CN115576645A - 一种虚拟处理器调度方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种虚拟处理器调度方法、装置、存储介质及电子设备。上述方法包括在嵌入式系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，上述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；在上述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存上述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，上述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，上述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；在上述第一虚拟处理器与上述第三虚拟处理器相同的情况下，基于缓存的第一虚拟处理器对应的目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由上述第二虚拟处理器切换为上述第三虚拟处理器。本公开可以优化虚拟处理器的调度机制。

Description

一种虚拟处理器调度方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本公开涉及虚拟化操作系统领域，尤其涉及一种虚拟处理器调度方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

在虚拟机监视系统中，虚拟机响应的实时性是评价一个虚拟机监视系统实时性至关重要的一个方面。而其中尤以虚拟处理器上下文切换的时间是一个核心评价指标。如何减少虚拟处理器的上下文切换的时间，除了硬件平台本身的性能因素外，虚拟处理器上下文大小、虚拟处理器上下文加载时机以及合理利用硬件特性至关重要。

目前主流的虚拟机监视系统中在这方面并没有过多的优化。虚拟处理器上下文切换时间过长，虚拟机响应实时性不够。

发明内容

为了解决上述提出的至少一个技术问题，本公开提出了一种虚拟处理器调度方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备。

根据本公开的一方面，提供了一种虚拟处理器调度方法，其包括：在所述嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，所述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；在所述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，所述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，所述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器相同的情况下，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

在一些可能的实施方式中，所述基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器，还包括：将所述第二虚拟处理器的上下文信息进行保存；载入所述高速缓存区中的所述目标上下文信息；根据载入后的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

在一些可能的实施方式中，所述在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息，还包括：在预设空间读取所述目标上下文信息，所述预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度，所述目标上下文信息包括所述第一虚拟处理器对应的栈信息和所述第一虚拟处理器对应的页表信息；在所述高速缓存区中不存在所述目标上下文信息的情况下，将读取到的所述目标上下文信息存入至所述高速缓存区。

在一些可能的实施方式中，所述确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器之后，所述方法还包括：在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器不相同，并且所述高速缓存区中不存在所述第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

在一些可能的实施方式中，所述将所述第二虚拟处理器的上下文信息进行保存，包括：将所述第二虚拟处理器的上下文信息保存在预设存储空间或所述高速缓存区，所述预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度。

在一些可能的实施方式中，所述确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，包括：通过执行目标算法，确定第三虚拟处理器，所述目标算法包括基于时间公平的调度算法、基于动态优先级的最小时限调度算法、基于比例公平的调度算法中的至少一种。

根据本公开的第二方面，提供虚拟处理器调度装置，所述装置包括：

检测模块，用于在嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，所述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；

缓存模块，用于在所述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；

调度模块，在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，所述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，所述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；

切换模块，用于在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器相同的情况下，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

在一些可能的实施方式中，所述切换模块还用于在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器不相同，并且所述高速缓存区中不存在所述第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如第一方面中任意一项所述的虚拟处理器调度方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如第一方面中任意一项所述的虚拟处理器调度方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本公开。

实施本公开，具有以下有益效果：

本公开通过在嵌入式设备发生任务切换时检测是否有新的被唤醒的虚拟处理器，在有新的被唤醒的虚拟处理器的情况下将新唤醒的虚拟处理器的上下文信息提前加载到高速缓存区，调度器在接收到上下文切换请求的情况下去确定此时需要切换为的虚拟处理器，在此时需要切换为的虚拟处理器是新唤醒的虚拟处理器的情况下，调度器可以到高速缓存区获取提前预加载过的新唤醒的虚拟处理器的上下文信息，此时基于上述上下文信息完成虚拟处理器的切换，由于高速缓存区读取速度快，能够实现虚拟处理器的快速切换，避免了盲目随机执行调度。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1示出根据本公开实施例提供的多核的虚拟场景下多处理机系统与多处理机虚拟化环境的示意图；

图2示出根据本公开实施例的一种虚拟处理器调度方法的流程示意图一；

图3示出根据本公开实施例的缓存第一虚拟处理器对应的目标上下文信息流程示意图；

图4示出根据本公开实施例的一种虚拟处理器调度方法的流程示意图二；

图5示出根据本公开实施例的虚拟处理器调度装置图；

图6示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图；

图7示出根据本公开实施例的另一种电子设备的框图。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

在嵌入式系统，实时性能，尤其是其对于外部事件的响应性能，通常是决定其能否广泛应用的关键因素，而目前主流的虚拟处理器的调度主要依靠调度算法来确定，因此一次虚拟处理器的切换需要等待调度算法确定要切换的虚拟处理器，然后调度器再去内存中读取该虚拟处理器的上下文信息，基于读取到的上下文信息完成虚拟处理器的切换，这一系列的动作尤其时上下文信息的读取将会造成响应时延，大大降低嵌入式系统的实时性能。有鉴于此，本公开实施例提供一种虚拟处理器调度方法，解决嵌入式设备中虚拟处理器切换时间过长带来的实时性较低的问题。

图1为本公开应用场景的示意图，如图，在多核的虚拟场景下，多处理机虚拟化环境包括最底层的主机硬件(HOST HARDWARE)、虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor，VMM)以及一台或多台虚拟机(VM)；VMM直接管理底层硬件资源，并创建与底层硬件无关的虚拟机供上层操作系统和应用程序使用；由于在多核的虚拟场景下，虚拟机并没有真正的物理资源，分配给虚拟机的处理器并不是真实物理处理器，而是由拟机监视器分配的虚拟处理器，同时，将虚拟处理器调度到物理处理器上，而虚拟处理器能够在不同物理处理器上运行且无需告知客户机操作系统。在本公开实施例中，由虚拟机监视器的调度器接收调度虚拟处理器的请求，以用于将多核的虚拟场景下哪个虚拟处理器调度到对应的物理处理器。

图2示出根据本公开实施例的一种虚拟机调度方法的流程示意图，如图2所示，上述方法包括：

S101：在上述嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，上述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器。

在本公开实施例中本公开的嵌入式设备的操作系统可以是Linux操作系统，发生任务切换的情况可以包括系统发生中断和信号同步响应。中断是处理器因为某个事件的产生，终止当前运行的程序，保护现场后转而执行相应的处理程序的过程。在处理完成后，又恢复先前保存的现场，继而执行之前被中断的程序的过程。中断的分类包括三类：中断事件来自处理器外部的，称为中断，例如时钟中断、输入/输出中断、控制台中断等。中断事件是由处理器内部事件或程序执行中的错误造成的，这种中断称为异常，例如除零异常。中断又可分为硬中断和软中断，硬中断是由硬件产生的，比如，磁盘，网卡，键盘，时钟等，主要是用来通知操作系统系统外设状态的变化。软中断是利用硬件中断的概念，用软件方式进行模拟，实现宏观上的异步执行效果。很多情况下，软中断和"信号"有些类似，同时，软中断又是和硬中断相对应的，硬中断是外部设备对处理器的中断，软中断通常是硬中断服务程序对内核的中断，信号则是由内核(或其他进程)对某个进程的中断，线程因等待某个信号而阻塞，被迫放弃处理器资源，从而引起系统调度。也就是说，当操作系统由于中断和信号同步响应等造成其需要进行系统调度时，会发生任务切换，此时，调度器需要去检测是否存在第一虚拟处理器，也就是被唤醒的虚拟处理器。

在本公开实施例中，虚拟处理器有四种状态：(1)RUNSTATE_RUNNING：表明虚拟处理器此时正运行在物理处理器上；(2)RUNSTATE_RUNNABLE：表明虚拟处理器目前处于可运行状态，但尚未被调度到物理处理器上；(3)RUNSTATE_BLOCKED：表明虚拟处理器此时处于阻塞状态；(4)RUNSTATE_OFFLINE：表明虚拟处理器此时属于特殊的不可执行状态，在虚拟处理器在睡眠或暂停的时候将处于该状态。上述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器，也就是说第一虚拟处理器是指从RUNSTATE_BLOCKED或RUNSTATE_OFFLINE转换至RUNSTATE_RUNNABLE的虚拟处理器。

S102：在上述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存上述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息。

在本公开实施例中，高速缓存区的主要特点就是数据读取速度快，相比于系统中的其他内存，它的读取速度快能够提高系统的响应实时性，从而加快相关进程的运行，对于提高系统性能有着重要的作用，高速缓存区可以是Cache存储器。Cache存储器，是位于处理器和主存储器之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由静态存储器组成。它是位于处理器与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。处理器的速度远高于内存，当处理器直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期，而从Cache中读取则可以减少处理器的等待时间，因而提高了系统的效率，除了Cache，本公开的实施例中的高速缓存区也可以是其他读取速度快的存储区。

本公开的实施例中，上述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息可以是第一虚拟处理器对应的栈信息和其对应的页表信息，包括系统寄存区值、控制寄存区值、程序寄存器值、栈寄存器值等。

在一些实施例中，如图3所示，在高速缓存区中缓存第一虚拟处理器对应的目标上下文信息，还包括如下步骤：

S201:在预设空间读取所述目标上下文信息，预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度，目标上下文信息包括第一虚拟处理器对应的栈信息和所述第一虚拟处理器对应的页表信息。

本公开中的预设空间可以是内存中读取速度慢于高速缓存区的普通存储器，由上述可知，第一虚拟处理器对应的栈信息包括系统寄存区值、控制寄存区值、程序寄存器值、栈寄存器值等，基于第一虚拟处理器对应的目标上下文信息可以实现对第一虚拟处理器的运行。

S202:在高速缓存区中不存在目标上下文信息的情况下，将读取到的目标上下文信息存入至所述高速缓存区。

在本公开实施例中，只有当高速缓存区中不存在目标上下文信息的情况下才进行存入动作，此步骤可以防止高速缓存区中的信息读入冗余而占用多余空间，一般来说高速缓存区的存储空间小，空间资源十分宝贵。

在另一些实施例中，可能会出现高速缓存区存储空间已满，或者高速缓存区剩余空间不足以存储目标上下文信息的情况，此时可以采用最近最久未使用算法或者最不常用算法等算法为目标上下文信息腾出足够的空间。

S103：在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，上述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，上述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器。

本公开实施例中，第二虚拟处理器也就是嵌入式设备的操作系统在发生任务切换时旧任务对应的虚拟处理器，确定了旧任务的虚拟处理器以便后续步骤中将其替换掉。

在一些实施例中，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，包括：通过执行目标算法，确定第三虚拟处理器，所述目标算法包括基于时间公平的调度算法、基于动态优先级的最小时限调度算法、基于比例公平的调度算法中的至少一种，调度器通过执行上述算法可以确定第三虚拟处理器，也就是本次任务切换真正要切换成的虚拟处理器。

通过利用上述算法，调度器可以根据系统的运行状况选择最合适的算法去确定第三虚拟处理器，基于时间公平的调度算法在每次调度时，调度器总是优先调度有效虚拟时间最早的虚拟处理器，基于动态优先级的最小时限调度算法在每次调度时，调度算法总是找出截止时间最近的任务优先调度。如果两个任务的截止时相同，则会选择优先级更高的任务进行调度，基于比例公平的调度算法能够保证各个物理处理器之间的负载平衡。

S104：在上述第一虚拟处理器与上述第三虚拟处理器相同的情况下，基于上述高速缓存区中的上述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由上述第二虚拟处理器切换为上述第三虚拟处理器。

在本公开的实施例中，在第一虚拟处理器与上述第三虚拟处理器相同的情况下，表明之前检测到的被唤醒的虚拟处理器就是本次任务切换需要调度的虚拟处理器，因此此时只需去高速缓存区中去加载提前预存过的目标上下文信息即可基于该信息运行第三虚拟处理器。

在一些实施例中，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器，还包括：将第二虚拟处理器的上下文信息进行保存；载入高速缓存区中的所述目标上下文信息；根据载入后的目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器。在切换虚拟处理器之前需要将旧任务的上下文也就是第二虚拟处理器的上下文信息进行保存，以便系统可以随时利用该信息恢复旧任务的运行，例如中断过程，在中断结束之后需要对旧上下文进行恢复。

在一些实施例中，将第二虚拟处理器的上下文信息进行保存，包括：将第二虚拟处理器的上下文信息保存在预设存储空间或所述高速缓存区，预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度。此步骤进一步细化旧上下文的保存过程，当旧上下文是系统频繁要调用的信息时，可以将其保存到高速缓存区，以便于读取，有利于优化系统性能，提高系统的响应实时性，当此旧上下文信息不是频繁被调用的类型，可以将其存到读取速度相对较慢的预设空间，将高速缓存区的存储空间留给更加被系统需要的信息，如此可以均衡系统的存储空间，能够在一定程度上实现系统性能的优化。

在一些实施例中，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器之后，上述方法还包括：在第一虚拟处理器与第三虚拟处理器不相同，并且高速缓存区中不存在第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器。

在经过调度器确认第三虚拟处理器并非上述检测到的被唤醒的虚拟处理器的情况下，预加载的目标上下文信息无法参与虚拟处理器的切换过程，此时调度器需重新获取第三虚拟处理器的上下文信息，首先应当去高速缓存区中寻找，在高速缓存区能找到的情况下直接读取，无需再去预设空间寻找，在高速缓存区没有第三虚拟处理器的上下文信息时，再去预设空间找，如此有最大可能能够节约读取时间，以增强系统响应的实时性。

为了更详细地展示本公开的技术方案，下面结合图4举一具体实施例：

如图4所示，系统由于除零异常而发生任务切换的需求，此时，正在运行的虚拟处理器为虚拟处理器B，也就是，此时第二虚拟处理器为虚拟处理器B，因为要切换虚拟处理器，此时先将旧任务的虚拟处理器也就是虚拟处理器B的上下文进行保存；此时调度器检测是否有新唤醒的虚拟处理器，也即第一虚拟处理器，此时检测到了第一虚拟处理器，为虚拟处理器A，则将虚拟处理器A对应的目标上下文信息加载到高速缓存区，特别地，需要检测此时虚拟处理器A对应的上下文信息是否在高速缓存区，以免重复加载造成冗余；调度器响应于虚拟处理器的调度请求，执行目标算法，此次调度中，调度器执行基于动态优先级的最小时限调度算法，确定了此时需要调度的虚拟处理器，也就是第三虚拟处理器就是虚拟处理器A，由于已经对虚拟处理器A对应的上下文进行了预加载，此时只需到高速缓存区读取对应的上下文，即可基于上述上下文将虚拟处理器从虚拟处理器B切换为虚拟处理器A，由于进行了预加载，此次切换节约了时间，增强了系统响应的实时性，此外，如果此次调度的第三虚拟处理器不是虚拟处理器A，而是虚拟处理器C,则此时调度器先去高速缓存区读取虚拟处理器C对应的上下文，若读取失败则再转去预设空间读取。

图5示出本公开提供的一种虚拟处理器调度装置的一种实施例的结构示意图，如图3所示，该装置包括检测模块201、缓存模块202、调度模块203，切换模块204，具体如下：

检测模块201，用于在嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，上述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器。

缓存模块202，用于在上述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存第一虚拟处理器对应的目标上下文信息。

调度模块203，在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器。

切换模块204，用于在第一虚拟处理器与第三虚拟处理器相同的情况下，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器。

在一具体实施例中，缓存模块202还用于在预设空间读取目标上下文信息，预设存储空间的读取速度小于高速缓存区的读取速度，目标上下文信息包括第一虚拟处理器对应的栈信息和第一虚拟处理器对应的页表信息，在高速缓存区中不存在目标上下文信息的情况下，将读取到的目标上下文信息存入至所述高速缓存区。

在一具体实施例中，调度模块203还包括算法执行单元，算法执行单元用于执行目标算法，确定第三虚拟处理器，上述目标算法包括基于时间公平的调度算法、基于动态优先级的最小时限调度算法、基于比例公平的调度算法中的至少一种。

在一具体实施例中，切换模块204还用于将上述第二虚拟处理器的上下文信息进行保存，载入所述高速缓存区中的所述目标上下文信息；根据载入后的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

在一具体实施例中，切换模块204还用于将上述第二虚拟处理器的上下文信息保存在预设存储空间或所述高速缓存区，上述预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度。

在一具体实施例中，切换模块204还用于在第一虚拟处理器与第三虚拟处理器不相同，并且高速缓存区中不存在第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器。

在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的一种虚拟处理器调度方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种虚拟处理器调度方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的虚拟处理器调度方法，上述虚拟处理器调度方法包括在嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；在第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；在第一虚拟处理器与第三虚拟处理器相同的情况下，基于高速缓存区中的目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由第二虚拟处理器切换为第三虚拟处理器。

本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，上述处理器被配置为上述虚拟处理器调度方法。

电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。

图6示出根据本公开实施例的一种电子设备的框图。例如，电子设备800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等终端。

参照图6，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在上述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。上述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与上述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如上述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G、5G或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，上述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由电子设备800的处理器820执行以完成上述方法。

图7示出根据本公开实施例的另一种电子设备的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图7，电子设备1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。

电子设备1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行电子设备1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将电子设备1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。

在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由电子设备1900的处理组件1922执行以完成上述方法。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，上述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C+等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，上述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标准的功能也可以以不同于附图中所标准的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种虚拟处理器调度方法，其特征在于，应用于嵌入式设备，所述方法包括：

在所述嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，所述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；

在所述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；

在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，所述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，所述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；

在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器相同的情况下，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器，还包括：

将所述第二虚拟处理器的上下文信息进行保存；

载入所述高速缓存区中的所述目标上下文信息；

根据载入后的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息，还包括：

在预设空间读取所述目标上下文信息，所述预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度，所述目标上下文信息包括所述第一虚拟处理器对应的栈信息和所述第一虚拟处理器对应的页表信息；

在所述高速缓存区中不存在所述目标上下文信息的情况下，将读取到的所述目标上下文信息存入至所述高速缓存区。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器之后，所述方法还包括：

在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器不相同，并且所述高速缓存区中不存在所述第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第二虚拟处理器的上下文信息进行保存，包括：

将所述第二虚拟处理器的上下文信息保存在预设存储空间或所述高速缓存区，所述预设存储空间的读取速度小于所述高速缓存区的读取速度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，包括：

通过执行目标算法，确定第三虚拟处理器，所述目标算法包括基于时间公平的调度算法、基于动态优先级的最小时限调度算法、基于比例公平的调度算法中的至少一种。

7.一种虚拟处理器调度装置，其特征在于，所述装置包括：

检测模块，用于在嵌入式设备的操作系统发生任务切换时，检测是否存在第一虚拟处理器，所述第一虚拟处理器表征被唤醒的虚拟处理器；

缓存模块，用于在所述第一虚拟处理器存在的情况下，在高速缓存区中缓存所述第一虚拟处理器对应的目标上下文信息；

调度模块，用于在接收到上下文切换请求的情况下，确定第二虚拟处理器和第三虚拟处理器，所述第二虚拟处理器为正在运行的虚拟处理器，所述第三虚拟处理器为切换成功的情况下运行的虚拟处理器；

切换模块，用于在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器相同的情况下，基于所述高速缓存区中的所述目标上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述切换模块还用于：

在所述第一虚拟处理器与所述第三虚拟处理器不相同，并且所述高速缓存区中不存在所述第三虚拟处理器对应的上下文信息的情况下，从预设存储空间获取所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，基于获取到的所述第三虚拟处理器所对应的上下文信息，将正在运行的虚拟处理器由所述第二虚拟处理器切换为所述第三虚拟处理器。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-6中任意一项所述的虚拟处理器调度方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如权利要求1-6中任意一项所述的虚拟处理器调度方法。

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