬設(shè)備的情況下進(jìn)行分配后所得到的執(zhí)行緒分組圖表10，共分為四組，其中不同組對(duì)應(yīng) 的執(zhí)行緒之間不存在軟件層資源競(jìng)爭(zhēng)。圖2顯示了在沒(méi)有考慮硬設(shè)備的情況 下，執(zhí)行緒調(diào)度到硬件層執(zhí)行的情況。在此實(shí)施例中存在兩個(gè)需要執(zhí)行緒操作 的硬設(shè)備，串行通信端口設(shè)備12與行打印終端端口設(shè)備14。如圖2可知，位于中央處理器11的第一執(zhí)行核心16的當(dāng)前執(zhí)行的執(zhí)行緒 0001和第二執(zhí)行核心18的當(dāng)前執(zhí)行的執(zhí)行緒0003雖然屬于不同的分組中，
即不存在軟件層資源競(jìng)爭(zhēng)，但它們卻要同時(shí)對(duì)同一個(gè)串行通信端口設(shè)備12進(jìn) 行硬件操作。通常對(duì)于串行通信端口這類(lèi)設(shè)備同一時(shí)間只允許一個(gè)執(zhí)行緒執(zhí)行硬件操作，因此這時(shí)執(zhí)行緒0003只能等待執(zhí)行緒0001執(zhí)行完后再對(duì)硬件進(jìn)行 操作。但是這時(shí)，第一執(zhí)行核心16處于滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)，第二執(zhí)行核心18處于等 待狀態(tài)。從硬設(shè)備承受壓力來(lái)看，串行通信端口設(shè)備12處于忙碌狀態(tài)，而此 時(shí)另一行打印終端端口設(shè)備14卻處于空閑狀態(tài)。因此，由于硬件層的資源競(jìng) 爭(zhēng)，使得多核多中央處理器的各個(gè)中央處理器的壓力分配嚴(yán)重不足，進(jìn)而降低 了系統(tǒng)并行運(yùn)行的效率。下面將結(jié)合圖3、圖4及圖5對(duì)本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處理 器的執(zhí)行緒分配方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3為本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處 理器的執(zhí)行緒分配方法基于硬件層的步驟流程圖；圖4為本發(fā)明的此實(shí)施例考 慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí)行緒分組圖表；以及圖5為本發(fā)明的此實(shí)施例在考慮硬設(shè)備時(shí)執(zhí) 行緒調(diào)用至硬件層的執(zhí)行情況示意圖。如圖3所示，在從硬件層考慮分配執(zhí)行緒時(shí)，首先建立各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)與其硬 件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以反映執(zhí)行項(xiàng)在硬件層的潛在資源競(jìng)爭(zhēng)(步驟101)。 例如圖1所示圖表10中，識(shí)別碼為0001、 0002及0003的執(zhí)行緒執(zhí)行硬件操 作的硬設(shè)備均為串行通信端口設(shè)備，且各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)的執(zhí)行緒位于不同的分組 內(nèi)。同樣，識(shí)別碼為0004及0005的執(zhí)行緒則需要對(duì)行打印終端端口設(shè)備執(zhí)行 操作，且對(duì)應(yīng)執(zhí)行緒各自為-一組，因此對(duì)于圖表IO所示的執(zhí)行緒分組，可能 存在硬件層的資源沖突。為了避免上述硬件層資源沖突問(wèn)題，然后依據(jù)此對(duì)應(yīng) 關(guān)系列表將執(zhí)行緒分配為多個(gè)分組(步驟102)，將關(guān)于同一硬件資源操作的 執(zhí)行緒分為同一組。如圖4的分組圖表20所示，將串行通信端口 (COM)硬設(shè)備的執(zhí)行項(xiàng)串行 通信端口. AAA與串行通信端口. BBB分為同-一組，將行打印終端端口 ( LPT)的 硬設(shè)備的執(zhí)行項(xiàng)行打印終端端口. AAA與行打印終端端口. BBB分為同一組。進(jìn) 而，通過(guò)加入對(duì)硬設(shè)備的考慮，最終將5個(gè)執(zhí)行緒分為兩組，這樣就能夠避免 同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行硬件操作時(shí)存在的資源競(jìng)爭(zhēng)情況。接著，依照步驟102分配的執(zhí)行緒組關(guān)系合理分配調(diào)度執(zhí)行緒，依次指定 執(zhí)行緒的多個(gè)分組至多個(gè)多核中央處理器的單--執(zhí)行核心來(lái)運(yùn)行，以平均分配 多個(gè)多核中央處理器的執(zhí)行緒調(diào)用(步驟103)。其中將屬于同一執(zhí)行緒組的 執(zhí)行緒都指定到同一個(gè)中央處理器的單一執(zhí)行核心中，下一組執(zhí)行緒再指定到 此中央處理器的另一個(gè)執(zhí)行核心運(yùn)行，以此類(lèi)推。對(duì)于圖5顯示的實(shí)施例，依照上述執(zhí)行緒分配步驟，將屬于同一組識(shí)別碼 為0001、 0002及0003的執(zhí)行緒被指定到中央處理器11的第一執(zhí)行核心16 中運(yùn)行，然后將屬于同一組識(shí)別碼為0004與0005的執(zhí)行緒指定到第二執(zhí)行核 心18中。最終執(zhí)行緒分配情況為中央處理器11的第一執(zhí)行核心16擔(dān)當(dāng)起對(duì) 串行通信端L」設(shè)備12的操作，第二執(zhí)行核心18負(fù)責(zé)對(duì)行打印終端端口設(shè)備 14的操作，各執(zhí)行核心獨(dú)立工作互不影響。而且依照上述分配，在任意時(shí)刻 第一執(zhí)行核心16與第二執(zhí)行核心18都能夠處于滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)，硬設(shè)備串行通信 端口設(shè)備12及行打印終端端口設(shè)備14均避免閑置狀況。因此，不會(huì)出現(xiàn)等待 硬件資源的情況，進(jìn)而大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率。需要指出的是，文中所提 供的實(shí)施例雖然僅針對(duì)一個(gè)中央處理器，但本發(fā)明并不局限于此實(shí)施例的中央 處理器數(shù)目及執(zhí)行核心數(shù)目c本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法可以從系 統(tǒng)底層硬設(shè)備出發(fā)，即充分考慮各種硬設(shè)備的特性，根據(jù)不同的硬設(shè)備靈活調(diào) 度執(zhí)行緒。另外，在存在多個(gè)中央處理器情況下，還可以將特定設(shè)備中斷約定至特定 的中央處理器上，然后再將特定的執(zhí)行緒約定到此特定中央處理器上，并且從 此執(zhí)行緒發(fā)出處理特定設(shè)備的所有輸入/輸出，以增加潛在的系統(tǒng)并發(fā)。并且， 通過(guò)設(shè)置執(zhí)行緒與中央處理器之間的約定關(guān)系，可達(dá)到降低中央處理器之間總 線(xiàn)通信的目的。本發(fā)明的基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法可應(yīng)用于 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常調(diào)用及壓力測(cè)試上，不僅能夠避免多核中央處理器的硬件層 的并行處理中存在資源沖突隱患，還可用于解決現(xiàn)有測(cè)試(Diagnostic)項(xiàng)目 在多個(gè)多核中央處理器上無(wú)法正常測(cè)試的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)真正意義的多核中央處理 器壓力測(cè)試。在應(yīng)用本發(fā)明的執(zhí)行緒分配方法于現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試(Diagnostic) 項(xiàng)目測(cè)試時(shí)，通過(guò)平均分配各中央處理器的壓力來(lái)提高測(cè)試的效率，使得主機(jī) 板上各個(gè)測(cè)試器件達(dá)到最佳測(cè)試壓力和測(cè)試覆蓋率，進(jìn)而降低產(chǎn)品缺陷和不良 率。本發(fā)明的基于硬件資源的多執(zhí)行緒分配方法不僅能夠應(yīng)用于多核多中央
處理器，還適用于超執(zhí)行緒中央處理器，即支持兩個(gè)或以上支持超執(zhí)行緒的單 核心中央處理器，兩個(gè)或以上支持超執(zhí)行緒的雙核心中央處理器。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法，應(yīng)用于主機(jī)板上各個(gè)硬設(shè)備的多執(zhí)行緒調(diào)用中，其特征在于，該方法包含下列步驟建立各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以反映所述各執(zhí)行項(xiàng)于一硬件層的潛在資源競(jìng)爭(zhēng)；依據(jù)該執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以分配該執(zhí)行緒為多個(gè)分組；以及依次指定該執(zhí)行緒的多個(gè)分組至該多個(gè)多核中央處理器的單一執(zhí)行核心來(lái)運(yùn)行，以平均分配該多個(gè)多核中央處理器的執(zhí)行緒調(diào)用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配 方法，其特征在于，在該分配該執(zhí)行緒為多個(gè)分組的步驟中，關(guān)于同一硬件資 源操作的執(zhí)行緒被分為同一組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配 方法，其特征在于，屬于同一組的該執(zhí)行緒執(zhí)行于該多個(gè)多核中央處理器的同 一個(gè)執(zhí)行核心中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配 方法，其特征在于，還包含約定一特定設(shè)備中斷至一特定中央處理器并且再約 定一特定執(zhí)行緒至該特定中央處理器的步驟，以由該特定執(zhí)行緒發(fā)出處理該特 定設(shè)備的所有輸入/輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硬件資源的多核多中央處理器的執(zhí)行緒分配方法，應(yīng)用于主機(jī)板上各個(gè)硬設(shè)備的多執(zhí)行緒調(diào)用中，首先建立各個(gè)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，并依據(jù)執(zhí)行項(xiàng)與其硬件資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系列表，以分配執(zhí)行緒為多個(gè)分組。最后，依次指定執(zhí)行緒的多個(gè)分組至多個(gè)多核中央處理器的單一執(zhí)行核心來(lái)運(yùn)行，以平均分配多個(gè)多核中央處理器的執(zhí)行緒調(diào)用。
文檔編號(hào)G06F9/46GK101126990SQ20061010984
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者劉文涵, 段秋月, 鎮(zhèn) 陳, 陳玄同 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)股份有限公司