CN113377703B - 一种核间通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核间通信方法，该方法包括：接收发送方的内存块申请请求；根据内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块；目标内存块为主核将共享内存空间进行随机分割得到的多个分割内存块；第一内存块为大于或等于发送方所需内存的分割内存块；根据第一内存块和内存块申请请求确定用户数据的偏移地址；发送方根据偏移地址和接收方进行通信。本发明将共享内存空间分割成多个内存块；内存块全部交由一个主核进行管理，该主核根据发送方的请求寻找合适的内存块，发送方和接收方只需要知道该内存块的偏移地址即可进行通信，该共享空间的划分方法提高了共享内存空间的利用率。

Description

一种核间通信方法

技术领域

本发明涉及核间通信技术领域，特别是涉及一种核间通信方法。

背景技术

进行核间通信时，对共享内存空间的划分，通常采用如下方法：(1)将共享内存空间分成若干长度固定的小内存块，由申请者遍历检索出第一个内存块，加锁后使用。该方法分成的小内存块定长，无法应对大数据存储空间申请的场景，对少量数据则有空间利用率不高的问题。(2)将共享内存空间分割给各个核去管理。该方法的缺点是分割后每个核不能申请其它核的共享内存，导致不能最大化共享，降低了共享内存空间的利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种核间通信方法，以提高共享内存空间的利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种核间通信方法，所述方法包括：

接收发送方的内存块申请请求；所述内存块申请请求包括：发送方位标志、接收方位标志和用户数据长度；

根据所述内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块；所述目标内存块为主核将共享内存空间进行随机分割得到的多个分割内存块；所述第一内存块为大于或等于所述发送方所需内存的分割内存块；

根据所述第一内存块和所述内存块申请请求确定用户数据的偏移地址；

所述发送方根据所述偏移地址和接收方进行通信。

可选的，所述根据所述第一内存块和所述内存块申请请求确定用户数据的偏移地址，具体包括：

由所述主核确定所述第一内存块的基地址，得到第一基地址；

根据所述内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数；

根据所述第一基地址、所述发送方位标志所占字节数、所述接收方位标志所占字节数和所述用户数据长度所占字节数确定所述偏移地址。

可选的，所述发送方根据所述偏移地址和接收方进行通信，具体包括：

所述主核根据所述第一基地址将所述内存块申请请求存储至所述第一内存块，所述发送方根据所述偏移地址将所述用户数据存储至所述第一内存块；

所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据。

可选的，所述发送方根据所述偏移地址将所述用户数据存储至所述第一内存块，具体包括：

所述发送方根据所述偏移地址与第二基地址计算所述第一内存块的绝对地址，并将所述用户数据存储至所述绝对地址；所述第二基地址为所述发送方确定的所述第一内存块的基地址。

可选的，所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据，具体包括：

所述接收方根据所述偏移地址和第三基地址计算所述第一内存块的绝对地址；所述第三基地址为所述接收方确定的所述第一内存块的基地址；

所述接收方从所述绝对地址处读取所述用户数据。

可选的，在所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据之前，还包括：

所述接收方接收所述发送方发送的所述偏移地址。

可选的，在所述接收方从所述绝对地址处读取所述用户数据之后，还包括：

接收所述接收方发送的内存块释放请求和所述偏移地址；

根据所述内存块释放请求和所述偏移地址将对应的接收方位标志清零；一个所述接收方位标志对应一个所述接收方。

可选的，所述接收方位标志为至少一个。

可选的，在所述根据所述内存块释放请求和所述偏移地址将对应的接收方位标志清零之后，还包括：

判断所述接收方位标志是否全部清零；若是，则释放所述第一内存块中的所述发送方位标志和所述用户数据长度。

可选的，所述根据所述内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块，具体包括：

根据所述内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数；

由所述用户数据长度确定用户数据字节数；

根据所述用户数据字节数、所述发送方位标志所占字节数、所述接收方位标志所占字节数和所述用户数据长度所占字节数确定发送方所需内存；

根据所述发送方所需内存遍历所述目标内存块，确定所述第一内存块。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明公开了一种核间通信方法，将共享内存空间分割成多个内存块；内存块全部交由一个主核进行管理，该主核根据发送方的请求寻找合适的内存块，发送方和接收方只需要知道该内存块的偏移地址即可进行通信。和现有的核间通信的共享空间的划分方式相比，本发明的核间通信的共享空间的划分方法提高了共享内存空间的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的核间通信方法流程图；

图2为本发明实施例2提供的两核之间进行通信的流程图；

图3为本发明实施例3提供的三核之间进行通信的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种核间通信方法，旨在提高共享内存空间的利用率，可应用于核间通信技术领域。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的核间通信方法流程图。如图1所示，本实施例中的核间通信方法，方法包括：

步骤1：接收发送方的内存块申请请求。内存块申请请求包括：发送方位标志、接收方位标志和用户数据长度。

步骤2：根据内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块。目标内存块为主核将共享内存空间进行随机分割得到的多个分割内存块；第一内存块为大于或等于发送方所需内存的分割内存块。

步骤3：根据第一内存块和内存块申请请求确定用户数据的偏移地址。

步骤4：发送方根据偏移地址和接收方进行通信。其中，接收方为至少一个。

作为一种可选的实施方式，步骤3，具体包括：

步骤31：由主核确定第一内存块的基地址，得到第一基地址。

具体的，将共享内存空间的首地址默认为0，第一内存块的基地址为该第一内存块之前的内存块的末地址加1。

步骤32：根据内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数。

步骤33：根据第一基地址、发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数确定偏移地址。

具体的，偏移地址为第一基地址、发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数之和。

作为一种可选的实施方式，步骤4，具体包括：

步骤41：主核根据第一基地址将内存块申请请求存储至第一内存块，发送方根据偏移地址将用户数据存储至第一内存块。

具体的，主核根据第一基地址将内存块申请请求存储至第一内存块的管理字段，发送方根据偏移地址将用户数据存储至第一内存块的用户数据字段；管理字段为第一内存块的基地址开始的字段，用户数据字段为管理字段的末地址加1开始的字段，管理字段和用户数据字段构成一般数据存储格式，如表1所示。

表1一般数据存储格式

发送方位标志

接收方位标志

用户数据长度

用户数据

其中，发送方位标志、接收方位标志和用户数据长度本身也占有一定的字节数，用户数据长度的实质内容为用户数据所占字节数，用户数据所占字节数为取决于实际的用户数据。

步骤42：接收方根据偏移地址获取用户数据。

作为一种可选的实施方式，发送方根据偏移地址将用户数据存储至第一内存块，具体包括：

发送方根据偏移地址与第二基地址计算第一内存块的绝对地址，并将用户数据存储至绝对地址；第二基地址为发送方确定的第一内存块的基地址。

作为一种可选的实施方式，步骤42，具体包括：

步骤421：接收方根据偏移地址和第三基地址计算第一内存块的绝对地址；第三基地址为接收方确定的第一内存块的基地址。

具体的，在核间通信中，根据不同核(在本实例中为主核、发送方和接收方)确定的同一个内存块的基地址不同，但是该内存块的偏移地址是固定的，不同的核根据该核确定的内存块的基地址和偏移地址即可确定该内存块的绝对地址，且绝对地址是唯一的。

步骤422：接收方从绝对地址处读取用户数据。

作为一种可选的实施方式，在接收方根据偏移地址获取用户数据之前，还包括：

接收方接收发送方发送的偏移地址。

作为一种可选的实施方式，在接收方从绝对地址处读取用户数据之后，还包括：

接收接收方发送的内存块释放请求和偏移地址；

根据内存块释放请求和偏移地址将对应的接收方位标志清零；一个接收方位标志对应一个接收方。

作为一种可选的实施方式，接收方位标志为至少一个。

作为一种可选的实施方式，在根据内存块释放请求和偏移地址将对应的接收方位标志清零之后，还包括：

判断接收方位标志是否全部清零；若是，则释放第一内存块中的发送方位标志和用户数据长度。

作为一种可选的实施方式，步骤2，具体包括：

步骤21：根据内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数。

步骤22：由用户数据长度确定用户数据字节数。

步骤23：根据用户数据字节数、发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数确定发送方所需内存。

步骤24：根据发送方所需内存遍历目标内存块，确定第一内存块。

实施例2

本实施例，以一个发送方和一个接收方为例，详细介绍核间通信方法。

在实施例2中，主核(管理方)为C1核，发送方为C2核，接收方为C3核，C2核需要将消息“CMD＝0x10，DATA＝hello world”发给C3核，共享内存空间共计20KB＝20*1024B，将共享内存空间分割为160块64B小内存块和10块1024B大内存块。每个内存块数据存储基本格式定义如表2所示：

表2数据存储基本格式

发送方位标志

接收方位标志

用户数据长度

用户数据

其中，前三个字段构成管控字段，占字节总数为4B，其中发送方位标志所占字节数为1B，接收方位标志所占字节数为1B，用户数据长度所占字节数为2B；后一个字段为用户数据字段。用户数据字段的格式如表3所示：

表3用户数据字段的格式

CMD

DATA

其中，CMD为命令字(或称命令码)，其本身所占字节数为1B，DATA为命令内容存储区域。

三核的位标志和共享内存基地址定义(以32位地址举例)如表4所示：

表4三核的位标志和共享内存基地址定义

核序号	位标志	共享内存基地址
			C1	0x01	0x60000000
C2	0x02	0x80000000
			C3	0x04	0xA0000000

如图2所示，两核之间进行通信的过程为：

(1)C1对核间通信的硬件初始化(IPC初始化)，并将共享内存空间分割为160块64B小内存块和10块1024B大内存块(注：先分割小内存块，所有的小内存块分割完毕再分割大内存块)，C2准备发送用户数据“CMD＝0x10，DATA＝hello world”，并通过IPC机制(核间通信机制，且本实施例使用的核间通信机制为MailBox邮箱)向C1发送内存块申请请求(申请SM请求，SM是共享内存英文的缩写)，内存块申请请求包括：内存块申请请求操作类型码OP＝1，发送方位标志SEND_id＝0x02，接收方位标志RECV_id＝0x04，用户数据长度LEN＝12(为CMD＝0x10和DATA＝hello world的字符长度之和)。

(2)根据内存块申请请求，因为LEN＝12<64-4(其中4是指管理字段所占字节数4B，64是分割的最小内存块字节数规格64B)，故C1优先从小内存块(64字节*160块)中寻找空闲块(即第一内存块)，比如找到第3块为空闲块，则将SEND_id＝0x02、RECV_id＝0x04和LEN＝12记入该块的管理字段，并取出该块的用户数据的偏移地址64*2+4＝0x84。

(3)C1通过IPC机制向C2发送内存块申请结果通知(申请SM响应)，内存块申请结果通知包括：内存块申请结果通知操作类型码OP＝2，偏移地址ADDR＝0x84。

(4)C2将用户数据“CMD＝0x10，DATA＝hello world”放入0x80000000+0x84处，并通过IPC机制将偏移地址发送给C3，发送的内容包括：内存块共享地址发送操作类型码OP＝3，偏移地址ADDR＝0x84。

(5)C3从0xA0000000+0x84处读取用户数据，并通过IPC机制将内存块释放请求(释放SM请求)发送给C1，内存块释放请求包括：内存块释放请求操作类型码OP＝3，RECV_id＝0x04，偏移地址ADDR＝0x84。

(6)C1将0x60000000+0x84所在内存块的管理字段的RECV_id＝0x04的接收方位标志清零，并检查管理字段的接收方是否等于零，若是，则将管理字段的其他位清零，并释放内存块。

实施例3

本实施例，以一个发送方和两个接收方为例，详细介绍核间通信方法。

在实施例3中，主核(管理方)为C1核，发送方为C2核，接收方为C3核和C4核，C2核需要将消息“CMD＝0x10，DATA＝hello world”发给C3核和C4核。四核的位标志和共享内存基地址定义(以32位地址举例)如表5所示：

表5四核的位标志和共享内存基地址定义

核序号	位标志	共享内存基地址
			C1	0x01	0x60000000
C2	0x02	0x80000000
			C3	0x04	0xA0000000
C4	0x08	0xC0000000

除上述外，其他和实施例2相同，在此不做赘述。

如图3所示，三核之间进行通信的过程为：

(1)C1对核间通信的硬件初始化(IPC初始化)，并将共享内存空间分割为160块64B小内存块和10块1024B大内存块(注：先分割小内存块，所有的小内存块分割完毕再分割大内存块)，C2准备发送用户数据“CMD＝0x10，DATA＝hello world”，并通过IPC机制(核间通信机制，且本实施例使用的核间通信机制为MailBox邮箱)向C1发送内存块申请请求(申请SM请求)，内存块申请请求包括：内存块申请请求操作类型码OP＝1，发送方位标志SEND_id＝0x02，接收方位标志RECV_id＝0xC，(其中0xC＝0x04|0x08，是两个接收核的位标志“位或”操作)用户数据长度LEN＝12。

(2)根据内存块申请请求，因为LEN＝12<64-4，故C1优先从小内存块(64字节*160块)中寻找空闲块(即第一内存块)，比如找到第3块为空闲块，则将SEND_id＝0x02、RECV_id＝0xC和LEN＝12记入该块的管理字段，并取出该块的用户数据的偏移地址64*2+4＝0x84。

(3)C1通过IPC机制向C2发送内存块申请结果通知(申请SM响应)，内存块申请结果通知包括：内存块申请结果通知操作类型码OP＝2，偏移地址ADDR＝0x84。

(4)C2将用户数据“CMD＝0x10，DATA＝hello world”放入0x80000000+0x84处，并通过IPC机制将偏移地址发送给C3和C4，发送的内容包括：内存块共享地址发送操作类型码OP＝3，偏移地址ADDR＝0x84。

(5)C3从0xA0000000+0x84处读取用户数据，并通过IPC机制将内存块释放请求(释放SM请求)发送给C1，内存块释放请求包括：内存块释放请求操作类型码OP＝3，RECV_id＝0x04，偏移地址ADDR＝0x84。

(6)C4从0xA0000000+0x84处读取用户数据，并通过IPC机制将内存块释放请求(释放SM请求)发送给C1，内存块释放请求包括：内存块释放请求操作类型码OP＝3，RECV_id＝0x08，偏移地址ADDR＝0x84。

(7)C1将0x60000000+0x84所在内存块的管理字段的RECV_id＝0x04和RECV_id＝0x08的接收方位标志清零，并检查管理字段的接收方是否等于零，若是，则将管理字段的其他位清零，并释放内存块。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种核间通信方法，其特征在于，所述方法包括：

接收发送方的内存块申请请求；所述内存块申请请求包括：发送方位标志、接收方位标志和用户数据长度；

根据所述内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块；所述目标内存块为主核将共享内存空间进行随机分割得到的多个分割内存块；所述第一内存块为大于或等于所述发送方所需内存的分割内存块；

根据所述第一内存块和所述内存块申请请求确定用户数据的偏移地址；

所述发送方根据所述偏移地址和接收方进行通信；

所述发送方根据所述偏移地址和接收方进行通信，具体包括：

所述主核根据第一基地址将所述内存块申请请求存储至所述第一内存块，所述发送方根据所述偏移地址将所述用户数据存储至所述第一内存块；

所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据。

2.根据权利要求1所述的核间通信方法，其特征在于，所述根据所述第一内存块和所述内存块申请请求确定用户数据的偏移地址，具体包括：

由所述主核确定所述第一内存块的基地址，得到第一基地址；

根据所述内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数；

根据所述第一基地址、所述发送方位标志所占字节数、所述接收方位标志所占字节数和所述用户数据长度所占字节数确定所述偏移地址。

3.根据权利要求1所述的核间通信方法，其特征在于，所述发送方根据所述偏移地址将所述用户数据存储至所述第一内存块，具体包括：

所述发送方根据所述偏移地址与第二基地址计算所述第一内存块的绝对地址，并将所述用户数据存储至所述绝对地址；所述第二基地址为所述发送方确定的所述第一内存块的基地址。

4.根据权利要求1所述的核间通信方法，其特征在于，所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据，具体包括：

所述接收方根据所述偏移地址和第三基地址计算所述第一内存块的绝对地址；所述第三基地址为所述接收方确定的所述第一内存块的基地址；

所述接收方从所述绝对地址处读取所述用户数据。

5.根据权利要求1所述的核间通信方法，其特征在于，在所述接收方根据所述偏移地址获取所述用户数据之前，还包括：

所述接收方接收所述发送方发送的所述偏移地址。

6.根据权利要求4所述的核间通信方法，其特征在于，在所述接收方从所述绝对地址处读取所述用户数据之后，还包括：

接收所述接收方发送的内存块释放请求和所述偏移地址；

根据所述内存块释放请求和所述偏移地址将对应的接收方位标志清零；一个所述接收方位标志对应一个所述接收方。

7.根据权利要求6所述的核间通信方法，其特征在于，所述接收方位标志为至少一个。

8.根据权利要求7所述的核间通信方法，其特征在于，在所述根据所述内存块释放请求和所述偏移地址将对应的接收方位标志清零之后，还包括：

判断所述接收方位标志是否全部清零；若是，则释放所述第一内存块中的所述发送方位标志和所述用户数据长度。

9.根据权利要求1所述的核间通信方法，其特征在于，所述根据所述内存块申请请求遍历目标内存块，确定第一内存块，具体包括：

根据所述内存块申请请求确定发送方位标志所占字节数、接收方位标志所占字节数和用户数据长度所占字节数；

由所述用户数据长度确定用户数据字节数；

根据所述用户数据字节数、所述发送方位标志所占字节数、所述接收方位标志所占字节数和所述用户数据长度所占字节数确定发送方所需内存；

根据所述发送方所需内存遍历所述目标内存块，确定所述第一内存块。