一种多核处理系统及其管理方法

本发明公开了一种解决对称多处理系统可扩展性问题的多核处理系统及其管理方法。该系统，包括多个处理器核和/或多个处理器、分区模块和启动模块：所述分区模块，用于解析由用户指定的各个分区的资源配置参数和启动参数并保存；所述分区包括至少一个处理器和/或一个处理器核；所述启动模块，用于启动特权操作系统和受特权操作系统管理的非特权操作系统。该管理方法，包括以下步骤：步骤S100，分区模块解析用户指定各个分区的资源配置参数，并保存；步骤S200，根据分区模块解析的分区资源配置参数，启动特权操作系统和受特权操作系统管理的非特权操作系统。本发明有效利用处理器资源，解决了对称多处理系统的可扩展性问题。

1.一种多核处理系统，包括多个处理器核和/或多个处理器；其特征是， 还包括分区模块和启动模块，其中： 所述分区模块，用于解析由用户指定的各个分区的资源配置参数和启动参 数并保存；所述分区包括至少一个处理器和/或一个处理器核； 所述启动模块，用于根据所述分区模块解析的分区资源配置参数，启动特 权操作系统和受特权操作系统管理的非特权操作系统。
2.根据权利要求1所述的多核处理系统，其特征是，所述启动模块包括 特权操作系统启动模块、非特权操作系统启动处理模块和非特权操作系统启动 模块，其中： 所述特权操作系统启动模块，用于根据所述分区模块的分区配置，在第一 分区的内存资源中保留所述特权操作系统的用于所述特权操作系统和所述非 特权操作系统之间的通信缓冲区，完成所述特权操作系统的初始化，并加载非 特权操作系统启动处理模块，完成特权操作系统启动； 所述非特权操作系统启动处理模块，用于在启动非特权操作系统时，根据 用户输入的命令和特权操作系统保存的非特权操作系统启动参数，在用户指定 的用于启动非特权操作系统的分区的内存资源中设置非特权操作系统代码映 像、非特权操作系统的启动参数； 所述非特权操作系统启动模块，用于向所述用户指定的用于启动非特权操 作系统的分区中的处理器和/或处理器核发出启动命令并在非特权操作系统代 码映像处执行启动操作，并且在所述用户指定的用于启动非特权操作系统的分 区的内存资源中保留非特权操作系统的通信缓冲区，完成非特权操作系统初始 化，完成非特权操作系统启动。
3.根据权利要求2所述的多核处理系统，其特征在于，所述特权操作系 统启动模块使得所述特权操作系统在初始化完成后，还加载虚拟网卡模块； 所述非特权操作系统启动模块使得所述非特权操作系统在初始化完成后， 还加载虚拟网卡模块； 所述虚拟网卡模块，用于操作系统间通信。
4.根据权利要求2或3所述的多核处理系统，其特征在于，所述非特权 操作系统启动处理模块，在启动非特权操作系统时，还在所述用户指定的用于 启动非特权操作系统的分区内的内存资源中设置跳板模块的代码； 所述跳板模块，用于执行跳板代码，并修改跳板自身页表和非特权操作系 统页表，完成跳转和处理器模式转换； 所述非特权操作系统启动模块，用于向所述其它分区中的处理器和/或处 理器核发出启动命令，令其执行所述跳板模块；执行所述跳板模块使所述用户 指定的用于启动非特权操作系统的分区中的处理器和/或处理器核根据所述跳 板模块执行结果，跳转到非特权操作系统代码映像处执行启动操作。
5.根据权利要求2所述的多核处理系统，其特征是，所述用户输入的命 令包括指定要启动的非特权操作系统；所述非特权操作系统的启动参数包括非 特权操作系统的内存起始位置，跳板代码的起始地址以及非特权操作系统代码 映像的起始地址。
6.根据权利要求1-3任一项所述的多核处理系统，其特征是，还包括资 源管理模块，用于利用异构式资源管理方式来管理多核处理系统资源，使各个 操作系统独立管理自己的内存和处理器资源；处理器资源和/或处理器核资源 和内存资源经过共享协议，能够在所述分区之间共享；特权操作系统能够访问 系统的输入输出资源，非特权操作系统通过特权操作系统的代理访问输入输出 资源。
7.一种多核处理系统的管理方法，其特征是，包括： 步骤S100，分区模块解析用户指定各个分区的资源配置参数，并保存； 步骤S200，根据分区模块解析的分区资源配置参数，启动特权操作系统 和受特权操作系统管理的非特权操作系统。
8.根据权利要求7所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，步骤S200 具体包括下列步骤： 步骤S210，启动模块中的特权操作系统启动模块，根据分区模块的分区 配置，在本分区的内存资源中，保留一块内存区域作为核心间通信缓冲区； 步骤S220，特权操作系统启动模块使特权操作系统完成自身的初始化并 完成启动； 步骤S230，特权操作系统启动模块使特权操作系统加载启动模块中的非 特权操作系统启动处理模块； 步骤S240，非特权操作系统启动处理模块根据用户输入的命令和特权操 作系统保存的非特权操作系统启动参数，将非特权操作系统代码映像和非特权 操作系统启动参数拷贝到非特权操作系统所管理的内存区域； 步骤S250，非特权操作系统启动模块给非特权操作系统的处理器和/或处 理器核发送启动命令使其到非特权操作系统映像处执行； 步骤S260，非特权操作系统启动模块使非特权操作系统修改内存管理内 容，使其在自身分区内完成操作系统的启动，并保留核心间通信缓冲区，完成 启动。
9.根据权利要求8所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，在所述 步骤S230中，特权操作系统启动模块使特权操作系统还加载虚拟网卡模块； 在所述步骤S260中，非特权操作系统启动模块使非特权操作系统保留核 心间通信缓冲区后，还加载虚拟网卡模块； 所述虚拟网卡模块用于操作系统之间的通信。
10.根据权利要求8所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，在步骤 S240中，非特权操作系统启动处理模块根据用户输入的命令和特权操作系统 保存的非特权操作系统启动参数还将跳板模块的代码拷贝到非特权操作系统 所管理的内存区域； 在所述步骤S250中，非特权操作系统启动模块给非特权操作系统的处理 器和/或处理器核发送启动命令并使其执行跳板代码；执行所述跳板代码用于 修改跳板自身页表和非特权操作系统页表，使其映射到非特权操作系统代码映 像处，并使非特权操作系统的处理器和/或处理器核跳转到非特权操作系统映 像处执行。
11.根据权利要求10所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，所述 用户输入的命令包括指定要启动的非特权操作系统；所述非特权操作系统的启 动参数包括非特权操作系统的内存起始位置，跳板代码的起始地址以及非特权 操作系统代码映像的起始地址。
12.根据权利要求8所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，所述修 改内存管理内容包括限制页表映射范围，根据分区内存范围修改虚实地址转换 方式。
13.根据权利要求8所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，还包括 步骤S300，采用异构式资源管理方式来管理多核处理系统的资源。
14.根据权利要求13所述的多核处理系统的管理方法，其特征是，所述 步骤S300具体包括以下步骤： 步骤S310，各个操作系统独立管理相应的内存资源和处理器资源和/或处 理器核资源； 步骤S320，处理器资源和/或处理器核资源和内存资源经过共享协议，在 分区之间共享； 步骤S330，特权操作系统能够访问系统的输入输出资源，非特权操作系 统需要通过特权操作系统的代理访问输入输出资源。