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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种面向实时性的虚拟化平台可中断互斥锁的构建方法、电子设备及存储介质，属于实时虚拟化技术领域。为解决现有实时虚拟化技术所忽略的BQL锁等待延迟问题，本发明定义数据结构；基于定义的数据结构，构建锁仲裁机制，采用由所有线程共享的HItex的锁变量lvar对同时发起持锁请求的多个线程进行仲裁；基于得到的无法立刻持有锁的线程，构建锁等待机制，所述锁等待机制在内核态中实现；对得到的线程对锁的等待队列中的vCPU线程，构建可中断等待机制。本发明能够大幅降低最坏情况下的中断延迟及尾延迟，将中断延迟的分布控制在较低水平。HItex能够经受长时间高负载的测试，证明了其能够满足硬实时应用需求。

主权项：1.一种面向实时性的虚拟化平台可中断互斥锁的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.定义数据结构；步骤S1中定义的数据结构如下： lvar表示锁变量； f[vi]表示vCPUvi对应的线程； WQ表示线程对锁的等待队列； w[vi]表示vCPUvi是否正在进行可中断的等锁； b[vi]表示vCPUvi是否被虚拟中断请求打断了等锁过程；S2.基于步骤S1定义的数据结构，构建锁仲裁机制，采用由所有线程共享的平台可中断互斥锁HItex的锁变量lvar对同时发起持锁请求的多个线程进行仲裁；步骤S2的锁仲裁机制的构建方法包括如下步骤：S2.1.虚拟机创建时，内核态的KVM初始化f[vi]、w[vi]、b[vi]、WQ，用户态的QEMU初始化lvar；S2.2.对于虚拟机的任何线程，包括vCPU线程及其辅助线程，当发起持锁请求时，首先检查进行lvar是否为0，判断为是则线程持锁成功，同时将lvar设置为1，否则线程无法立刻持有锁，令该线程通过系统调用进入内核态进行等待，线程对lvar进行的读写均为原子操作；S3.基于步骤S2得到的无法立刻持有锁的线程，构建锁等待机制，所述锁等待机制在内核态中实现；步骤S3的具体实现方法包括如下步骤：S3.1.对于vCPUvi对应的线程，若发起持锁请求时，vCPUvi对应的线程正准备在用户态的QEMU中进行IO端口访问的异常处理，并且未进行屏蔽中断，则在内核态等待前标记为正在进行可中断的等待，即令w[vi]=1，否则令w[vi]=0；S3.2.然后对于vCPUvi对应的线程，在内核态等待前令b[vi]=0；S3.3.对于任何线程，在内核态等待时将任何线程加入线程对锁的等待队列WQ，然后进入阻塞状态，直到被另一线程解除阻塞状态；S3.4.当持锁线程解锁时，使用原子操作将lvar设置为0，通过系统调用将处于WQ的队首的线程解除阻塞状态，并且将其从WQ中删除；S3.5.对于基于步骤S3.4得到的解除阻塞状态的非vCPU线程，返回用户态，转到步骤S2.2重新发起持锁请求；S4.对步骤S3得到的线程对锁的等待队列中的vCPU线程，构建可中断等待机制。

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