[发明专利]一种在VxWorks SMP启动过程中使用原子操作的方法

说明书

本发明提供了一种在VxWorks SMP启动过程中使用原子操作的方法，包括：步骤a、设备上电，VxWorks通过引导程序进入在RAM中执行的第一个函数sysInit；步骤b、建立MMU页表；步骤c、开启数据D‑cache、指令I‑cache及使能MMU；步骤d、workQInit函数被调用，VxWorks SMP系统中可以使用原子操作指令ldrex和strex；步骤e、kernelInit函数初始化并启动内核，完成后续的初始化过程，之后VxWorks SMP系统进入待工作状态。本发明实现了在VxWorks SMP启动过程中workQInit函数处对临界资源数据进行原子操作，相对于纯软件实现的原子操作，本发明执行效率高，成本低。

技术领域

本公开涉及原子操作技术领域，尤其涉及一种在VxWorks SMP启动过程中使用原子操作的方法。

背景技术

从1970开始处理器性能增加是由时钟频率的提高来推动的,从过去的1MHz到当今的几GHz，晶体管的几何尺寸不断缩小，而允许处理器中的晶体管数量从最初的2300增加到10亿个以上，与此同时处理器的电源电压也在降低，芯片级功耗随着性能的提升而增加。但是今天，由于功耗的限制，处理器性能很难再由时钟频率来驱动了，采用双核或多核处理器，能够在不大幅提高系统功耗的情况下显著提升处理性能。

目前而言，主要有两种模式支持多核嵌入式操作系统:同构多核(SymmetricMulti-Processing，SMP)模式和异构多核(Asymmetric Multi-Processing，AMP)模式。VxWorks SMP是风河公司为VxWorks设计的symmetric multiprocessing(SMP)系统。它与风河公司的uniporcessor(UP)系统一样，具备实时操作系统的特性。VxWorks SMP是同构多核技术，VxWorks SMP所有CPU只跑一个操作系统副本，由操作系统来给各个APP应用程序分配CPU核。VxWorks SMP系统实现了各处理器对设备以及存储器的共享，各个CPU核之间需要在操作系统层实现协作，以防止对资源的并行存取从而发生的竞争。由于CPU核之间的协作关系的程度不同，VxWorks SMP系统通常被称作“紧耦合多处理”系统。

原子操作是为了保证临界资源数据的原子性，防止多核对该数据的竞争，这在SMP多核操作系统中至关重要。对于VxWorks SMP多核平台，在VxWorks SMP启动时workQInit函数处存在临界资源数据，因此必须使用原子操作命令以保证数据的原子性。

自从ARM V6架构开始支持SMP多核技术，通过ldrex与strex指令来保证临界资源数据操作的原子性,比如自旋锁的上锁操作、原子变量操作等。事实上，在ARM平台下，实现原子操作指令ldrex及strex需要local monitor和globalmonitor的支持,local monitor硬件厂商都会实现,而对于global monitor,VxWorks SMP操作系统默认芯片在硬件层设计了总线监听，即实现了global monitor的功能，在workQInit函数处可以直接使用原子操作指令ldrex与strex指令来保证临界资源数据操作的原子性。对于硬件上未实现总线监听的设备，可以采用纯软件算法来实现原子操作，如Lamport面包店算法等，但使用此类方法，设计复杂，执行开销大，效率低。

因此如何更好的在VxWorks SMP启动过程中workQInit函数处对临界资源数据进行原子操作，这对于操作系统软件开发人员提出了挑战。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，针对ARM平台下VxWorks SMP启动过程中在workQInit函数处开始需要使用原子操作的问题，提出一种在VxWorks SMP启动过程中使用原子操作的方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种在VxWorks SMP启动过程中使用原子操作的方法，包括如下步骤：