[发明专利]一种多处理器的数据交换方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其是一种多处理器的数据交换方法和装置。

背景技术

在现有的基于PCI（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）总线或CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect，紧凑型外设部件互连标准）总线的数据交换系统中，只能实现主处理器与从处理器之间的数据交换，而从处理器与从处理器之间的数据交换需要通过主处理器转发才能实现。并且现有技术中，系统对广播数据或者组播数据的读写不能够提供很好的支持。

发明内容

本发明的目的是提供一种多处理器的数据交换方法和装置，一方面，将主机的物理内存映射到通信总线上实现物理内存的共享，所述主机和所有从机均可通过通信总线访问该物理内存，另一方面，将所述主机和所有从机的寄存器映射到通信总线上，形成一寄存器地址空间，所述主机和所有从机均可通过通信总线访问寄存器地址空间并改写本地或对方的寄存器的内容，实现了从机与从机之间的自由访问。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多处理器的数据交换方法，其特征在于：主机的物理内存映射到通信总线上，主机与至少一个从机共享所述的主机的物理内存，所述主机和每个从机的处理器通过通信总线访问共享的物理内存。

优选的，所述主机和各个从机的寄存器分别映射到通信总线上，每个寄存器被分配不同的地址，从而形成一寄存器地址空间，所述主机和每个从机的处理器通过通信总线访问所述寄存器地址空间，读写寄存器内容。

优选的，当主机和/或每个从机通过中断机制进行物理内存的数据读取时，所述的寄存器为中断寄存器，主机通过通信总线访问所述寄存器地址空间，改写至少一个从机的中断寄存器内容，或者，每个从机通过通信总线访问所述寄存器地址空间，改写主机或其余至少一个从机的中断寄存器内容，从而触发对方的中断，引起中断触发的主机和/或每个从机通过中断服务程序通知应用程序调用读取接口访问物理内存中的数据区。

优选的，当主机和/或每个从机通过轮询方式进行物理内存的数据读取时，主机和/或每个从机通过调用读写接口访问物理内存中的数据区进行数据读取。

优选的，主机和/或每个从机对主机的共享物理内存中的数据区分别定义访问属性，包括读或写；若主机和/或每个从机与数据区有写入关系，则在所述主机和/或每个从机中将此数据区的写属性定义为有，否则定义为无；若主机和/或每个从机与数据区有读取关系，则在所述主机和/或每个从机中将此数据的读属性定义为有，否则定义为无；主机和/或每个从机对共享的物理内存的的数据读写方法包括以下一种或几种：主机写入数据，主机和/或至少一个从机读取数据，或者，一个从机写入数据，主机和/或至少一个从机读取数据，或者，主机和至少一个从机写入数据，主机和/或至少一个从机读取数据，或者，多个从机写入数据，主机和/或至少一个从机读取数据；主机和从机通过以上方法读写主机的共享物理内存的数据处理单播数据、组播数据以及广播数据。

优选的，通过面包店算法实现主机和/或每个从机中的进程或线程对物理内存中的临界数据区的互斥访问，所述互斥访问的步骤包括：

A.主机和/或每个从机中的进程或线程获取本地互斥量，则获取到本地互斥量的所述进程或线程调用读写接口，否则所述进程或线程等待被其余进程或线程释放的本地互斥量，所述本地互斥量由主机和/或每个从机中的操作系统提供，用于保证主机和每个从机在一个时刻最多只有一个进程或线程正在调用共享物理内存的读写接口；

B.所述进程或线程调用读写接口后，首先通过通信总线访问面包店数据区，对所述面包店数据区的每个变量的访问都是原子的；

C.所述进程或线程根据面包店算法对面包店数据区进行数次访问后，判断所述进程或线程是否获得所述共享物理内存的临界数据区的访问权，若获得访问权，则读写临界数据区；

D.读写完成后，根据面包店算法修改对应的面包店数据区中的变量，然后释放保护读写接口的本地互斥量。

一种多处理器的数据交换装置，包括主机板卡、若干个从机板卡、总线板卡，主机板卡和从机板卡通过总线板卡相互通信，其特征在于：主机板卡的集成有第一处理器以及和所述的第一处理器通信的寄存器和用于数据共享的物理内存，每个从机板卡集成有相互通信的处理器和寄存器，从机板卡的处理器和所述的物理内存通信。

优选的，所述主机板卡的第一处理器和各个从机板卡的处理器通过总线板卡与主机板卡、从机板卡的寄存器通信。