Формальное Описание Аппаратного Микроядра L4.

Первые версии микроядра L4 были настолько маленькими, что полностью помещались в кэш современных процессоров.

Этот факт, вероятно, и породил миф о микроядре L4: «Оно быстрое, потому что маленькое».

Даже сегодня часто можно услышать эту версию.

Так можно ли разместить микроядро в процессоре и как это сделать? Чтобы ответить на вопрос, как разместить микроядро на чипе, необходимо представить, что такое микроядро L4 и какие функции оно выполняет. Можно смело сказать, что L4 держится на трёх китах:

  • Любое взаимодействие между задачами происходит на основе сообщений, в т.ч.

    аппаратные прерывания и внутренние исключения

  • Сообщения синхронны и только синхронны — в передаче сообщения участвуют обе задачи.

  • Общие страницы виртуальной памяти заменяют традиционные виртуальные страницы.

В результате родился документ с довольно скучным описанием регистров, алгоритмов и рекомендаций: Формальное описание аппаратного микроядра L4 (L4_Hard_20130119.pdf, 1046Кб) В документе описывается расширение набора команд микропроцессора для реализации аппаратной поддержки микроядра L4 версии X2 и совместимых спецификаций.

Документ основан на следующих соглашениях

  • Задача — это последовательность команд, обрабатываемых исполнительным устройством.

  • Каждая задача имеет свой собственный «Блок регистра задач» и однозначно определяется и описывается им.

  • Процесс — это одна или несколько задач, использующих одну и ту же таблицу страниц.

  • Поток — это задача, выполняющаяся в адресном пространстве процесса.

  • Планировщик — функциональный блок микропроцессора, расширяющий систему команд и обеспечивающий возможность обмена синхронными сообщениями между задачами.

В документе описывается реализация аппаратного планировщика, совместимого с L4-X2. Предлагаемая версия документа была пересмотрена с учетом нескольких дискуссий: Дискуссионный дайджест «Отечественные микропроцессоры (2) (часть 2)» Аппаратное микроядро.

Заключительное обсуждение Дискуссионный дайджест «Отечественные микропроцессоры (2) (часть 3)» Миниатюра с описанием регистров задач:

Формальное описание аппаратного микроядра L4.

Предлагается использовать большой файл регистров, который разделен на две части - одна часть содержит массив, каждый элемент которого представляет собой блок регистров задач.

Вторая часть большого файла регистров содержит массив, каждый элемент которого является буфером сообщений.

Также добавлено несколько регистров глобального планировщика.

Переключение задач осуществляется переключением блока регистров исполнительным механизмом.

Передача сообщения осуществляется переключением буфера сообщений с задачи-источника на задачу-получатель.

Надеюсь, документ вызовет интерес у уважаемого сообщества.

Идеи, возникшие в результате обсуждения, будут включены в следующую версию документа.

Наслаждайся чтением! Теги: #экспериментальное ядро l4 #микроядра #система на кристалле #Высокая производительность

Вместе с данным постом часто просматривают:

Автор Статьи


Зарегистрирован: 2019-12-10 15:07:06
Баллов опыта: 0
Всего постов на сайте: 0
Всего комментарий на сайте: 0
Dima Manisha

Dima Manisha

Эксперт Wmlog. Профессиональный веб-мастер, SEO-специалист, дизайнер, маркетолог и интернет-предприниматель.