[发明专利]单个计算机系统上运行的多个内核之间的一致同步

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2007年10月31日提交的名称为“System and Method for Uniform Synchronization BetweenMultiple Kernels Running on Single Computer Systems with MultipleCPUs Installed”的共同未决的美国临时专利申请序列号61/001,393的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及计算系统。更具体地，本发明涉及为执行多个操作系统的计算系统上的进程分配资源。

背景技术

计算机所使用的资源是变化的，并且分布在计算环境中，但是需要这些资源来完成作业。当多个进程同时执行时(这是常见的情况)，会导致资源的瓶颈。这些瓶颈可能出现在I/O总线控制器处，在交换序列期间出现在存储器控制器中，或者出现在由于程序在存储器转储已经启动时请求存储器载入而使该程序被占先时。

瓶颈以及由此产生的进程饥饿的出现在执行多个操作系统的系统上会更严重。在这些系统上执行的额外进程增加了进程同时请求相同资源或者等待彼此释放资源的进程饥饿的概率。

发明内容

在本发明的第一方面，一种计算机系统，包括：多个资源；以及包含多个操作系统的存储器。每个操作系统包含内核调度器，其配置用于为计算机系统上执行的进程协调资源的分配。在一个实施方式中，计算机系统还包括多个中央处理单元，每个中央处理单元执行多个操作系统中不同的一个。多个资源是以下任意两个或更多：键盘控制器、视频控制器、音频控制器、网络控制器、磁盘控制器、通用串行总线控制器和打印机。

优选地，多个内核调度器配置用于使用通信协议来共享与资源相关的信息。在一个实施方式中，通信协议配置用于访问共享存储器。备选地，通信协议包括进程间通信或者协议栈、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)。备选地，通信协议包括访问信号量(semaphore)、管道、信号、消息队列、对数据的指针和文件描述符。在一个实施方式中，进程包括彼此通信的至少三个进程。

在一个实施方式中，多个内核调度器中的每一个包括协调资源分配的关系管理器。多个关系管理器中的每一个包括资源管理器，其配置用于确定与一个或者多个资源有关的资源信息。资源信息是到资源变为可用时的估计时间。

在本发明的第二方面，一种计算机系统，包括：包含内核调度器的存储器；以及配置用于访问多个资源的多个操作系统内核。内核调度器配置用于将从多个资源请求资源的进程指派给多个操作系统内核中相应的一个。该系统还包括多个处理器，每个处理器执行多个操作系统中相应的一个。

在一个实施方式中，内核调度器基于多个处理器上的负载在多个操作系统内核上调度进程。

在一个实施方式中，计算机系统还包括进程表，其对资源请求与多个操作系统内核中的一个或者多个进行匹配。在另一实施方式中，计算机系统还包括多个操作系统内核对之间的通信通道。多个操作系统内核配置用于交换与处理器负载、资源可用性以及资源变为可用的估计时间有关的信息。

在本发明的第三方面，一种内核调度系统，包括多个处理器和指派模块。多个处理器中的每一个执行被配置用于访问一个或者多个资源的操作系统内核。指派模块被编程用于将请求资源的进程与多个操作系统内核之一进行匹配，并且将进程分派给匹配的操作系统内核。优选地，多个处理器中的每一个由相应的处理器调度器来控制。

在本发明的第四方面，一种为操作系统内核指派资源的方法，包括：基于操作系统内核访问资源的能力，从多个操作系统内核中选择操作系统内核；以及向选择的操作系统内核指派资源。多个操作系统内核全部在单个存储器内执行。

在本发明的第五方面，一种在单个计算机系统的存储器上的第一操作系统和第二操作系统之间共享进程执行的方法，包括：在第一操作系统的控制下执行存储器内的进程；以及向存储器内的第二操作系统移交该进程的控制。以此方式，进程在第二操作系统的控制下在存储器内执行。在第一操作系统和第二操作系统的控制下执行进程都访问单个资源。在一个实施方式中，该方法还包括：使用共享存储器、进程间通信和信号量之一在第一操作系统与第二操作系统之间交换进程信息。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的内核操作调度器(KOS)的抽象示意图。

图2是根据本发明另一实施方式的内核操作调度器(KOS)的抽象示意图。