TW517190B - Method and apparatus for handling communication requests at a server without context switching - Google Patents

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Description

517190 A7 B7___ 五、發明説明（1 ) 背景技藝 網際網路包括透過通訊鏈結互相連接的大量電腦及電腦 網路。通訊鏈結使用眾所皆知的標準傳輸控制協定/網際網 路規約（transmission control protocol/Internet protocol ; TCP/IP)來交換數位資訊。如超文件傳輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)及檔案傳輸通訊協定（Hie transfer protocol ; FTP)之類應用通訊協定則是使用於 TCP/IP的上端。現代化的電腦也會使用類似或完全一樣的 傳輸通訊協定及應用通訊協定，以經由如企業内網路和區 域網路（LAN)之類的私人網路進行通訊。這些應用通訊協 定允許伺服器電腦系統將資訊傳送至遠端用户端電腦系統 。然後，遠端用户端電腦系統可顯示或以其他方式利用資 訊。就HTTP而言，可能會以所謂的全球資訊網（World Wide Web)網頁的形式來顯示資訊。 近年來”網際網路使用量及其他形式主從式通訊急遽增 加意謂著伺服器接收愈來愈多的請求，並且處理愈來愈多 的連接及回應。因此，就網際網路及其他電腦通訊系統的 整個速度及性能而言，伺服器在給定時間處理的請求數量 方面的運作速度非常重要。 使伺服器上安裝的作業系統及應用程式性能減速的一項 處理程序是切換上下文執行的處理程序。上下文執行也直 接稱爲f’上下文”、’’處理程序””執行緒”或”工作”。上下文 是多工作作業系統核心的基本單元。作業系統核心屬於作 業系統的一部份，用以處理硬體資源，以及執行作業系統 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 517190 A7 B7 五、發明説明（2 的基礎作業。某些現行的作業系統核心包括某些低階通訊 U疋功能，如TCP/IP功能。在任何情況下，上下文切換是 在兩個或兩個處理程序之間進行”切換，，，讓每個處理程序 均可使用中央處理單元（CPU)。 如果沒有任何可用的應用工作要藉由上下文切換完成， 則上下文切換毫無結果。可以在不用上下文切換的情況下 ’執行多工作作業系統内的某些作業，或執行安裝在此類 系統上的應用程式。此類的作業通常稱爲”原子”作業。然 而’涉及輸入和輸出或”1/0”的作業通常需要上下文切換。 此類的作業包括存取媒體裝置，不幸地，使用應用通訊協 定透過網路進行通訊。 發明概述 本發明允許在伺服器端處理透過網路接收的應用通訊協 足請求並作出回應，而不用引發上下文切換。本發明藉由 在作業系統核心内提供應用通訊協定子系統及通訊協定模 組使這項功能得以實現。通訊協定子系統建立”核心内部，，通 訊協定堆疊，用來以核心要求結構來儲存關於應用通訊協 定請求的資訊。然後，當作業系統響應應用通訊協定請求 時，使用者空間應用程式可繼續執行，而不用上下文切換。 根據本發明一項具體實施例，伺服器包含具有核心及使 用者2間的作業系統。伺服器響應所接收的應用通訊協定 請求’其方式是建立對應於應用通訊協定請求的使用者空 間請求結構，並且建立對應於應用通訊協定請求的核心請 求結構。伺服器使用自用户端接收到的資料與應用通訊協 ___ - 5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝 订 線 517190
定請求，以建立核心請灰处 構來更新使用者空間丄；。作業系統依據核心請求結 求：：續執行，並且作業系統可響應應用通訊協定請 μ °然後’伺服器響應應用通訊協定 '未。一旦已處理請求，就可刪除核心請求結構。 意ί η :具實她例中’伺服器系統（包含根據本發明的作 二二广括使用者2間請求，用以建立及維護對應於應用 疋請求的使用者空間請求結構。伺服器系統還可包 月，j運作連接至使用者空間請求的作業系統核心。核心 係用來使用自用尸端接收到的資料與應用通訊協定請求， 以維護對應於應用通訊協定請求的核心請求結構。核心也 ^新使用者”請求結構，使作業㈣可㈣應用通訊 十妨疋请求時，而不用上下文切換。 〜在本發明的不範性具體實施例中，電腦程式碼係用來實 =本發明的許多觀點。電腦程式可儲存在媒體上。媒體可 能是如磁碟片、磁帶或固定式磁碟之類的磁性媒體，或是 如CD-ROM或DVD-ROM之類的光學媒體。電腦程式碼也可 儲存在半導體裝置上。另外，可經由網際網路或某種其他 類土的網路來提供電腦程式。連接至網路的工作站或電腦 系統通常會執行當作電腦程式產品一部份的電腦程式碼。 故個電腦系統也稱爲，，程式執行系統”或”指令執行系統，，。結 合電腦系統及測量系統的電腦程式碼形成用來執行本發明 方法的裝置。 ____________ - 6 - 本紙張尺度適用標準(CNS) A4規格(M0X297公爱)------ 517190 A7 B7 五、發明説明（4 ) 圖式簡單説明 圖1顯示實施本發明具體實施例之部份軟體功能的方塊 圖。 圖2顯示實施本發明具體實施例之軟體所執行之方法的 流程圖。 圖3顯示實施本發明具體實施例之軟體所執行之方法的 另一流程圖。 圖4顯示實施本發明具體實施例之部份軟體功能的方塊 圖。 圖5顯示實施本發明具體實施例之軟體所執行之方法的 流程圖。 圖6顯示實施本發明具體實施例之電腦系統的方塊圖。 執行本發明的最佳模式 本發明通常是以電腦軟體或電腦程式產品具體化。應明 白，實施'如隨附申請專利範圍任一特定項之本發明，不一 定需要使用所説明的所有軟體功能。當然，會説明完整軟 體產品，使本發明可徹底實現。應明白，整份發明内容中 所展示或説明軟體處理程序或方法可能以任何順序或同時 執行方法的步驟，除了從上下文可得知某步驟取決於先執 行的另一步驟。 所説明的本發明具體實施例係在以通常稱爲nLinuxf’的 電腦作業系統爲基礎的電腦平台上實施，其中Linux是可直 接透過網際網路取得的開放式原始碼。Linux也可透過提供 Linux作業系統服務及支援的各家廠商取得。在這些廢商之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 517190 A7 B7 "" " _ ' 五、發明説明（5 ) 中，美國北卡羅來納州Research Triangle ParU々Red Hat， Inc·，公司的本發明的受讓人。在本說明書的結尾附上實施 本發明一部份之修補（patch)格式的電腦程式碼實例。當然 ’本説明書内含更簡短的程式碼，用以解說所討論的特定 觀念。熟知技藝人士很容易瞭解這些實施。也應知道，示 範的Linux實施僅供解説用途。本文中説明的本發明觀念適 用於以任何作業系統爲基礎的任何電腦平台，包括以 Macintosh™、Unix™和 Windows™爲基礎的電腦平△。 最後，應明白，用來解説本發明觀念的數個方塊圖及流 程圖彼此之間不是互斥。而是，每個方塊圖及流程圖都是 用來解説所討論的特定觀念。在許多情況下，特定圖式中 呈現的元件或步驟與不同圖式中呈現的元件或步驟共存， 但是基於簡單明瞭，只有呈現某些元件或步驟。例如，圖又 和4的方塊圖均顯示作業系統與使用者空間請求内的元件 。在實龢的軟體中，可能會出現這兩個圖式中的所有元件 。然而，基於簡單明瞭，每個圖式中只有呈現與 有關的元件。 & 請參考圖1，圖中顯示的方塊圖解説具有作業系統核心 100及使用者空間101之軟體系統的各種元件。對於當作伺 服器使用的電腦平台或指令執行系統而言，圖丨所示^功能 非常重要，所以圖1的軟體系統可稱爲，，伺服器系统"。作業 系統核心（或直接稱爲，’核心”）屬於作業系統軟體的一部份 ，用以處理硬體資源、提供基礎功能，以及提供應用程式 的基礎程式設計介面。此類的程式設計介面通常稱爲”應用
517190 A7 B7 五、發明説明（6 ) 裝 線 程式設計介面”或ΠΑΡΓ。在本發明的此項具體實施例中， 作業系統核心100包括透過使用核心内應用通訊協定子系 統1 02來維護通訊協定堆疊的的功能。區別如HTTP或FTP 之類應用通訊協定與如TCP/IP之類的低階通訊協定非常重 要。受信任通訊協定模組103也包含於核心中，並將應用通 訊協定資訊及功能提供給通訊協定子系統102。涉及的通訊 協定可能是HTTP、FTP或網路通訊所使用的任何其他應用 通訊協定，包括所謂的π中繼應用通訊協定π，如使用HTTP 的延伸標記語言（extended markup language ; XML)及超本 文標記語言（hypertext markup language ; HTML)。應明白 ，本文中包含HTTP的參考意謂著包含HTML和XML。泛用 作業系統快取區1 04也駐存在核心中，並可用來快取檔案或 資訊頁。最後，通訊協定物件快取區105也駐存在核心中， 並且係用來連接通訊協定子系統1 02。對於下文中所討論的 特定軟體'系統功能而言，通訊協定物件快取區可能非常重 要。請注意，如圖1所示，本示範性具體實施例中的通訊協 定子系統提供直接共同閘道介面（CGI)及透過通訊模重新 定向。 它無法過於強調配合圖1討論（以及下文中配合圖4討論） 的作業系統架構是典型的實例。某些作業系統允許某些應 用程式在核心空間中執行，但是其他應用程式則是在使用 者空間中執行。在某些情況下，應用程式也可能會這兩個 空間中執行，其且部份程式碼係在核心空間中執行，而其 他程式碼則是在使用者空間中執行。 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 517190
圖1的使用者空間1 〇丨包含不受信任模組或其他可執行模 j =6。此刻有利於解說”受信任”與"不受信任，，軟體模組的 意義。如熟知技藝人士所知，大部份的現代化作業系統的 設計都是將駐存在使用者空間中的應用程式或軟體模組放 置在勉強稱爲”沙箱”的空間中。這個沙箱保留作業系統中 的模組被使用者空間中的模組佔用或受到負面影響。這個 觀念的實施方式是設計作業系統，使使用者空間中的模組 被視爲”不受信任”，以限制其存取作業系統的存取權。反 之，作業系統核心内部的模組則是，，受信任”，並且具有存 取作業系統功能的完整存取權。在本發明的示範性具體實 犯例中’被視爲受信任模組的高階通訊協定應用程式可駐 存在作業系統核心内部。這些核心内的通訊協定模組及核 心内的通訊協定子系統使伺服器系統能夠回應應用通訊協 定請求，而不用作業系統進行上下文切換。請注意，不是 所有的作業系統均具有獨立的使用者空間。某些作業系統 會在作業系統核心空間内執行應用程式。然而，在這些情 況下’作業系統與應用程式之間的功能關聯性相同。作業 系統處理硬體並提供API，而應用程式使用Αρι來執行應用 程式工作。 電月旬系統中不會引發上下文切換或任何其他處理排程中 斷的作業通常稱爲”原子”作業。配合剛剛説明的架構，通 訊應用程式可執行，，非原子”工作通常執行的工作，而不用 上下文切換。當必須產生響應時，會將關於應用通訊協定 請求的資訊儲存於記憶體内部、核心内的請求結構中，使 __________ -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公董) 裝 訂 線 517190 A7 B7 五、發明説明（8 ) 核心繼續執行一次，以更新相稱的使用者空間請求結構， 就像已發生響應一樣。下面示範HTTP請求的示範性請求結 構。在這個特殊案例中，示範使用者請求結構；但是，核 心請求結構非常類似，並且很容易從使用者空間請求結構 導出。 typedef struct user_req_s { int version—major ; int version_minor ； int version_patch ; int http_version ； int http_method ; int sock ; int event ； int thread_nr ; void * id ; void *priv ; int http_status ; int bytes_sent ; ehar *object_addr ; int module_index ； char modulename[MAX_MODULENAME_LEN]； unsigned int client_host ； -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 五、發明説明（9 ) unsigned int objectlen ； char query[MAX_URI_LEN]; char objectname[MAX__URI_LEN]； unsigned int cookies_len ; char cookies[MAX_COOKIE_LEN]; char content_type[MAX_FIELD_LEN]; char user_agent[MAX_FIELD_LEN]； char accept[MAX_FIELD_LEN]； char accept_charset[MAX_FIELD__LEN]； char accept_encoding[MAX_FIELD_LEN]； char accept—language[MAX_FIELD—LEN]; char cache_control[MAX_FIELD_LEN]; char if_modified_since[MAX_FIELD_LEN]; ~ char negotiate[MAX_FIELD_LEN]; char pragma[MAX_FIELD_LEN]; char referer[MAX_FIELD___LEN]； char *post_data ; char new_date[DATE_LEN]; } user—req_t ; 圖2顯示響應一請求而不用上下文切換之方法的流程圖 。於步驟201，建立使用者空間請求結構。於步驟202，當 作伺服器系統運作的指令執行系統的執行項進入作業系統 核心。於步驟203，建立新的使用者空間請求結構，用以處 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 517190
=請求。核心請求結構被填人與請求—起接收的資料，通 =是來自於透過網路提供請求之用户以統的資料。於步 展2 0 4，藉由將核心請电么士接旨 叫衣〜構填入使用者空間請求結構，以 將核心請求結構複製至使用者空間。藉由只將相關資料移 動至使用的請求結構部份’就可高效率完成這個"複製"。 在此情況下’也會移動所謂的請求結構，，私用（private扇位” 。私用（Private)欄位是可供應用程式參考用的不透明指標 。於步驟2〇5，執行項返回使用者空間，並且使用者空間應 用程式繼續運作，就好像已處理請求—樣。如果必須處理 另-個請求，則會覆寫使用者空間請求結構。核心通常會 在通當的時間處理請求（基於簡單明瞭，圖中未顯示這個步 驟）。於步驟206,作業系統監控請求。如果完成請求，或 發生逾時，則於步驟207執行項進入作業系統核心，並且於 步驟208刪除核心請求結構，以節省記憶體資源。如果無法 完成請求，但是未發生逾時，則系統會維護請求，並且在 完成請求的I/O之後，會將請求當作現行請求傳回至使用者 2”暫止”請求不會引發使執行項暫止。請注意，請求 被暫止-而不是工作暫止，所以執行項繼續位於使用者空間 中。請求也可能暫止於一個以上1/〇作業。 圖3顯示包含於作業系統中之具體化本發明的另一種處 理程序；孩處理程序具體化於傳送至用户端應用程式的應 答（如HTTP Web網頁）中的靜態通訊協定物件，以響應應用 通汛協定請求。請注意，這個解説係以僅作爲實例的HT丁p Web網頁爲基礎。也可使用其他的應用通訊協定（如FTp)來 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公if 517190 A7 B7 五、發明説明（n 實施本發明。在此項本發明具體實施例中，靜態通訊協定 物件係儲存在圖1的通訊協定物件快取區1 〇5中，但是也可 駐存在泛用作業系統快取區。於圖3的步驟3 〇 i中，伺服器 接收並分析應用通訊協定請求。下面顯示HTTP請求形成的 示範性應用通訊協定請求。此類的請求通常係藉由兩個換 行字元終止。 GET/HTTP/1.0 User-Agent ： Wget/1.6 Host ： www.redhat.com Accept : */* 於步驟3 02 ,將前導碼傳回至用户端。前導碼是HTTP應答 或回覆的標題部份。下列顯示標題部份的範例。
HTTP/1.1 200 OK
DateJ Tue, 03 Jul 2001 10 ： 45 ： 31 GMT Server ： Apache/1.3.19(Unix) (Red-Hat/Linux) mod_ssl/2.8.1 OpenSSL/0.9.5a Connection : close Content-Type ： text/html 於步驟303，在伺服器的記憶體緩衝器内建立回覆頁面的 選擇性動態部份。動態部份係由構成回覆一部份的動態通 訊協定物件所組成。回覆内也可具體化靜態通訊協定物件 。於步驟304，將動態通訊協定物件傳回至用户端應用程式 。於步驟305，從通訊協定物件快取區或泛用作業系統快取 -14 - 本紙張國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝 n 線 517190 A7 B7 五、發明説明 12 區擷取回覆頁面的越&、 ,、甸的靜怨郅份或靜態通訊協定物件。於步骤 Μ6 ’將，靜怨物件傳送至用户端應用程式，於用户端應甩程 j將靜心物件具體化於回覆中，以便在用户端系統上顯示 完整的回覆。 主圖4馬本發明作業系統具體實施例的另一個方塊圖。在此 ^況下’所建構的方塊圖係用來解説原子檔案查閱功能的 作業圖4_示作業系統環境的三個主要區段：檔案系統400 、使用者全間401及作業系統核心4〇2。檔案系統4〇〇包括位 於樓案系 '统空間中的樓案系統物件403。樓案系…统物件（或 直接稱爲’’檐案’’）是檔案系統空間的建置組塊。事實上，檔 案的貧訊的容器。有各種類型的檔案系統物件，包括一般 檔案、目錄和符號連結。符號連結提供一種建立新檔案的 万式’這類的新檔案事實上只是指向現有檔案。符號連結 也稱爲軟連結。連結係經由包含分隔符號的字_完成。針 對Linux和Unix系統及網際網路的url，分隔符號是”/，，（斜 線）字元，而Windows系統是，，\"(反斜線）字元。 凊注意’檔案系統物件名稱或檔案名稱是不包含分隔符 號的半元字串，例如’’homework.doc”。所有的樓案系統物 件都具有樓案系統物件名稱。然而，檔案系統物件路徑或Μ 標案路徑π是通常以分隔符號開始的字元字串，並且指定用 末找出樓案的各路徑部份。在某些系統中，樓案路徑也稱 爲目綠路徑或資料夾路徑，例如"/home/joe/docs/ homework.docM 〇 圖4的檔案系統還包括檔案系統命名空間404。檔案系統 __ 麵 15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210 X 297公釐) 裝 訂 線 A7
命名空間代表系統内的所有致你。说古& _ 目錄开……w 有檔案的路徑通常以 ’/一 备木系統裝置上。應用程式405通常駐存在 的使用者空間4G1中。這些應用程式利用保存在樓 :系統400内的檔案系統物件。爲了利用尚未使用的樓 术，應用程式及作業系統執行樓案系統命名空間作業。例 如，執行此類的作業以開啓、讀取或窝入樓案、重新命名 檔案或在目錄之間移動檔案。也有其他眾所皆知的檔案系 =命名2間作業。基於討論的用豸，任何的檔案系統命名 空間作業泛稱爲”開啓檔案，，，處理”檔案開始請求，，、執行 樓案作業等等。在先前技藝中，如果應用程式想要讀取 ”/h〇me/joe/d〇cs/h〇mew〇rk.d〇c”檔案的前 1000個位元組，則 會包括類似於下列C實例中所示的電腦程式程式碼。 fd-~〇pen(,7home/joe/docs/homework.docn? 〇 RDONLY)； read(fd, buf? 1000)； close(fd); 執行這三個系統呼叫之後，作業系統核心會將檔案的前 1000個位元組置入記憶體緩衝器”buf”中。 作業系統核心包括檔案系統命名空間快取區406。一旦樓 木路徑係儲存在存取檔案系統命名空間快取區中，如前面 實例所示的"open1，系統呼叫將内部存取檔案系統命名空間 快取區，以加速檔案存取。檔案系統命名空間快取區有時 候也稱爲”dentry快取區”。請注意，命名空間快取區不快取 樓案内容。它可快取檔案屬性。檔案内容係在不同的資料 結構中快取，如圖1所示的泛用快取區，通常稱爲”頁面快 -16-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 517190 A7 B7 五、發明説明（14 ) 取區”，由於已眾所皆知，基於簡明清楚，圖4已將之省略。 在如上文所述的先前技藝中，核心將耗用時間及資源以 取得檔案，並且應用程式顯然知道檔案路徑與檔案名稱是 否已存在於命名空間快取區中。如果不存在，則核心將從 磁碟讀取檔案路徑詳細資料，暫停與應用程式關聯的處理 並且發生上下文切換直到I/O完成爲止，因此會嚴重影響的 -效能。 與剛剛討論的先前技藝相比，圖4的系統包括原子查閱作 業407，其實施根據本發明此項具體實施例的原子檔案查閱 。原子檔案查閱授權應用程式405偵測檔案是否已被快取 至命名空間快取區中。下列程式碼顯示如何實際使用這個 功能。 fd=open(丨’/home/joe/docs/homework.doc”，ORDONL Y | 一 0_AT0MICL00KUP)； if (fd -EWOULDBLOCKIO){ /* * The file name was not yet cached，bounce this open() to another * process ： 4 */ return-1 ; } read (fd, buf, 1000); close (fd); -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 裝 訂 線 517190 五、發明説明（15 ==Γη系統呼叫的'，〇-AT⑽1CL0_p”旗標和新的 ^DBL0CKI0’’傳回碼。在得知尚未快取標案路徑後 息用長式可使樓案開啓返回或重新導向至另—個處理序 广應用程式開發人員的適當決擇。在某些情況下，這個 理序可旎是執行封鎖指標處理的處理序。 用以封鎖指標處理的處理序可駐存在圖4的使用者空間 致”存在圖4的核心彻中。"封鎖指標"是查閱將導 °1的_L下X切換的指標。”處理封鎖指標"可能涉及使 :=另—個處理序/執行绪，以便以改良效能的方式來 官理檔案開啓。 ♦ 圖5以流程圖形式顧 _ ·項不原子查閲作業的實例。於步驟5〇1 ’應用私式按照字元字串的指定， — 、 稱。於步驟502,向作業手统接w查、開啓的樓案名 、、作業系統鍉出檔案開啓請求。於步驟500 ’作業系統核心接收請灰％卷 試原子開-啓，核心檢啓標案。爲了嘗 徑。步驟5〇3是決策點，用以檢查是否有如樓案 同子::：錯誤。這個處理序的處理方式與先前技藝相 如二1則於步驟5G4藉由錯誤處理常式進行處理 〇 '又有何錯誤，則處理繼續。於步驟505,作業系统 核心通知應用程式， ’、、· ‘统命名空間快取區中；==徑係儲存在檔案系 口植术，則於步驟5〇6使用檔案。如果未開啓，由於已於步 5=5通知應用程式無法原子開啓標案的事 507處理可能的封鎖指標。 /涨 裝 η 線 -18 - 517190 A7 B7 五、發明説明（彳6 )
請注意，在這個具體實施例中，應用程式不會傳送關於 是否已快取檔案路徑的詢問。它會直接通知作業系統核心 它要原子開啓檔案。因爲已快取檔案路徑，所以核心可依 從請求，開啓檔案並將處理代碼傳回至應用程式。因爲未 快取檔案路徑，則不會開啓檔案，並將-EW〇ULDbl〇CKIQ 傳回至應用程式。關於本文討論的這個功能，術語，，已開啓，，_ 、”可開啓’，及，，已在開啓中，，等等可交換使用。同樣地，關 於檔案作業的術語，如”已執行”、”可執行，，及Π已在執行中π ' 等等也可交錢用。不管快取區檢查、職_啓及從作業 系統核心至應用程式之通知的確切時序，本發明的作業完 全一樣。 ^ 如上文所述作業系統架構有許多種變化，任何架構均可 包含原子查閱作業。例如，樓案系統裝置不一定駐存在唯 護作業系統核心的電腦系統上，而是可透過網路存取。在 此情況U案系統命名空間可位於連接網路的檔案系統 裝置内，位於維護作業系統核心的系統上或分散於這兩個 地點。請注意’不是所有的作業系統環境均具有當 —
保護領域的使用者空間。例如，在通常與内嵌處理器一i 使用的某些作業系統中，會在作業系統核心内維護及執行 應用程式。在此情況下，作業系統仍然提供應用程式的API ’口並且作業系統仍然透過其API與應用程式溝通，就像應用 私式是在使用者2間中執行一樣。 在申請專利範圍之前的本說明書結尾附上用來實施原子 查閱功能之清單顯示程式碼的原始碼實例。這個程式碼清 -19- A7 B7
517190 五、發明説明 單取名爲，’原始碼實例”。程式碼爲熟知的差異修補 (differential patch)格式。它修補公開取得的[比^作業系統 2·4 ·2版本，這是一種可透過網際網路獲取的開放式原始作 業系統，並且可透過提供Linux作業系統支援的公司取得， 如本發明的受讓人Red Hat，Inc·，公司。 如上文所述，在某些具體實施例中，本發明係透過在可 程式規劃電腦系統或指令執行系統（如個人電腦或工作站） 或其他以微處理器爲主的平台上運作的電腦程式程式碼實 施。圖6顯示以此方式實施本發明之電腦系統的進一步細節 。系統匯流排60 1互相連接主要組件。系統係由當作系統中 央處理單元（cpu)的微處理器602負責控制。系統記憶體6〇5 通常被分成多種記憶體或記憶體區域，如唯讀記憶體 (ROM)、隨機存取記憶體（RAM)等等。系統記憶體也可包 含基本輸出入系統（BIOS)。圖中顯示複數個一般輸入/輸出 (I/O)配接卡或裝置606。基於簡明清楚，只有顯示三個^^⑽ 裝置。這些I/O裝置連接至各種裝置，包括固定式磁碟機6〇7 、軟碟機608、網路610及顯示器6〇9。用來實施本發明功能 的電腦程式程式碼指令係儲存在固定式磁碟機6〇7上。當系 統正在作業中時，會將指令局部載入至記憶體605中，並且 微處理器602執行。或者，其中一個1/〇裝置是連接網路61〇( 可能是網際網路）的網路配接卡或數據機。請注意，圖㈣ 系統僅作爲解説的實例。可使用許多類型的_般用途電腦 系統。 本發明的元件可用硬體及/或當作電腦程式程式碼的軟 裝 訂 線
517190 A7 B7 五、發明説明（18 ) 體（包括韌體、常駐程式軟體、微程式碼等等）具體化。另 外，本發明可採用位於電腦可使用或電腦可讀型儲存媒體 上的電腦程式產品的形式，該電腦程式產品具有在如圖6 所示之指令執行系統中使用之媒體中具體化的電腦可讀型 程式碼。圖6以代表磁碟片的圖示來顯示此類的媒體。電腦 可使用或電腦可讀型儲存媒體可能是任何媒體，這類的媒 _ 體可包含、儲存、傳達或傳輸指令執行系統使用的程式。 例如，電腦可使用或電腦可讀型儲存媒體可能是電子、磁 性、光學、電磁、紅外線或半導體系統。媒體也可能僅僅 是透過如網際網路之類網路f’下載”電腦程式產品時所擷取 的資訊流。請注意，電腦可使用或電腦可讀型儲存媒體也 可能是紙張或印有程式的另一種適合媒體。 於本説明書提出申請的日期，實施本説明書中所描述之 -功能的差異修補（differential patch)格式原始碼可從網站 www.redhat.com/〜mingo/TUX/公開取得。於本説明書提出 申請的日期，實施本發明之軟體系統的完整原始碼也可向 本發明的受讓人Red Hat，Inc.，公司取得。位於前面網際網路 網址的原始碼係用來修補Linux作業系統版本，這是一種可 透過網際網路獲取的開放式原始作業系統，並且可透過提 供Linux作業系統支援的公司取得，如本發明的受讓人Red Hat，Inc.，公司。這個程式碼預定用來修補Linux作業系統 2.4.5版本，這個版本已經過熟知的所謂nac4n修補程式修補。
Linux作業系統2·4·5版本可至下歹ij網址取得： www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.4/linux-2.4·5 .tar.gzo 前 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 517190 A7 B7 五 發明説明（19 ) 面提及之熟知的ac4修補程式可至下列網址取得： www.kernel .org/pub/linux/kernel/people/alan/2.4/patch-2.4.5-ac4.gz ° 本文中説明本發明的特定具體實施例。熟知技藝人士立 即知道本發明具有在其他環境中的其他應用。事實上，可 有許多種具體實施例及實施。下列申請專利範圍不是用來 將本發明的範疇限制於如上文所述特定具體實施例。 原始碼實例 …linux/fs/namei.c.orig Tue Apr 17 13 · 18 · 46 2001 +++linux/fs/namei.c Tue Apr 17 13 ： 18 ： 52 2001 @@ -423,9 +423,13 @@ { struct dentry *dentry ; struct inode * inode ; - int err ； + int err, atomic ; unsigned int lookup__flags = nd->flags ; + atomic = 0 ; + if (lookup—flags & LOOKUP—ATOMIC) + atomic = 1 ; while (*name:=:=7,) name++ ; -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 517190 A7 _ B7____ 五、發明説明（2〇) if (!*name) @@ -494,6 +498,9 @@ /* This does the actual lookups.. */ dentry = cached 一lookup(nd->dentry，&this，LOOKUP一CONTINUE); if (Identry) { + err = -EWOULDBLOCKIO ; + if (atomic) + break ; dentty = real一loolmp(nd->dentiy，&this，LOOKUP一CONTINUE); err = PTR_ERR(dentry); if(IS_ERR(dentry)) @@ -557?6 +564,9 @@ } dentry = cached—lookup(nd-〉dentry，&this5 0); if (Identry) { + err - -EWOULDBLOCKIO ; + if (atomic) + break ; dentry = real_lookup(nd->dentry5 &this9 0)； err = PTR_ERR(dentry); if (IS_ERR(dentry)) @@-891,6 +901,8 @@ if (f&OJDIRECTORY) retval 卜 LOOKUP一DIRECTORY ; -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐） 裝 訂 線 517190 A7 B7 五、發明説明（21 ) + if (f & Ο一ATOMICLOOKUP) + retval |= LOOKUP一ATOMIC ; return retval ； } …linux/include/linux/fs.h.orig Tue Apr 17 13 : 18 : 51 2001 +++linux/include/linux/fs.hTue Apr 17 13 · 18 ： 52 2001 @@-1203,6+1203,7 @@ fine LOOKUP 一 POSITIVE (8) #define LOOKUP—PARENT (16) #define LOOKUP 一NOALT (32) +#define LOOKUP_ATOMIC (64) /*
* Type of the last component on LOOKUP-PARENT */ …linux/include/asm-i386/fcntl.h.orig Fri Sep 22 23 : 21 : 19 2000 +4-+ linux/include/asm-i3 86/fcntl.h Tue Apr 17 13 : 18 ·· 52 2001 @@ -20,6 +20,7 @@ #defme O-LARGEFILE 0100000
#define OJDIRECTORY 0200000 /* must be a directory V #define O^NOFOLLOW 0400000 /* donft follow links */ +#define O—ATOMICLOOKUP 01000000/* do atomic file lookup */ #defme F^DUPFD 0 /* dup */ #defme F GETFD 1 /* get close—on_exec */ -24- 本紙强:尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 517190 A7 B7 五 、發明説明（22 ) …linux/include/asm-alpha/fcntl.h.orig Sun Oct 8 18 : 04 : 04 2000 +++linux/include/asm-alpha/fcntLh Tue Apr 17 13 * 18 · 52 2001 @@ -21, 6 +21, 8 @@ #define 0—DIRECTORY 0100000 /* must be a directory */ #defme 0_^N0F0LL0W 0200000 /* don't follow links */ #defme 0_LARGEFILE 0400000 /* set by the kernel on every open */ +#defme O^ATOMICLOOKUP 01000000 /* do atomic file lookup */ + #define F—DUPFD 0 /* dup */ #define F_GETFD 1 /* get close_on_exec */ —-linux/include/asm-sparc/fcntl.h.orig Tue Oct 10 19 : 33 : 52 2000 +++linux/include/asm-sparc/fcntl.hTue Apr 17 13 ： 18 ： 52 2001 @@ -20,6 +20,7 @@ #define OJDIRECTORY 0x10000 /* must be a directory */ #define OlNOFOLLOW 0x20000 /* don’t follow links */ #defme O^LARGEFILE 0x40000 +#define O—ATOMICLOOKUP 0x80000 /* do atomic file lookup */ #define F一DUPFD 0 /* dup */ #define F_GETFD 1 /* get close_on_exec */ …linux/include/asm-sparc64/fcntl.h.origTue Oct 10 19 : 33 : 52 2000 +++ linux/include/asm-sparc64/fcntl.h Tue Apr 17 13 : 18 : 52 2001 @@ -20,6 +20,7 @@ #define O—DIRECTORY 0x10000 /* must be a directory */ #define 0_NOFOLLOW 0x20000 /* don’t follow links */ -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 裝 訂 線 517190 A7 B7 五、發明説明（23 ) #defme Ο一LARGEFILE 0x40000 +#define 0—ATOMICLOOKUP 0x80000 /* do atomic file lookup */ #define F一DUPFD 0 /* dup */ #defme F GETFD 1 /* get close—on—exec */ ---linux/include/asm-sparc64/fcntl.h.origTue Oct 10 02 ： 54 ： 58 2000 +++ linux/include/asm-sparc64/fcntl.h Tue Apr 17 13 · 18 · 52 2001 @@ -28,6 +28,7 @@ #define O—LARGEFILE 0100000 #define OJDIRECTORY 0200000 /* must be a directory */ #defme O^NOFOLLOW 0400000 /* donft follow links */ +#define O—ATOMICLOOKUP 01000000 /* do atomic file lookup */ #define F^DUPFD 0 /* dup */ #define F GETFD 1 /* get dose一on—exec */ -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

  1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 517190 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 1 · 一種回應一應用通訊協定請求的方法，該方法包栝下列 步驟： 接收該應用通訊協定請求； 建立一對應於該應用通訊協定請求的使用者空間請求 結構； 使用自一用户端系統接收到的資料與該應用通訊協定—— 請求，以建立一對應於該應用通訊協定請求的核心請求、 結構； 依據該核心請求結構來更新該使用者空間請求結構， 使該使用者空間請求中的應用程式可繼續執行，並且作 業系統可響應該應用通訊協定請求，而不用上下文切換 ;以及 響應該應用通訊協定請求。 一 2·如申請專利範圍第1項之方法，該方法進一步包括於響應 該應用~通訊協定請求之後刪除該核心請求結構的步驟。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該應用通訊協定請求 及對該應用通訊協定請求的任何響應均是依據超文件傳 輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)格式化。 4·如申請專利範圍第2項之方法，其中該應用通訊協定請求 及對該應用通訊協定請求的任何響應均是依據超文件傳 輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)格式化。 5·如申請專利範圍第1項之方法，其中該應用通訊協定請求 及對該應用通訊協定請求的任何響應均是依據檔案傳輸 通訊協定（file transfer protocol ; FTP)格式化。 •- -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐) "" ——.-----------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 517190 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 ------—---- 六、申請專利範圍 6.如申請專利範圍第2項之方法，其中該應用通訊協定請求 及對該應用通訊協定請求的任何響應均是依據檔案傳輸 通訊協定（file transfer protocol ; FTP)格式化。 7· —種内含具體化電腦程式程式碼的電腦程式產品，該電 腦程式程式碼使一包含一作業系統的伺服器能夠具有一 核心及一使用者空間，以響應一應用通訊協定請求，該 -電腦程武程式碼包括： 指令，用以接收該應用通訊協定請求； 指令，用以建立一對應於該應用通訊協定請求的使用 者空間請求結構； 指令，用以使用自一用户端系統接收到的資料與該應 用通訊協定請求，以建立一對應於該應用通訊協定請求 的核心請求結構； 指令，用以依據該核心請求結構來更新該使用者空間 請求結構，使該使用者空間請求中的應用程式可繼續執 行，並且作業系統可響應該應用通訊協定請求，而不用 上下文切換； 指令，用以響應該應用通訊協定請求；以及 指令，用以刪除該核心請求結構。 8·如申請專利範圍第7項之電腦程式產品，其中該電腦程式 私式碼進一步包括用以實施一超文件傳輸協定 (hypertext transmission protocol ; HTTP)的指令。 9.如申請專利範圍第7項之電腦程式產品，其中該電腦程式 程式碼進一步包括用以實施一檔案傳輸通訊協定（file ~ 28 - 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' ~ --------------^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 517190 ^^^_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 ____D8 申請專利範圍 ^ ^^ transfer protocol ; FTP)的指令 〇 10·如申請專利範圍第8項之電腦程式產品，其中該電腦程式 程式碼進一步包括用以實施一檔案傳輸通訊協定 transfer protocol ; FTP)的指令 〇 11· 一種包括一具有一核心及一使用者空間之作業系統的裝 置，該裝置可用來響應一應用通訊協定請求，該裝置包 括： 裝置，用以接收該應用通訊協定請求； 裝置，用以建立一對應於該應用通訊協定請求的使用 者空間請求結構； 裝置，用以使用自一用户端系統接收到的資料與該應 用通訊協定請求，以建立一對應於該應用通訊協定請求 的核心請求結構； 裝置，用以依據該核心請求結構來更新該使用者空間 請求結構，使該使用者空間請求中的應用程式可繼續執 行，並且作業系統可響應該應用通訊協定請求，而不用 上下文切換； 裝置，用以響應該應用通訊協定請求；以及 裝置，用以刪除該核心請求結構。 12. —種包括一作業系統的飼服器系統，該伺服器系統可用 來響應一應用通訊協定請求，該伺服器系統包栝： 一使用者空間，用來建立及維護一對應於該應用通訊 協定請求的使用者空間請求結構；以及 一作業系統核心，其連接至該使用者空間，用以使用 -29- --- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------裝--------訂---------線 f請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 517190 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 驟 六、申請專利範圍 自一用户端系統接收到的資料與該應用通訊協定請求， 以維護一對應於該應用通訊協定請求的核心請求結構， 以及更新该使用者2間請求結構，使作業系統可響應該 應用通訊"fo力足清求，而不用上下文切換。 13·如申請專利範圍第12項之伺服器系統，其中該作業系統 核心進一步包括： 至少一通訊協定模組；以及 一通訊協定子系統，其用來連接該使用者空間及該至 少一通訊協定模組，在某種程度上，該通訊協定子系統 使作業系統核心能夠維護該核心請求結構。 14·如申請專利範圍第13項之伺服器系統，其中該至少一通 訊協定模組進一步包括一超文件傳輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)模組 〇 15·如申請專利範圍第13項之伺服器系統，其中該至少一通 訊協定模組進一步包括一檔案傳輸通訊協=(fi= transfer protocol ; FTP)模組。 16·如申請專利範圍第14項之伺服器系統，其中該至少—、雨 訊協定模組進一步包括一檔案傳輸通訊協定 transfer protocol ; FTP)模組。 17· —種當作一包含一具有一核心及_使用者空間之作 統之通·訊協定伺服器的指令執行系統，令产人 #' 可用來響應一應用通訊協定請求，並古々3二订系統 — 八式疋執行下列步 接收該應用通訊協定請求； -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂-----I---*5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 88899 ABCD 517190 六、申請專利範圍 建立一對應於該應用通訊協定請求的使用者空間請求 結構； 使用自一用户端系統接收到的資料與該應用通訊協定 請求，以建立一對應於該應用通訊協定請求的核心請求 結構， 依據該核心請求結構來更新該使用者空間請求結構， 使該使用者空間請求中的應用程式可繼續執行，並且作 業系統可響應該應用通訊協定請求，而不用上下文切換 ;以及 響應該應用通訊協定請求。 18·如申請專利範圍第17項之指令執行系統，該指令執行系 統進一步用來當作'^超文件傳輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)伺月良器。 19·如申請專利範圍第1 7項之指令執行系統，該指令執行系 統進一步用來當作一檔案傳輸通訊協定（file transmission protocol ; FTP)伺月良器。 20·如申請專利範圍第17項之指令執行系統，該指令執行系 統進一步用來當作一超文件傳輸協定（hypertext transmission protocol ; HTTP)伺月良器及一檔案傳輸通訊 協定（file transmission protocol ; FTP)祠月良器。 _— -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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