CN102722388A

CN102722388A - 一种实现图形界面程序与cpu绑定的系统和方法

Info

Publication number: CN102722388A
Application number: CN2012101739774A
Authority: CN
Inventors: 王泽华; 李永成; 郑臣明
Original assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Current assignee: Dawning Information Industry Beijing Co Ltd
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明提供了一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法，系统包括fork建立单元，exec加载执行单元和exit退出单元。方法包括：所述方法包括如下步骤：(1).fork建立；(2).exec加载执行程序；(3).exit退出。本发明提供的实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法，在建立、加载执行程序的内核代码中添加进程绑定代码，将X程序绑定在主CPU的四个核上，提高了系统响应速度和性能。

Description

一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法

技术领域

本发明属于计算机处理领域，具体涉及一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法。

背景技术

龙芯刀片采用两片龙芯3A CPU结点作为系统核心，以AMD RS780E和AMDSB710为南北桥芯片互联而成。龙芯3A CPU结点采用四核设计，对于进程而言，龙芯刀片系统提供了八核的执行环境。相比单核执行环境，龙芯刀片的多核环境支持进程的并行执行，能极大地提高系统的工作效率。龙芯3A CPU结点的四个核共享四个二级cache，进程在3A CPU结点内迁移时不会造成cache失效，进程迁移对系统性能的影响不大，而当进程在3A CPU结点之间进行频繁迁移时，将导致大量cache失效进而影响系统性能。

龙芯刀片系统加载执行内核进入中标操作系统图形界面时，由于内核调度器的不足，图形界面X程序以及子进程在不同的3A CPU结点频繁迁移，由于cache的频繁失效使得系统进入图形界面迟缓或者进入图形界面后响应不及时，严重影响了用户的体验。系统可以通过脚本将图形界面X程序绑定在主CPU结点的4个核上。中标操作系统版本更新速度快，不同版本启动时读取文件的顺序有差别，常常是不同的操作系统版本需要将脚本放在不同的目录下，这为用户升级操作系统版本时带来了诸多不便。如果在内核代码中实现将图形界面X程序绑定在主CPU结点上，能提高系统代码的耦合性，减轻用户升级系统时的繁杂操作。同时，相比在应用程序调用脚本来绑定，内核层绑定操作能节省从应用程序层到内核层的时间开销，能提高系统的响应速度。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法，在建立、加载执行新进程的内核代码中添加进程绑定代码，将图形界面程序绑定在主CPU的四个核上，提高了系统响应速度和性能。

为实现上述目的，本发明提供一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统，其改进之处在于，所述系统包括fork建立单元、exec加载执行单元和exit退出单元；所述exec加载执行单元替换掉fork建立单元建立的子进程，加载执行程序；程序执行完毕后进入exit退出单元完成退出。

本发明提供的优选技术方案中，所述fork建立单元根据父进程的内容建立子进程，此时父进程与子进程具有共享相同的程序代码、相同的资源，资源包括文件和内存。

本发明提供的第二优选技术方案中，所述exec加载执行单元将建立的子进程内容加载替换成图形界面程序的内容并执行。

本发明提供的第三优选技术方案中，所述exec加载执行单元按照执行流程，依次包括准备模块、加载模块和执行模块。

本发明提供的第四优选技术方案中，所述准备模块打开要加载执行的程序所对应的文件，拷贝程序运行环境和执行参数；所述加载模块释放旧进程的信号和文件资源，并判断当前加载的程序是否是图形界面程序，如果是则将图形界面程序绑定到主CPU的四个核上，如果不是则不做绑定操作，最后加载图形界面程序替换掉fork建立的子进程；所述执行模块执行加载的程序。

本发明提供的第五优选技术方案中，在所述执行模块完成程序的执行后，所述exit退出单元执行退出操作。

本发明提供的第六优选技术方案中，所述CPU是龙芯3A CPU。

本发明提供的第七优选技术方案中，提供一种实现图形界面程序与CPU绑定的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1).fork建立；

(2).exec加载执行程序；

(3).exit退出。

本发明提供的第八优选技术方案中，在所述步骤1中，建立图形界面程序。

本发明提供的第九优选技术方案中，所述步骤2包括如下具体步骤：

(2-1).打开要加载的程序文件；

(2-2).拷贝运行环境和执行参数；

(2-3).寻找可执行文件装载函数；

(2-4).将程序的文件名拷贝到进程描述符；

(2-5).释放旧程序的信号和文件资源；

(2-6).对加载的程序是否是图形界面程序进行判断，如果是则进行步骤2-7，否则进行步骤2-9；

(2-7).根据图形界面程序的名称找到图形界面程序的PID；

(2-8).将图形界面程序绑定在主CPU的四个核上；

(2-9).加载程序，建立内存空间映射；

(2-10).改变程序指针和堆栈指针，执行程序。

与现有技术比，本发明提供的一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统和方法，使中标操作系统图形界面程序在建立、加载执行新程序的内核代码中添加进程绑定代码，将图形界面程序绑定在主CPU的四个核上；而且CPU绑定具有继承性，图形界面程序fork出的子进程也将绑定在主CPU的四个核，因此与图形界面相关的进程都将在主CPU的四个核上执行，避免频繁的进程迁移而带来的性能损失，提高了系统响应速度和性能。

附图说明

图1为实现图形界面模块与CPU绑定的方法的流程图。

具体实施方式

一种实现图形界面与CPU绑定的系统，包括fork建立单元，exec加载执行单元和exit退出单元。

所述fork建立单元根据父进程的内容建立子进程。所述exec加载执行单元加载图形界面程序替换掉新建的子进程。在所述执行模块完成程序的执行后，所述exit退出单元执行退出操作。

所述exec加载执行单元包括准备模块、加载模块和执行模块。

所述准备模块打开要加载执行的新程序所对应的文件，拷贝程序运行环境和执行参数为加载执行新程序作准备；所述加载模块释放旧进程的信号和文件资源，并判断当前加载的程序是否是图形界面程序，如果是则将图形界面程序绑定到主CPU的四个核上，如果不是则不做绑定操作，最后加载图形界面程序替换掉fork新建的子进程。所述执行模块执行刚加载的新程序。

所述CPU是龙芯3A CPU。

如图1所示，提供一种实现图形界面程序与CPU绑定的方法，所述方法包括如下步骤：

(1).fork建立；

(2).exec加载执行程序；

(3).exit退出。

在所述步骤1中，建立图形界面程序。

在所述步骤2包括如下具体步骤：

(2-1).打开要加载的新程序文件；

(2-2).拷贝运行环境和执行参数；

(2-3).寻找可执行文件装载函数；

(2-4).将新程序的文件名拷贝到进程描述符；

(2-5).释放旧程序的信号和文件资源；

(2-7).根据图形界面程序的名称找到图形界面程序的PID；

(2-8).将图形见面绑定在主CPU的四个核上；

(2-9).加载程序，建立内存空间映射；

(2-10).改变程序指针和堆栈指针，执行程序。

在Linux内核中，进程可以用进程描述符task_struct来表示，其中的pid字段可以用来标识进程，cpus_allowed字段可以用来将进程绑定特定的CPU上执行，即设置进程的CPU亲和性，comm字段保存了进程的可执行文件名。对于大部分进程来说，都要经历fork建立、exec加载执行新程序和exit退出三个阶段。

系统调用进入exec后打开将要加载的新程序，拷贝运行环境和执行参数为执行新程序作准备。寻找合适的可执行文件装载函数，在装载函数函数里，将新程序的文件名拷贝到进程描述符的comm字段后，释放旧进程申请的信号量和打开的文件资源，判断当前加载的新程序是否为中标操作系统图形界面X程序，如果是，遍历进程描述符链表，根据进程名获取X程序的进程ID，调用系统调用setaffinity将X程序绑定在主CPU的四个核上，从而实现X程序绑定。最后通过改变程序指针和堆栈指针开始执行新程序。

最后，通过如下方式来验证中标操作系统图形界面X程序是否已绑定在主CPU的四个核上：

#ps-CX //查看X程序的pid

#taskset-cpX程序的pid //输出结果为0～3，表明已将X程序绑定在主CPU的四个核上。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。

Claims

1.一种实现图形界面程序与CPU绑定的系统，其特征在于，所述系统包括fork建立单元、exec加载执行单元和exit退出单元；所述exec加载执行单元替换掉fork建立单元建立的子进程，加载执行程序；程序执行完毕后进入exit退出单元完成退出。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述fork建立单元根据父进程的内容建立子进程，此时父进程与子进程具有共享相同的程序代码、相同的资源，资源包括文件和内存。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述exec加载执行单元将建立的子进程内容加载替换成图形界面程序的内容并执行。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述exec加载执行单元按照执行流程，依次包括准备模块、加载模块和执行模块。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述准备模块打开要加载执行的程序所对应的文件，拷贝程序运行环境和执行参数；所述加载模块释放旧进程的信号和文件资源，并判断当前加载的程序是否是图形界面程序，如果是则将图形界面程序绑定到主CPU的四个核上，如果不是则不做绑定操作，最后加载图形界面程序替换掉fork建立的子进程；所述执行模块执行加载的程序。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述执行模块完成程序的执行后，所述exit退出单元执行退出操作。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CPU是龙芯3A CPU。

8.一种实现图形界面程序与CPU绑定的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1).fork建立；

(2).exec加载执行程序；

(3).exit退出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，建立图形界面程序。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括如下具体步骤：

(2-1).打开要加载的程序文件；

(2-2).拷贝运行环境和执行参数；

(2-3).寻找可执行文件装载函数；

(2-4).将程序的文件名拷贝到进程描述符；

(2-5).释放旧程序的信号和文件资源；

(2-7).根据图形界面程序的名称找到图形界面程序的PID；

(2-8).将图形界面程序绑定在主CPU的四个核上；

(2-9).加载程序，建立内存空间映射；

(2-10).改变程序指针和堆栈指针，执行程序。