專利名稱：一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法、計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多核處理領(lǐng)域，尤其涉及一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法、計算機。
背景技術(shù)：
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多核處理器技術(shù)，多核處理器整合多核低頻率的處理核心并行工作，可以保證多任務(wù)并發(fā)處理，同時由于每個處理核心主頻較低，可以降低處理器的功耗和發(fā)熱，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行計算、嵌入式系統(tǒng)等多個計算機領(lǐng)域。為了最大程度的發(fā)揮多核處理器的性能，需要在多個處理核心上部署分層軟件結(jié)構(gòu)，包括控制層面數(shù)據(jù)層面。其中控制層面運行在通用操作系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)層面運行在嵌入式系統(tǒng)或者不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)上。通用操作系統(tǒng)包含文件系統(tǒng)，可以使用各類第三方軟件，用于管理多核處理器以及與各類外圍擴展設(shè)備互聯(lián)，嵌入式操作系統(tǒng)具有較高的實時性，可以高效的完成數(shù)據(jù)處理，但是不包含文件系統(tǒng)，不能運行第三發(fā)軟件，無法直接訪問其他的外圍設(shè)備。因此，當多核處理器與磁盤陣列互聯(lián)時，只有運行于控制層面的包含文件系統(tǒng)的通用操作系統(tǒng)可以通過文件系統(tǒng)連接、掛載、訪問磁盤陣列，而運行于數(shù)據(jù)層面的嵌入式系統(tǒng)無法訪問磁盤陣列。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明實施例提出一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法、計算機。在第一方面，本發(fā)明實施例提出一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，所述多個操作系統(tǒng)運行在一顆多核處理器上，每個操作系統(tǒng)使用一個或多個處理核心，每個操作系統(tǒng)使用的處理核心互不相同，各個操作系統(tǒng)之間使用核間消息通訊，所述操作系統(tǒng)包含或不包含文件系統(tǒng)，包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存空間，所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通過所述內(nèi)存空間接收和存儲所述數(shù)據(jù)。在第二方面，本發(fā)明實施例提出一種計算機，所述計算機包含多個操作系統(tǒng)，所述多個操作系統(tǒng)運行在一顆多核處理器上，每個操作系統(tǒng)使用一個或多個處理核心，每個操作系統(tǒng)使用的處理核心互不相同，各個操作系統(tǒng)之間使用核間消息通訊，所述操作系統(tǒng)包含或不包含文件系統(tǒng)，所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)用于訪問存儲介質(zhì)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存空間，所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)用于通過所述內(nèi)存空間接收和存儲所述數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例通過共享文件系統(tǒng)，實現(xiàn)了多個操作系統(tǒng)共享存儲介質(zhì)，有效提高了存儲介質(zhì)的讀取效率。


圖1是本發(fā)明實施例多個操作系統(tǒng)共享文件系統(tǒng)讀取存儲介質(zhì)的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例數(shù)據(jù)寫入運行流程圖；圖3是本發(fā)明實施例數(shù)據(jù)發(fā)送運行流程圖；圖4是本發(fā)明實施例數(shù)據(jù)接收運行流程圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。實施例選用Cavium Networks公司的OCTEON系列處理器平臺。使用Linux操作系統(tǒng)作為本發(fā)明中的包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，提供文件系統(tǒng)以連接、讀取存儲介質(zhì)，使用Cavium Networks公司提供的簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive)作為本發(fā)明中的不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，提供共享內(nèi)存和傳輸內(nèi)存。Linux操作系統(tǒng)108和簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive) 126所運行的處理核心互不相交，且這2個操作系統(tǒng)分別管理獨立、不重疊的內(nèi)存空間。其中Linux操作系統(tǒng)108可運行在處理器的一個或多個處理核心上，通過文件系統(tǒng)102連接存儲介質(zhì)101，同時運行數(shù)據(jù)寫入模塊105和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115。數(shù)據(jù)寫入模塊負責(zé)建立共享數(shù)據(jù)隊列111，通過文件系統(tǒng)102讀取存儲介質(zhì)101中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)寫入共享數(shù)據(jù)隊列111中單元結(jié)構(gòu)體110包含的共享內(nèi)存116。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115負責(zé)讀取共享數(shù)據(jù)隊列111中單元結(jié)構(gòu)體110包含的共享內(nèi)存116，并將數(shù)據(jù)寫入傳輸內(nèi)存125，發(fā)送給簡單執(zhí)行環(huán)境 SE (Simple Executive) 126。簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive) 126可運行在處理器的一個或多個處理核心上，提供共享內(nèi)存121和傳輸內(nèi)存125，并運行數(shù)據(jù)接收模塊124。數(shù)據(jù)接收模塊124負責(zé)維護傳輸內(nèi)存125和共享內(nèi)存121，并相應(yīng)Linux操作系統(tǒng)108的核間消息，由傳輸內(nèi)存125中讀取數(shù)據(jù)。Linux操作系統(tǒng)108向簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive) 126傳輸數(shù)據(jù)的步驟是步驟201、Linux操作系統(tǒng)108通過文件系統(tǒng)102連接存儲介質(zhì)101。步驟202、數(shù)據(jù)寫入模塊105向簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive)126發(fā)送核間消息申請共享內(nèi)存121。步驟401、數(shù)據(jù)接收模塊124讀取核間消息。步驟403、數(shù)據(jù)接收模塊124確認為Linux操作系統(tǒng)108申請共享內(nèi)存121的核間消息。步驟406、數(shù)據(jù)接收模塊124分配共享內(nèi)存121，并將共享內(nèi)存121的物理地址通過核間消息返回給Linux操作系統(tǒng)108。步驟203、數(shù)據(jù)寫入模塊105解析核間消息中的共享內(nèi)存121物理地址，將物理地址存入共享數(shù)據(jù)隊列111中的單元結(jié)構(gòu)體110。步驟204、數(shù)據(jù)寫入模塊124判斷共享數(shù)據(jù)隊列111中單元結(jié)構(gòu)體110的數(shù)量是否為N，如果為N則表示共享數(shù)據(jù)隊列111建立完成，可以進行下一步驟，否則返回執(zhí)行步驟202。
步驟205、數(shù)據(jù)寫入模塊124根據(jù)寫指針107定位到對應(yīng)的單元結(jié)構(gòu)體110，如果該單元結(jié)構(gòu)體110中的共享內(nèi)存加鎖位118為0，則表示單元結(jié)構(gòu)體110中的共享內(nèi)存121可以寫入數(shù)據(jù)，否則重復(fù)執(zhí)行步驟205。步驟206、數(shù)據(jù)寫入模塊124通過文件系統(tǒng)102從存儲介質(zhì)101中讀取數(shù)據(jù)。步驟207、數(shù)據(jù)寫入模塊124將數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存121。步驟208、數(shù)據(jù)寫入模塊124將共享內(nèi)存加鎖位118設(shè)置為I。步驟209、數(shù)據(jù)寫入模塊124將寫指針107指向下一個單元結(jié)構(gòu)體110，并重復(fù)執(zhí)行步驟205。步驟301、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115等待數(shù)據(jù)寫入模塊105完成共享數(shù)據(jù)隊列111的建立。步驟302、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115根據(jù)讀指針109定位到對應(yīng)的單元結(jié)構(gòu)體110，如果該單元結(jié)構(gòu)體110中的共享內(nèi)存加鎖位118為I，則表示單元結(jié)構(gòu)體110中的共享內(nèi)存121可以讀出數(shù)據(jù)，否則重復(fù)執(zhí)行步驟302。步驟303、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115向簡單執(zhí)行環(huán)境SE (Simple Executive)126發(fā)送核間消息122申請傳輸內(nèi)存125。步驟401、數(shù)據(jù)接收模塊124讀取核間消息。步驟404、數(shù)據(jù)接收模塊124確認為Linux操作系統(tǒng)108申請傳輸內(nèi)存125的核間消息。步驟407、數(shù)據(jù)接收模塊124分配傳輸內(nèi)存125，并將傳輸內(nèi)存125的物理地址通過核間消息返回給Linux操作系統(tǒng)108。步驟304、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115解析核間消息中的傳輸內(nèi)存125物理地址。步驟305、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115讀取單元結(jié)構(gòu)體110中共享內(nèi)存121中的數(shù)據(jù)。步驟306、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115將數(shù)據(jù)復(fù)制到傳輸內(nèi)存125中。步驟307、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115發(fā)送核間消息122通知簡單執(zhí)行環(huán)境SE (SimpleExecutive) 126 接收數(shù)據(jù)。步驟308、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115將共享內(nèi)存加鎖位118設(shè)置為O。步驟309、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊115將讀指針109指向下一個單元結(jié)構(gòu)體110，并重復(fù)執(zhí)行步驟302。步驟405、數(shù)據(jù)接收模塊124確認為Linux操作系統(tǒng)108返回傳輸內(nèi)存125的核間消息，并解析核間消息中傳輸內(nèi)存的物理地址。步驟408、數(shù)據(jù)接收模塊124讀取傳輸內(nèi)存125中的數(shù)據(jù),釋放傳輸內(nèi)存125，重復(fù)執(zhí)行步驟401。本發(fā)明實施例通過共享文件系統(tǒng)，實現(xiàn)了多個操作系統(tǒng)共享存儲介質(zhì)，有效提高了存儲介質(zhì)的讀取效率。需要指出的是，以上所述僅為本發(fā)明在多核處理器上多操作系統(tǒng)通過共享文件系統(tǒng)讀取存儲介質(zhì)方法的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍，具有專業(yè)知識基礎(chǔ)的技術(shù)人員可以由以上實施實例實現(xiàn)本發(fā)明，因此凡是根據(jù)本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何的變化、修改與改進，都被本發(fā)明的專利范圍所覆蓋。最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，所述多個操作系統(tǒng)運行在一顆多核處理器上，其特征在于每個操作系統(tǒng)使用一個或多個處理核心，每個操作系統(tǒng)使用的處理核心互不相同，各個操作系統(tǒng)之間使用核間消息通訊，所述操作系統(tǒng)包含或不包含文件系統(tǒng)，包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存空間，所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通過所述內(nèi)存空間接收和存儲所述數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，其特征在于包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)建立共享數(shù)據(jù)隊列，共享數(shù)據(jù)隊列由單元結(jié)構(gòu)體鏈表構(gòu)成，單元結(jié)構(gòu)體包含共享內(nèi)存物理地址、共享內(nèi)存加鎖位、指向下一個單元結(jié)構(gòu)體的指針，所述共享內(nèi)存由傳送數(shù)據(jù)的包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)向接收數(shù)據(jù)的不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請。
3.如權(quán)利要求2所述的一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，其特征在于由包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，將共享數(shù)據(jù)隊列中共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)拷貝至不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)提供的傳輸內(nèi)存，以及通知所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)讀取所述數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2-3之一所述的一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，其特征在于所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)包含以下步驟 通過核間消息向不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請共享內(nèi)存，將共享內(nèi)存物理地址存入共享數(shù)據(jù)隊列； 使用寫指針輪詢所述共享數(shù)據(jù)隊列，寫指針指向所述共享數(shù)據(jù)隊列的首部或者上一次輪詢結(jié)束時寫指針的位置，向加鎖位為O的共享內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù)，寫入后將該加鎖位設(shè)置為1，將寫指針指向下一個單元結(jié)構(gòu)體并重復(fù)上述寫入過程，當訪問到加鎖位為I的單元結(jié)構(gòu)體時結(jié)束所述輪詢，所述加鎖位為O表示該共享內(nèi)存未寫入數(shù)據(jù)或者寫入的數(shù)據(jù)已經(jīng)傳遞完畢，所述加鎖位為I表示該共享內(nèi)存已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)或者寫入的數(shù)據(jù)傳遞尚未完畢； 使用讀指針輪詢共享數(shù)據(jù)隊列，讀指針指向所述共享數(shù)據(jù)隊列的首部或者上一次輪詢結(jié)束時讀指針的位置，如果加鎖位為1，向不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請傳輸內(nèi)存，將共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝至傳輸內(nèi)存，通知不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，拷貝后將加鎖位設(shè)置為O，將讀指針指向下一個單元結(jié)構(gòu)體并重復(fù)上述讀取過程，當訪問到加鎖位為I的單元結(jié)構(gòu)體時結(jié)束所述輪詢。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-3之一所述的一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法，其特征在于不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)的步驟為 響應(yīng)包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請傳輸內(nèi)存的核間消息，并將傳輸內(nèi)存的物理地址返回給所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)； 響應(yīng)包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸核間消息，從傳輸內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，并釋放傳輸內(nèi)存。
6.一種計算機，所述計算機包含多個操作系統(tǒng)，所述多個操作系統(tǒng)運行在一顆多核處理器上，其特征在于每個操作系統(tǒng)使用一個或多個處理核心，每個操作系統(tǒng)使用的處理核心互不相同，各個操作系統(tǒng)之間使用核間消息通訊，所述操作系統(tǒng)包含或不包含文件系統(tǒng)，所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)用于訪問存儲介質(zhì)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存空間，所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)用于通過所述內(nèi)存空間接收和存儲所述數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種計算機，其特征在于所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)包括 共享數(shù)據(jù)隊列建立模塊，用于建立共享數(shù)據(jù)隊列，所述共享數(shù)據(jù)隊列由單元結(jié)構(gòu)體鏈表構(gòu)成，單元結(jié)構(gòu)體包含共享內(nèi)存物理地址、共享內(nèi)存加鎖位、指向下一個單元結(jié)構(gòu)體的指針，所述共享內(nèi)存由傳送數(shù)據(jù)的包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)向接收數(shù)據(jù)的不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請； 數(shù)據(jù)寫入模塊，用于通過核間消息向不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請共享內(nèi)存，將共享內(nèi)存物理地址存入共享數(shù)據(jù)隊列，以及使用寫指針輪詢所述共享數(shù)據(jù)隊列，寫指針指向所述共享數(shù)據(jù)隊列的首部或者上一次輪詢結(jié)束時寫指針的位置，向加鎖位為O的共享內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù)，寫入后將該加鎖位設(shè)置為1，將寫指針指向下一個單元結(jié)構(gòu)體并重復(fù)上述寫入過程，當訪問到加鎖位為I的單元結(jié)構(gòu)體時結(jié)束所述輪詢，所述加鎖位為O表示該共享內(nèi)存未寫入數(shù)據(jù)或者寫入的數(shù)據(jù)已經(jīng)傳遞完畢，所述加鎖位為I表示該共享內(nèi)存已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)或者寫入的數(shù)據(jù)傳遞尚未完畢； 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于使用讀指針輪詢共享數(shù)據(jù)隊列，讀指針指向所述共享數(shù)據(jù)隊列的首部或者上一次輪詢結(jié)束時讀指針的位置，如果加鎖位為1，向不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請傳輸內(nèi)存，將共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)拷貝至傳輸內(nèi)存，通知不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)，拷貝后將加鎖位設(shè)置為O，將讀指針指向下一個單元結(jié)構(gòu)體并重復(fù)上述讀取過程，當訪問到加鎖位為I的單元結(jié)構(gòu)體時結(jié)束所述輪詢。
8.如權(quán)利要求6所述的一種計算機，其特征在于所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)包括 數(shù)據(jù)接收模塊，用于響應(yīng)包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)申請傳輸內(nèi)存的核間消息，并將傳輸內(nèi)存的物理地址返回給所述包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，以及響應(yīng)包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸核間消息，從傳輸內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，并釋放傳輸內(nèi)存。
全文摘要
本發(fā)明實施例涉及一種多個操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)的方法、計算機。所述多個操作系統(tǒng)運行在一顆多核處理器上，每個操作系統(tǒng)使用一個或多個處理核心，每個操作系統(tǒng)使用的處理核心互不相同，各個操作系統(tǒng)之間使用核間消息通訊，所述操作系統(tǒng)包含或不包含文件系統(tǒng)，包含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)訪問存儲介質(zhì)，將讀取的數(shù)據(jù)寫入不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)管理的內(nèi)存空間，所述不含文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)通過所述內(nèi)存空間接收和存儲所述數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例通過共享文件系統(tǒng)，實現(xiàn)了多個操作系統(tǒng)共享存儲介質(zhì)，有效提高了存儲介質(zhì)的讀取效率。
文檔編號G06F15/167GK103034616SQ20121052650
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者郭秀巖, 張武, 尚秋里, 王勁林 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所, 北京中科智網(wǎng)科技有限公司