[发明专利]一种基于任务申请信号和处理器内核执行代价值的任务调度方法

说明书

本发明涉及一种基于任务申请信号和处理器内核执行代价值的任务调度方法。本发明包括:(1)任务申请信号：采用全局链表和处理器内核调度队列来记录任务；(2)处理器内核执行代价值：每个处理器内核维持一个执行代价值向量，处理器内核经计算得出全局链表中每个任务的执行代价值，并存入执行代价值向量中；(3)任务调度概率：处理器内核对任务的执行代价值和任务的申请信号来计算任务从全局链表调度到处理器内核调度队列的概率。本发明采用全局链表和处理器内核调度队列记录任务，使用任务的申请信号的强弱和处理器内核执行任务的代价值的大小作为任务调度的准则，可有效的减少任务迁移过程中产生的开销，降低任务的执行时间。

技术领域

本发明涉及一种基于任务申请信号和处理器内核执行代价值的任务调度方法。

背景技术

伴随着大规模集成电路的发展，晶体管的速度、功耗和芯片面积等都有了很大改善，促进了单核处理器性能不断地提升。当前，单核处理器已经几乎无法凭借工艺手段的改进来进一步明显提高处理器的速度。在同一芯片上集成多个处理器内核心的多核处理器(chip multiprocessors,CMPs)的出现有效地解决了单核处理器发展的瓶颈。2006年IBM推出首款商用的同构双核处理器POWER4。随后，一系列芯片厂商陆续推出系列产品。根据Amdahl定律，增加同构多核处理器可以提高程序并行执行部分的效率，而无法提高串行部分的执行效率。因此，当程序并行执行部分效率接近峰值时，增加若干个同构处理器是无法显著提高多核处理器的执行效率的。同时，不同的程序对计算核心性能要求不同。在这些因素的推动下，计算机进入到异构多核处理器时代。

异构多核处理器从处理器内核之间的联系，可以分为两大类：一种是集中式，一种是分布式。集中式多核处理器的主处理器(简称主核)拥有完整的功能，主要负责向从处理器(简称辅核)上的任务分配，而辅核主要负责各种应用运算。集中式处理器多用于Soc系统，最典型的集中式多核处理器是索尼、东芝和IBM联合开发的Cell be处理器。分布式多核处理器其各核可以共享缓存或独自拥有私有缓存，它在结构上的特点是每个处理器之间的连接方式相同，但地位和性能不全一致，每个处理器内核按照自己特有的控制和运算功能独立运行，互不干扰，协同工作。

异构多核处理器的每个处理器负责实现不同的功能，为了发挥各处理器优势，必须要实现操作系统的准确调度。也就是说，任务待分配到的处理器内核的计算能力应该与该任务的计算需求相匹配的。异构多核处理器的任务调度通常分为静态和动态两种。静态任务调度采用预测技术确定映射方法从而实现任务的分配，所以它是在任务调度之前就已经确定任务调度的全过程。而动态任务调度则根据调度规则、处理器的可用资源以及并行任务的性质差异动态地、实时地完成任务调度，并且可以结合负载平衡、最小执行时间等指标进行不同处理器内核间的任务迁移。显然，动态任务调度由于实时地根据任务调度情况进行调整，因此能更加有效地发挥异构多核处理器的性能。

经典动态任务调度算法是维持一个全局任务调度队列，队列的队头元素具有最高的优先级。而如果只维持一个全局任务调度队列，此时某个处理器内核空闲就进行任务调度。这种按需调度的方式没有考虑到处理器内核的性能和任务特点，显然违背了异构多核处理器将正确的任务调度到正确的处理器内核这一基本原则，因为队头元素调度到空闲核上未必满足全部任务执行时间最短。

为解决这一不足，本发明方法提出了全局链表和处理器内核调度队列来记录任务，按照任务申请信号和处理器内核的执行代价值来计算任务调度到处理器内核的概率，进一步明确任务调度的顺序，能够有效的减少任务开销，降低任务的执行时间，较为准确地建立任务调度顺序队列。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效减少任务开销，降低任务的执行时间的基于任务申请信号和处理器内核执行代价值的任务调度方法。

本发明的内容是这样实现的：