[发明专利]用于实施内核和用户空间之间共享的锁的系统和方法

说明书

相关申请案交叉申请

本发明要求2011年11月22日由董雪松等人递交的发明名称为“用于实施内核和用户空间之间共享的锁的系统和方法”的第13/302918号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。

技术领域

本发明涉及通信网络，尤其涉及用于实施内核和用户空间之间共享的锁的系统和方法。

背景技术

一些当前操作系统(OS)平台，例如在计算设备和网络组件中使用的OS平台，允许内核空间和用户空间之间共享计算/网络资源(例如，内存、处理器使用、带宽等)。内核对应于OS的组件，其桥接应用(软件)和硬件级别实施的实际数据处理。内核的职责包括管理系统资源，例如软硬件组件之间的通信。通常，内核为应用软件需要控制以执行其功能的资源(例如，为处理器和输入/输出(I/O)设备)提供最低级别的抽象层。内核通常通过进程间通信机制以及系统呼叫向应用进程提供这些资源。内核空间包括内核使用的任务、操作以及关联的资源。用户空间包括应用或软件使用的任务、操作以及关联的资源。

发明内容

在一项实施例中，本发明包括一种装置，包括用于为包括内核和用户应用的操作系统(OS)平台实施多个操作的一个或多个处理器，一个或多个所述内核和所述用户应用共享的资源块，以及对应于所述共享的资源块的一个或多个所述内核和所述用户应用共享的锁，其中所述用户应用用于通过直接访问所述锁无需使用到内核的系统呼叫来同步用户线程和内核线程对所述共享资源块的使用。

在另一项实施例中，本发明包括共享的内存块以及网络组件，所述网络组件包括用于OS平台的处理器，用于接收来自在所述处理器上操作的第一OS线程的请求以为多个OS线程访问所述共享的内存块，以及如果所述共享的内存块未被第二OS线程锁定或者由所述第二OS线程进行的锁定的时间限制超时，允许所述第一OS线程锁定并访问所述共享的内存块。

在第三方面，本发明包括一种由实施包括多个线程的OS平台的处理器实施的方法，所述多个线程包括应用线程和内核线程，所述方法包括如果锁未由另一进程设置，第一线程为目标内存块设置所述锁，所述第一线程接收来自OS内核的关于允许的操作的信息和所述锁的时间限制，所述第一线程访问所述目标内存块的地图，以及如果终止呼叫由所述第一线程从更高优先级的线程接收或者所述目标内存块上的操作由所述第一线程完成，所述第一线程释放所述目标内存块上的所述锁。

结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其他特征。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。

图1是内核-用户共享的锁系统的实施例的示意图。

图2是内核-用户共享的锁方法的实施例的示意图。

图3是内核-用户共享的锁方法的实施例的示意图。

图4是网络单元的实施例的示意图。

图5是通用计算机系统的实施例的示意图。

具体实施方式

最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。

在典型的OS平台中，资源通过锁在用户空间和内核空间之间共享。锁在内核空间中实施为内核保护或预留资源以及避免用户空间访问锁定的资源。如果资源未被(例如，内核)锁定，那么用户空间可以访问该资源。为了锁定资源，用户线程使用系统呼叫发送锁定操作请求。该锁定方案可导致瓶颈，例如，相对大量的锁定操作请求和系统呼叫，这对高性能系统有害。