[发明专利]运行操作系统的处理器核的动态分配

说明书

发明领域

本发明一般涉及多核计算机处理器，尤其涉及运行操作系统的处理器核的动态分配。

背景

目前，存在具有服务于诸如例如7操作系统之类的操作系统（OS）的多个核的多核处理器机器。这样的机器为正在运行的每一个处理器核使用的功率量增大，这对于诸如移动设备之类的那些靠电池供电来操作的机器而言是缺点。当存在某些功率管理条件时，或许临时在电能紧张时，尽可能地使许多核空闲是有益的、节省功率的。

然而，诸如7之类的操作系统（OS）在操作时不支持其处理器中的活动核数量的增多/减少。7OS不支持这样的“热核”重新分配的原因是，因为OS分配资源并基于引导时存在的核来作出关键的假设。7OS允许未使用的核停止或停用，有效地关闭它们，但是这只作为OS感知负载的结果来执行，其中在轻负载条件下，OS可以负载平衡并停止核。

对该问题的一个解决方案可以是使用在OS和处理器硬件之间运行的管理程序软件，来向OS呈现核的虚拟集。事实上，管理程序软件为OS创建多个核的假象，导致OS认为它具有多个活动的核，而硬件实际可能不是所有的核在活动。令人遗憾的是，管理程序软件非常大，需要相当大量的管理程序代码占用空间，并在处理器内需要虚拟化支持，才能实现合理的性能结果。此外，管理程序软件还产生性能损失。

另一个解决方案是使用进程亲和性实现的“核停止（core parking）”，其中OS进程被在物理上分配给一个核，有效地停止任何未使用的核。然而，这不是有保证的技术，因为它由OS来控制，也是依赖由OS感知的工作负荷的功能。

相应地，用于电能原因，需要快速地减少或增多正在服务于操作系统的活动核，且无需近实时地考虑处理负载。进一步地，在无需重新引导OS的情况下动态地分配活动核是有利的。

附图简述

附图（在不同视图中，类似的附图标记表示相同或功能类似的元素）与下面的详细描述一起被包括并构成说明书的一部分，用于进一步说明包括要求保护的发明的概念的实施例，并说明那些实施例的各种原理和优点。

图1是现有技术的多核处理器的简化框图。

图2是根据本发明的活动核的动态分配的简化框图。

图3是根据本发明的再一个实施例的方法的简化框图。

本领域技术人员将理解，图中的元素是简明而清晰地显示的，不一定是按比例绘制的。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件而放大，以帮助改善对本发明实施例的理解。

设备组件和方法组件在适当的情况下通过附图中的惯用符号来代表，只示出了与对本发明实施例的理解有关的那些具体细节，以便不会由于对本领域技术人员而言显而易见的细节而使本说明书晦涩。

详细描述

本发明提供了新颖的技术，以出于电能原因简单地减少或增多服务于操作系统的活动核。这是在无需对操作系统（OS）进行修改或无需操作系统的支持的情况下进行的。这是使用不涉及对操作系统的更改的硬件布局来实现的，它可被实现为带有驱动器调用的应用。有利地，本发明可以通过动态地分配活动核而无需重新引导OS并且不考虑处理负载，快速地减少功率消耗。

图1是诸如可以由例如7OS使用的现有技术多核处理器的框图。示出了带有核CPU0110、CPU1112、CPU2114和CPU3116的四核处理器示例。调度器数据库100是由OS控制的工作负荷储存库。数据库100持有要由核服务的进程和线程。OS指示数据库100向每个核的就绪队列分发其进程和线程。例如，核CPU0110具有其CPU0就绪队列，该就绪队列持有要由CPU0110服务的由数据库100分发的进程和线程。类似地，核CPU1112具有其CPU1就绪队列，该就绪队列持有要由CPU1112服务的由数据库100分发的进程和线程，核CPU2114具有其CPU2就绪队列，该就绪队列持有要由CPU2114服务的由数据库100分发的进程和线程，而核CPU3116具有其CPU3就绪队列，该就绪队列持有要由CPU3116服务的由数据库100分发的进程和线程。数据库100的分发是根据公平性规则来执行的，以便每个核随时间大致相同地分担处理负载，假设其他因素（诸如负载平衡核停止规则）不起作用。