異質性多核心架構下對稱式訊息傳遞功能增進與內部機制擴充之設計與實作

1. 異質性多核心架構下對稱式訊息傳遞功能增進與內部機制擴充之設計與實作異質性多核心架構下對稱式訊息傳遞功能增進與內部機制擴充之設計與實作 Advisor: Jing Chen Reporter: Shu-Lin Chu

2. 綱 要 • 簡介 • 動機 • 相關研究 • 系統架構 • 系統設計 • 貢獻

3. 簡 介 • 註冊機制 • 行程無窮等待處理機制 • 應用支援層API

4. 動機 • 目前異質性多核心架構下對稱式訊息傳遞完成的部分如下 • 不同系統核心間之行程溝通與訊息傳遞 • 相同核心之行程溝通與訊息傳遞 • 訊息溝通的功能以及內部機制完整性方面尚有許多增進空間，因此加入應用支援層API 、註冊機制、行程無窮等待處理機制使得異質性多核心下的溝通機制更趨完整。

5. 相關研究 • Distrubuted Deadlock Problem • Deadlock Prevention • Deadlock Detection • Centralized Deadlock Detection • Distrubuted Deadlock Detection • Hierarchical Deadlock Detection • Parallel Programming • OpenMP • MPI • CUDA

6. 相關研究 • 作業系統硬體中斷(Linux & ucosII) • 加入中斷，判斷中斷源 • 中斷處理流程 • 上半部 • Interrupt Handler • 下半部 • work queue • tasklet

7. 系統架構

8. 系統設計 • 訊息流向 • 行程之間訊息溝通 • EX: Block Send,Non_Block Send • 行程溝通管理者之間訊息溝通 • EX: Block Send Reply,Queey Sent_Reply • 行程與遠端行程溝通管理者之溝通 • EX: Queey Sent • 訊息號碼 • 等待式訊息 • 時限值(TimeOut Value)or 時間區間值 • 非等待式訊息 • 訊息編號(Message ID)

9. 系統設計 A B C • B: 告知行程溝通管理者此筆接收訊息意義 • 行程溝通管理者 • MessageQueue Full • Block Send Reply • 行程 • 放入訊息佇列，並組合訊息與號碼 • 喚醒欲接收訊息行程 • C: 告知接收此訊息行程須完成任務與所需資料位置 8 bits 8 bits 16 bits Mailbox Cmd Register

10. 系統設計 • Msg Info • 紀錄訊息來源(傳送核心ID/傳送行程ID) • 等待式傳遞訊息/非等待式傳遞訊息 MSG Queue

11. 應用支援層API設計

12. 應用支援層API設計-NBRA

13. 應用支援層API設計-QS • 每筆行程以非等待式送出的訊息將會回傳一組編號給發送行程 • 訊息以流水號方式給與編號 • 編號所有行程共用 • 行程溝通管理者收到非等待式傳遞訊息將會把訊息編號和此筆訊息做結合 • 以發送核心ID/行程ID/訊息編號做為Query Sent的索引值 • 行程查詢到因編號用罄所產生的重複編號訊息，行程溝通管理者將會回傳無法得知此筆訊息狀態的結果給查詢行程。

14. 應用支援層API設計-QS EQR

15. 行程無窮等待處理機制設計

16. 貢獻 • 提供應用層應用支援層API減低使用者開發應用程式複雜度。 • 利用行程無窮等待處理機制解決行程因使用等待式方式傳遞訊息所造成的無窮等待 • 註冊機制避免因使用者冒用/誤用其它行程 ID所造成的問題。