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[发明专利]容器化跨平台操作系统映像构建方法-CN201910863206.X有效
发明人： 王星焱;林海南;郑岩;黄高阳;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-12 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06F8/61 文献下载
摘要：本发明公开一种容器化跨平台操作系统映像构建方法，包括以下步骤，构建指导描述文件，其包括软件包获取方式描述、软件包依赖关系描述、软件包准备阶段描述、软件包配置阶段描述、软件包编译阶段描述、软件包安装阶段描述；准备自动化构建工具；准备针对目标处理器体系结构的交叉编译环境；创建准备针对目标处理器软件编译的目标目录；准备交叉编译器壳程序；准备自动化构建工具壳程序；基础C语言库安装于目标目录中；根据操作系统映像所需的软件包描述文件，执行自动编译安装流程和软件库安装。本发明解决利用跨平台交叉编译技术，将完整操作系统映像在非目标处理器的平台上完整的、自动的生成。
容器平台操作系统映像构建方法

[发明专利]一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法-CN202210933675.6在审
发明人：郑岩;邹通;朱琪;王星焱;黄高阳;林海南;宓楠浣;陈德训;钱宇;宋长明 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2022-08-04 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：一种基于操作系统内核的量子计算资源管理方法，属于量子计算技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1，解析当前量子计算任务所需的量子计算资源；步骤2，根据量子计算资源和当前系统中可用计算资源，给当前量子任务分配并映射相应的量子比特；步骤3，检测量子计算资源中量子比特的状态，若量子比特状态不满足计算需求，则对量子比特实施校准；步骤4，根据当前量子任务中所包含的量子逻辑门操作生成对应的控制脉冲波形文件；步骤5，根据控制脉冲波形文件，控制量子计算资源执行量子计算；步骤6，测量本次量子计算任务的计算结果。本发明对用户屏蔽了复杂的量子特性，为上层软件提供稳定的量子态描述，方便用户使用和控制量子设备。
一种基于操作系统内核量子计算资源管理方法

[发明专利]异构众核架构下的运算核作业迁移方法-CN201910763777.6有效
发明人：黄高阳;郑岩;王星焱;林海南;张羽丰 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明公开一种异构众核架构下的运算核作业迁移方法，基于异构众核架构，包括以下步骤：S1、在作业迁移前，在管理核上建立第一迁移数据结构；S2、通过管理核暂停运算核；S3、判断该运算核是否达到稳定状态；S4、如果运算核达到稳定状态，在管理核建立用于保存运算核上系统状态的结构的第二迁移数据结构，并转S6；S5、如果运算核未达到稳定状态，通过管理核重新启动运算核，等待一段设定的时间后，转S1；S6、启动运算核作业迁移。本发明解决了在异构众核环境下运算核上作业迁移面临的运算核启动停止、作业的保留恢复以及运算核状态的保留等问题，为异构众核架构下的作业迁移提供了切实可靠的基础。
异构众核架构运算作业迁移方法

[发明专利]通用寄存器保留恢复的实现方法-CN201910891118.0有效
发明人：黄高阳;郑岩;王星焱;林海南;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G06F11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种通用寄存器保留恢复的实现方法，进程保留方法：用户进程调用系统调用ioctl函数；在ioctl函数中设置进程flag保留/恢复标志位；内核态切换到用户态，根据linux信号处理机制进入到对保留/恢复标志位判断；如果存在保留/恢复标志位，进入do_work_pending处理函数；do_work_pending处理函数将内核栈上的通用寄存器$0~$29全部保存到文件或指定内存中；进程恢复方法：其前三步骤与进程保留方法步骤相同，内核态切换到用户态，根据linux信号处理机制会进入到对保留/恢复标志位判断。本发明解决了通用寄存器保留不完整的问题。
通用寄存器保留恢复实现方法

[发明专利]基于定制TLB代换的虚拟机迁移时脏页记录方法-CN201910910090.0有效
发明人：刘松;王星焱;林海南;黄高阳;郑岩;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G06F12/1027 文献下载
摘要：本发明公开一种基于定制TLB代换的虚拟机迁移时脏页记录方法，包括以下步骤：将虚拟机的迁移标志设置为开启，在虚拟机管理层申请“脏页缓冲区”；判断造成缺页的读写标志，如果是读标志，则需要设置TLB的只读标志位；如果是写标志，计算虚拟地址对应的宿主机页面号，并记录脏页；在数据流异常处理流程中，重填TLB，判断此时TLB是否真正具有只读标志，如果没有则需要记录脏页；否则，进入正常的数据流异常处理流程中。本发明通过虚拟地址到宿主机页面的映射关系，在特权指令模式下实现脏页记录过程，无需维护额外的影子页表，节约大量的内存资源；无需频繁虚拟机退出操作，节约大量的CPU资源，并且大幅度提高了TLB的命中率，进而提高CPU执行效率。
基于定制 tlb 代换虚拟机迁移时脏页记录方法

[发明专利]基于BMC的海量节点固件版本管理及网络加载方法-CN201910910088.3有效
发明人：刘松;郑岩;黄高阳;王星焱;邹通;林海南 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G06F8/65 文献下载
摘要：本发明公开一种基于BMC的海量节点固件版本管理及网络加载方法，从对应的外围节点读取此节点配置，如果配置为BMC启动，则从对应BMC节点加载固件，否则从外围节点加载固件；通过外围节点作为代理，将所有最新版本的固件更新到相应的BMC节点；并行检查外围节点中的固件版本；每个外围节点向负责的BMC节点发布查询命令，并收集BMC节点的返回结果。本发明实现了基于BMC的网络加载技术，可以避免海量节点启动时的网络阻塞，极大降低海量节点开机时间；降低了发布固件的时间；避免了并行发布和管理固件版本的线程爆炸。
基于 bmc 海量节点版本管理网络加载方法

[发明专利]浮点SIMD上下文切换的性能优化方法-CN201910764140.9有效
发明人：林海南;王星焱;黄高阳;郑岩;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种浮点SIMD上下文切换的性能优化方法，包括以下步骤：在进程描述符结构中增加一CPU标识字段，创建一个全局的数组；进程切换时将被选中进程的浮点SIMD状态最近被装载的CPU号与所述目标CPU号进行匹配，同时将目标CPU最近装载浮点SIMD寄存器的所述进程号与被选中进程号进行匹配，若二者均相等，目标CPU不对进程的浮点SIMD状态进行恢复，此时清除进程的进程标志位FOREIGN_FPSTATE标志，若否，目标CPU对该进程的浮点SIMD状态进行恢复，此时设置进程的进程标志位FOREIGN_FPSTATE标志。本发明减小了内核进程切换开销，对内核改动较小，且适用其他系统寄存器的保留和恢复过程，如性能计数器等。
浮点 simd 上下文切换性能优化方法

[发明专利]基于异构CPU的虚拟机迁移方法-CN201910891125.0有效
发明人：林海南;王星焱;黄高阳;郑岩;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明公开了种基于异构CPU的虚拟机迁移方法，所述异构CPU进一步包括：管控核、计算核、虚拟机操作系统、宿主机操作系统和虚拟机管理模块；包括以下步骤：虚拟机迁移开始，虚拟机的管控核向计算核发送暂停命令，当计算核暂停成功时，计算核的状态维持不变；虚拟机操作系统将计算核的状态存入指定的内存中，所述计算核的状态为寄存器状态、存储器状态和系统调用状态；虚拟机管理模块发出虚拟机暂停命令，虚拟机暂停成功后，虚拟机状态维持不变。本发明虚拟机迁移方法在支持通用虚拟机迁移技术相关接口的基础上，解决了异构架构虚拟机的计算核上进程的迁移问题。
基于 cpu 虚拟机迁移方法

[发明专利]众核异构架构下的多类型目标代码的透明加载方法-CN201910904063.2有效
发明人：黄高阳;王星焱;林海南;郑岩;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-24 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/4401 文献下载
摘要：本发明公开一种众核异构架构下的多类型目标代码的透明加载方法，用户执行execve系统调用进入内核打开目标代码文件，读入目标文件头部，寻找标代码格式的处理函数；检查目标代码ELF头部信息正确性和Machine字段信息；解析环境变量；填写程序参数、环境变量必要信息到用户栈；加载目标代码的程序头表；根据数据段表信息，将程序段、数据段拷贝到物理空间中；初始化，对该数据结构中的元素进行赋值；根据配置信息，配置运算核中的配置寄存器；启动运算核心；检查程序类型；加载操作系统中驻留服务程序，修改程序的执行入口为服务程序的入口；进入新的程序入口执行。本发明实现了一套“异构”程序的加载流程，统一了“异构”程序执行流程，提升了用户的好用性。
众核异构架类型目标代码透明加载方法

[发明专利]国产众核处理器计算核内存压缩方法-CN201910910081.1有效
发明人：邹通;黄高阳;王星焱;林海南;刘松;郑岩 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-25 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种国产众核处理器计算核内存压缩方法，包括以下步骤：进行进程保留时，操作系统进程保留接口先调用内核级的压缩接口对进程当前使用的内存映像进行压缩，再将压缩后的内存映像数据写入检查点文件中；在进程恢复时，操作系统进程恢复接口先调用内核级的解压缩接口对检查点文件中读出的内存映像数据进行解压缩，再将解压缩后的内存映像数据恢复到进程的内存空间中。本发明解决了当前国产超级计算机中进程保留恢复耗时长，用户体验较差的问题。
国产处理器计算内存压缩方法

[发明专利]定制化PCIE总线IO虚拟化支撑方法-CN201910918611.7有效
发明人： 王星焱;林海南;郑岩;黄高阳;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-26 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明公开一种定制化PCIE总线IO虚拟化支撑方法，虚拟机内核发起PCIE总线扫描动作，发起PCIE IO地址空间的读写操作；处理器会自动进入TLB Miss异常处理入口；在处理器TLB Miss异常处理流程中执行TLB Miss异常处理代码，上层虚拟机管理软件得到传递的信息，根据指令编码信息判定是进行PCIE IO地址空间读操作还是写操作；上层虚拟机管理软件读PCIE IO地址空间模拟执行后，将读结果设置到虚拟机寄存器现场堆栈中寄存器中，返回虚拟机的虚拟处理器运行现场；上层虚拟机管理软件写PCIE IO地址空间模拟执行后，将其设置到正确状态，准备返回虚拟处理器运行现场。本发明实现了在不支持硬件虚拟化扩展的处理器上的PCIE总线IO虚拟化，支持纯模拟PCIE设备虚拟化和虚拟机直接绑定PCIE设备。
定制 pcie 总线 io 虚拟支撑方法

[发明专利]异构CPU的计算核虚拟化方法-CN201910924866.4有效
发明人：林海南;王星焱;黄高阳;郑岩;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-09-27 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明公开了一种异构CPU的计算核虚拟化方法，包括以下步骤：宿主机核心启动后，宿主机核心会完成计算核资源的扫描并建立可用计算核资源位图，此计算核资源为计算核的数目以及计算核可访问内存空间；虚拟机管理模块依照虚拟机硬件配置，申请资源，并创建虚拟机CPU线程，具体步骤如下：虚拟机内计算核的初始化，以及虚拟机穿透访问计算核资源配置；虚拟机CPU线程开始运行虚拟机核心，虚拟机核心向虚拟机管理驱动模块申请对计算核进行初始化；驱动模块调用宿主机核心计算核初始化接口，完成计算核的初始化，同时将该计算核资源对应的IO地址设置为穿透读写。本发明实现了虚拟机对计算核资源的管理和使用，不同计算核间相互不冲突，减少了管理的复杂性，保证了计算核资源管理和使用的正确性和高效性。
异构 cpu 计算虚拟方法

[发明专利]段页结合的内存管理方法-CN201910763767.2有效
发明人：郑岩;王星焱;黄高阳;林海南;刘松;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明公开一种段页结合的内存管理方法，包括以下步骤：S1、获取整个服务器上可供使用的物理内存；S2、从可供使用的物理内存中预留一段或多段连续物理内存，并将预留的连续物理内存加入段式物理内存资源池；S3、将可供使用的物理内存中未被加入段式物理内存资源池的剩余物理内存加入页式物理内存资源池；S4、当计算部件需要物理内存时，通过段式内存申请接口向段式物理内存资源池申请物理内存；S5、当普通用户程序需要物理内存时，操作系统内核将申请的物理内存空间大小与处理器支持的大页页面大小进行比较。本发明通过灵活的内存管理策略，解决了特殊计算部件对大块连续物理内存的需求，同时兼顾普通用户程序内存使用的需求，灵活适应不同的内存需求场景。
结合内存管理方法

[发明专利]基于特权指令库的CPU虚拟化方法-CN201910783143.7有效
发明人： 王星焱;郑岩;黄高阳;杨政;刘松 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2019-08-23 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于特权指令库的CPU虚拟化方法，其特征在于：所述CPU虚拟化方法基于至少一个物理处理器PCPU、CPU多核架构的操作系统、至少一个虚拟处理器VCPU、虚拟机管理器和配置有特权指令库的固件，虚拟处理器状态管理数据结构VCPUCB，用于维护VCPU特权状态的一组数据结构，包含处理器内部实现相关的状态信息，虚拟处理器状态管理数据结构VCPUCB放置在内存中；虚拟状态基地址寄存器VCPUCB_PTR，用于存储指向虚拟处理器状态管理数据结构VCPUCB的基地址。本发明实现了处理器虚拟化中重要的VCPU进入和VCPU退出的支持，支持虚拟机管理器中开发VCPU调度接口，支持切换处理器特权状态到虚拟机模式，对虚拟机管理器和操作系统内核透明，在不增加任何硬件扩展接口下实现对CPU虚拟化支持。
基于特权指令 cpu 虚拟方法

[发明专利]一种基于握手协议的多核间缓存刷新方法-CN202110347429.8在审
发明人：林海南;郑岩;王星焱;黄高阳;邹通 -专利权人：无锡江南计算技术研究所
申请日： 2021-03-31 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： G06F16/2455 文献下载
摘要：本发明公开一种基于握手协议的多核间缓存刷新方法，包括以下步骤：发起核通过核间中断向其他核发起缓存刷新请求；发起核死等轮询其他核是否完成缓存刷新操作并计时；其他核接受到来自发起核的缓存刷新请求后，中断进入缓存刷新函数入口，完成缓存刷新；其他核向发起核告知缓存刷新任务完成，并死等轮询发起核的下一步命令；其他核收到发起核的任务退出命令，向发起核发送任务结束答复，并结束此次刷新任务。本发明方法可以保证操作系统完成该方法后的某个时间段内，所有处理器多核缓存的状态是干净的，避免多核间的由于资源竞争导致死锁问题。
一种基于握手协议多核缓存刷新方法

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