文档介绍：
多核 MIPS 处理器的进程加载分析和改进
赵帅,马跃**
(北京邮电大学计算机学院,北京 100876)
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摘要:MIPS 体系结构作为 RISC 思想的典型代表,以其高性能、低功耗的特点,成功抢占了
嵌入式市场第二的市场份额,MIPS 处理器应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌
上电脑等各个方面。本文描述了 works 公司生产的 Octeon 系列多核 MIPS CPU 的
ELF 二进制可执行文件的解析和加载过程,并根据其在实际路由器领域使用上的限制,提出
了虚拟化改进方案。
关键词:操作系统;进程加载;虚拟机
中图分类号:TP316
The Analysis and Improvement of Process Loading on
MIPS
ZHAO Shuai, MA Yue
(School puter,Beijing University of Posts and munications, Beijing 100876)
Abstract: As the representative of the most ingenious RISC idea, MIPS architecture essfully
occupied the second place in Embeded System market by its low power consumption and high
performance. MIPS processor is widely used in gaming consoles, routers, laser printers, PDAs, etc.
This paper describes the procedures, which is in the Octeon multi-core MIPS CPU of Cavium
Networks, when an ELF file is parsed and loaded into memory as a running process. After that,
the author proposed a improved solution to e the ing in router scenario.
Keywords: Operating System; process loading; virtual machine
0 引言
MIPS 即无内锁流水线微处理器(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages),
是实际使用 RISC 体系结构中最精巧的一种,采用相对简单的指令、结合优秀的编译器和使
用流水线执行指令的硬件,在较小的面积上实现了高性能与低功耗的平衡[1]。
works 公司是全球领先的 MIPS 多内核处理器提供商,处理器广泛应用于网
络、无线、存储和控制应用等领域的安全产品。works 公司是 Cisco、Juniper、
GE、F5、Motorola 等公司的主要芯片供货商,国内华为、ZTE、H3C、启明星辰等均选择
了 works 公司作为自己的网络设备芯片提供商。
本文以 works 公司生产的 5200-EVB-MB4-Y 型实验板为研究对
象,分析其上运行的 bootloader 程序(Release )加载 ELF 二进制可执行文件和创建进
程的方法,并根据实际路由器环境中的特点,提出基于虚拟机概念的改进方案及实现方法。
1 路由器的内核环境和 ELF 二进制可执行文件
路由器应用环境下的内核环境
路由器在实际部署运行中,为了保证路由器业务高效运行,很少会采用操作系统,通常
情况下都是由 bootloader 引导加载业务,称为简单可执行程序独立运行模式( Simple
Executive Standalone Mode,SE-S)[2]。如图 1 所示,是 SE-S 程序运行示意图。图中黄色部
作者简介:赵帅,(1986-),男,硕士研究生,主要研究方向:计算机网络与多媒体通信。
通信联系人:马跃,男,副教授,主要研究方向:计算机网络、虚拟路由器技术. E-mail: ******@bupt.
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分表示 SE-S 程序,外面的黑框表示实验板系统。该程序在没有操作系统支持的情况下,直
接运行在实验板硬件上。该程序进程独自占用所有的硬件资源,以及 SDK 提供的软件资源。
图 1 SE-S 模式
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Fig. 1 SE-S Mode