一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在異構(gòu)眾核體系結(jié)構(gòu)下，用戶進(jìn)行并行程序設(shè)計(jì)通常要采用兩層設(shè)計(jì)模型，即在控制核心實(shí)現(xiàn)消息通信，在運(yùn)算核心實(shí)現(xiàn)加速運(yùn)算；其產(chǎn)生的負(fù)面影響也是顯而易見的。首先，給用戶帶來了較重的編程負(fù)擔(dān)；其次，多核時(shí)代的遺產(chǎn)代碼大多需要通過改造才能在眾核平臺(tái)上運(yùn)行。因此，在異構(gòu)平臺(tái)上提供傳統(tǒng)扁平化編程視角，有助于提升程序設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，同時(shí)也有利于遺產(chǎn)代碼在異構(gòu)眾核系統(tǒng)上平滑過渡?；诳刂坪诵拇淼倪\(yùn)算核心消息通信實(shí)現(xiàn)，是扁平化編程模型的重要關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]運(yùn)算核心消息通信實(shí)現(xiàn)主要包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息和集合消息。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息方面，通常的實(shí)現(xiàn)方式是采用運(yùn)算核心中斷控制核心發(fā)出消息代理請(qǐng)求，由控制核心在中斷處理中解析消息請(qǐng)求并進(jìn)行消息代理操作的方式；這種方式存在中斷代價(jià)過高導(dǎo)致消息性能下降的缺陷。在集合操作方面，如果采用傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息實(shí)現(xiàn)方式，由于密集的消息通信請(qǐng)求，容易出現(xiàn)控制核心熱點(diǎn)的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，采用控制核心主動(dòng)輪詢方式，對(duì)用戶的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息請(qǐng)求進(jìn)行批量處理，解決了中斷代價(jià)過高的問題；此外，在集合消息方面，本發(fā)明利用運(yùn)算核心數(shù)據(jù)傳輸能力強(qiáng)的特點(diǎn)，采用數(shù)據(jù)傳輸加單運(yùn)算核心請(qǐng)求的方式，避免了控制核心的熱點(diǎn)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，包括:運(yùn)算核心將用戶消息的描述符在內(nèi)存中進(jìn)行組裝；所述運(yùn)算核心通過寫內(nèi)存方式，將描述符地址信息作為消息請(qǐng)求的至少一部分，通知給控制核心；所述控制核心通過創(chuàng)建輪詢線程的方式，查詢運(yùn)算核心的消息請(qǐng)求，通過消息請(qǐng)求中攜帶的描述符地址信息，取出描述符進(jìn)行消息匹配；所述控制核心利用消息匹配的結(jié)果與遠(yuǎn)程控制核心進(jìn)行消息通信。
[0006]優(yōu)選地，在所述控制核心與所述遠(yuǎn)程控制核心的消息通信結(jié)束后，所述控制核心將完成信息寫入預(yù)定完成位中，以便運(yùn)算核心進(jìn)行查詢。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于集合通信，包括:運(yùn)算核心陣列進(jìn)行同步，由運(yùn)算核心陣列中核號(hào)最小的運(yùn)算核心組織描述符并通知控制核心，運(yùn)算核心陣列中的其他運(yùn)算核心進(jìn)入下一個(gè)陣列同步等待數(shù)據(jù)通信完成；所述控制核心收到運(yùn)算核心消息請(qǐng)求后，從消息請(qǐng)求解析描述符以確定根進(jìn)程位置，并申請(qǐng)集合操作緩沖區(qū)并進(jìn)行消息集合操作，完成后通知所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心提出申請(qǐng)的上層消息集合操作已經(jīng)完成，運(yùn)算核心陣列發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸操作，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝至相應(yīng)目的地址。
[0008]本發(fā)明基于輪詢方式的低開銷點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息代理機(jī)制，而且利用單個(gè)核心通知和陣列數(shù)據(jù)傳輸相結(jié)合的集合通信機(jī)制。由此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，首先，控制核心線程采用輪詢的交互方式處理運(yùn)算核心的消息通信請(qǐng)求，降低了代理實(shí)現(xiàn)的代價(jià)；其次，利用單個(gè)核心通知和陣列數(shù)據(jù)傳輸相集合的方式，避免了控制核心的熱點(diǎn)問題，充分挖掘了底層芯片的通信潛能。
【附圖說明】
[0009]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會(huì)更容易地對(duì)本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:
[0010]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
[0011]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
[0012]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0014]在異構(gòu)眾核平臺(tái)上，由于網(wǎng)絡(luò)接口只對(duì)控制核心開放，運(yùn)算核心的消息通信只能通過主核代理來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用運(yùn)算核心和控制核心之間的交互手段，基于控制核心代理實(shí)現(xiàn)了運(yùn)算核心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信(某一對(duì)進(jìn)程之間的數(shù)據(jù)交互，通常包括雙邊消息操作和單邊消息操作)協(xié)議以及集合通信(以一組進(jìn)程為通信集合，按照一定的邏輯規(guī)律進(jìn)行的數(shù)據(jù)交互，通常包括廣播、收集、散發(fā)、全交換等)協(xié)議，使得用戶能夠在異構(gòu)眾核系統(tǒng)上方便地采用傳統(tǒng)扁平化視圖進(jìn)行消息并行程序設(shè)計(jì)。
[0015]〈第一實(shí)施例〉
[0016]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
[0017]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，所述方法包括:
[0018]第一步驟S1:運(yùn)算核心將用戶消息的描述符在內(nèi)存中進(jìn)行組裝；
[0019]第二步驟S2:所述運(yùn)算核心通過寫內(nèi)存方式，將描述符地址信息(即，描述符的位置)作為消息請(qǐng)求的至少一部分，通知給控制核心；
[0020]第三步驟S3:所述控制核心通過創(chuàng)建輪詢線程的方式，查詢運(yùn)算核心的消息請(qǐng)求，通過消息請(qǐng)求中攜帶的描述符地址信息，取出描述符進(jìn)行消息匹配；
[0021]第四步驟S4:所述控制核心利用消息匹配的結(jié)果與遠(yuǎn)程控制核心(S卩，遠(yuǎn)程的另一控制核心)進(jìn)行消息通信；
[0022]第五步驟S5:優(yōu)選地，在所述控制核心與所述遠(yuǎn)程控制核心的消息通信結(jié)束后，所述控制核心將完成信息寫入預(yù)定完成位中，以便運(yùn)算核心進(jìn)行查詢。
[0023]可以看出，運(yùn)算核心負(fù)責(zé)將用戶消息描述符在內(nèi)存中進(jìn)行組裝，并通過寫內(nèi)存方式通知控制核心描述符的位置；控制核心通過創(chuàng)建輪詢線程的方式，查詢運(yùn)算核心的消息請(qǐng)求，通過消息請(qǐng)求中攜帶的描述符地址信息，取出描述符進(jìn)行消息匹配并和遠(yuǎn)程控制核心進(jìn)行消息通信，消息通信完成后，將完成信息寫入事先約定的完成位中，由運(yùn)算核心進(jìn)行查詢。
[0024]<第二實(shí)施例>
[0025]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
[0026]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于集合通信，所述方法包括:
[0027]第一步驟S10:運(yùn)算核心陣列進(jìn)行同步，由運(yùn)算核心陣列中核號(hào)最小的運(yùn)算核心組織描述符(例如，作為消息請(qǐng)求的至少一部分)并通知控制核心，運(yùn)算核心陣列中的其他運(yùn)算核心進(jìn)入下一個(gè)陣列同步等待數(shù)據(jù)通信完成；
[0028]第二步驟S20:所述控制核心收到運(yùn)算核心消息請(qǐng)求后，從消息請(qǐng)求解析描述符以確定集合操作類型，并申請(qǐng)集合操作緩沖區(qū)并進(jìn)行消息集合操作；
[0029]第三步驟S30:消息集合操作完成后，通知所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心提出申請(qǐng)的上層操作已經(jīng)完成；例如，在第三步驟S30中，可以通過置完成位來通知所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心提出申請(qǐng)的上層操作已經(jīng)完成。
[0030]第四步驟S40:所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心在收到通知后，使用陣列數(shù)據(jù)傳輸將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝至運(yùn)指定位置。
[0031]可以看出，集合通信例如用于實(shí)現(xiàn)廣播操作，其中運(yùn)算核心陣列進(jìn)行同步，由核號(hào)最小的運(yùn)算核心組織描述符并通知控制核心，其他運(yùn)算核心進(jìn)入下一個(gè)陣列同步等待數(shù)據(jù)通信完成；控制核心收到運(yùn)算核心消息請(qǐng)求，解析描述符，確定根進(jìn)程位置，申請(qǐng)緩沖區(qū)并進(jìn)行消息集合操作；完成后，置完成位通知先前運(yùn)算核心提出申請(qǐng)的上層集合操作已經(jīng)完成，運(yùn)算核心收到通知后，使用數(shù)據(jù)傳輸將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝至運(yùn)算核心指定的位置，并進(jìn)入陣列同步；這樣，在陣列同步完成后，所有運(yùn)算核心集合操作完成。
[0032]此外，需要說明的是，除非特別指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個(gè)組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個(gè)組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0033]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，其特征在于包括: 運(yùn)算核心將用戶消息的描述符在內(nèi)存中進(jìn)行組裝； 所述運(yùn)算核心通過寫內(nèi)存方式，將描述符地址信息作為消息請(qǐng)求的至少一部分，通知給控制核心； 所述控制核心通過創(chuàng)建輪詢線程的方式，查詢運(yùn)算核心的消息請(qǐng)求，通過消息請(qǐng)求中攜帶的描述符地址信息，取出描述符進(jìn)行消息匹配； 所述控制核心利用消息匹配的結(jié)果與遠(yuǎn)程控制核心進(jìn)行消息通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于還包括:在所述控制核心與所述遠(yuǎn)程控制核心的消息通信結(jié)束后，所述控制核心將完成信息寫入預(yù)定完成位中，以便運(yùn)算核心進(jìn)行查詢。3.—種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，用于集合通信，其特征在于包括: 運(yùn)算核心陣列進(jìn)行同步，由運(yùn)算核心陣列中核號(hào)最小的運(yùn)算核心組織描述符并通知控制核心，運(yùn)算核心陣列中的其他運(yùn)算核心進(jìn)入下一個(gè)陣列同步等待數(shù)據(jù)通信完成； 所述控制核心收到運(yùn)算核心消息請(qǐng)求后，從消息請(qǐng)求解析描述符以確定集合操作類型，申請(qǐng)集合操作緩沖區(qū)并進(jìn)行控制核心間消息集合操作； 控制核心間消息集合操作完成后，通知所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心提出申請(qǐng)的上層消息集合操作已經(jīng)完成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述核號(hào)最小的運(yùn)算核心在收到通知后，與陣列內(nèi)其他運(yùn)算同步完成，所有運(yùn)算核心發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸操作，將緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)拷貝至相應(yīng)目的地址。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于扁平化模型的通信實(shí)現(xiàn)方法，可用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信和集合通信。所述方法包括：運(yùn)算核心將用戶消息的描述符在內(nèi)存中進(jìn)行組裝；所述運(yùn)算核心通過寫內(nèi)存方式，將描述符地址信息作為消息請(qǐng)求通知給控制核心；所述控制核心通過創(chuàng)建輪詢線程的方式，查詢運(yùn)算核心的消息請(qǐng)求，通過消息請(qǐng)求中攜帶的描述符地址信息，取出描述符進(jìn)行消息匹配；所述控制核心利用消息匹配的結(jié)果與遠(yuǎn)程控制核心進(jìn)行消息通信。
【IPC分類】H04L12/58, H04L29/08
【公開號(hào)】CN105282017
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510831796
【發(fā)明人】魏迪, 何王全, 尹萬旺, 劉勇, 王濤
【申請(qǐng)人】無錫江南計(jì)算技術(shù)研究所
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日