一种消息传递接口支持总线通信框架

摘要

本发明一种消息传递接口支持总线通信框架，包括Open MPI开源软件的基本框架中的字节传输层BTL、字节传输管理层BML、点对点消息层PML、MPI应用程序接口MPI API、内存池Mpool、及注册缓存Rcache，该框架还包括：在上述框架的基础上，添加HT的总线通信模块HT BTL，并调用Open MPI架构中相应的内存池Mpool；通过配置HT BTL模块优先级，使得一个主板的相同或不同操作系统内，及不同主板间能够进行通信。它主要根据Open MPI开源软件提供的标准接口，结合Hypertransport总线通信协议提供的系统调用接口，将Hypertransport总线的通信协议整合到Open MPI架构中。同时，在MPI进程通信的过程中，使用Hypertransport总线通信协议要比其他网络的优先级高。本发明在现有的成熟技术基础上进行创新，实施简便，具有良好的使用和发展前景。

主权项

一种消息传递接口支持总线通信的方法，该方法的实施是基于开源软件Open MPI的基本框架来实现的，其中，该开源软件Open MPI的基本框架包括字节传输层(BTL)、字节传输管理层(BML)、点对点消息层(PML)、消息传递接口应用程序接口(MPI API)、内存池(Mpool)及注册缓存(Rcache)，其特征在于：在上述基于开源软件Open MPI的基本框架的基础上，添加支持Hypertransport总线通信的总线通信模块(HT BTL)，并通过总线通信模块(HT BTL)调用开源软件Open MPI架构中内存池(Mpool)的内存管理函数；通过设置总线通信模块(HT BTL)的优先级，使得开源软件Open MPI中Hypertransport总线通信的优先级高于以太网通信和Infiniband高速互联网络通信；其中，所述支持Hypertransport总线通信的总线通信模块(HT BTL)包括核心功能模块，消息类型模块，对等端模块，配置文件模块；其中：所述核心功能模块，其功能包括：描述总线通信模块(HT BTL)基本信息，初始化总线通信模块(HT BTL)，总线通信模块(HT BTL)组件打开和资源释放，建立和释放对等端，分配和释放消息描述符，消息的发送和接收；所述消息类型模块，其功能包括：定义消息传递接口(MPI)的消息类型，以及实现对消息传递接口(MPI)各种消息的构造，定义的消息供核心功能模块调用；所述对等端模块，其功能包括：描述进程间通信建立连接时，对等端连接的基本描述信息，对等端连接的建立和释放在核心功能模块当中完成；所述配置文件模块，其功能包括：完成总线通信模块(HT BTL)配置文件Makefile.am中的路径配置，以及总线通信模块(HT BTL)编译方式的选择；所述消息类型模块中定义两种消息类型供核心功能模块调用；对等端模块当中定义对字节传输层(BTL)对等端的描述信息，核心功能模块在建立对等端连接时调用这一模块；核心功能模块完成字节传输层(BTL)的初始化，数据收发，资源释放功能；配置文件模块将总线通信模块(HT BTL)的其他三个模块整合到开源软件Open MPI的框架当中；其中，所述的总线通信模块(HT BTL)的初始化过程为：(1)MPI应用程序接口(MPI API)调用消息传递接口(MPI)初始化函数；(2)点对点消息层(PML)选中两个备选组件中的默认组件(OB1)并调用字节传输管理层(BML)的初始化函数；(3)字节传输管理层(BML)通过其中的唯一组件(r2)初始化所有的字节传输层 (BIL)；(4)调用总线通信模块(HT BTL)的组件初始化函数，并将其加入可用的字节传输层(BTL)模块链表；其中，所述的总线通信模块(HT BTL)的对等端连接过程为：(1)点对点消息层(PML)为每个消息传递接口(MPI)进行关联一个字节传输层(BTL)组件；(2)字节传输管理层(BML)添加可用的字节传输层(BTL)组件链表，并根据优先级对所有可用的字节传输层(BTL)组件进行排序；(3)为同一主板不同操作系统上的消息传递接口(MPI)进程提供总线通信模块(HTBTL)组件信息，并调用建立对等端的函数建立Hypertransport总线连接；其中，所述的总线通信模块(HT BTL)的消息发送与接收过程为：(1)调用消息传递接口(MPI)的消息发送函数；(2)点对点消息层(PML)分配发送请求，根据消息大小选择不同的传输函数，调用BML层发送函数；(3)字节传输管理层(BML)的发送函数绑定总线通信模块(HT BTL)对等端，调用字节传输层(BTL)发送函数；(4)总线通信模块(HT BTL)发送函数为发送消息分配描述符，调用Hypertransport总线通信系统调用发送函数，将消息发送到对方主机的内存中；(5)发送方完成数据发送后，接收方依次调用MPI，点对点消息层(PML)，字节传输管理层(BML)，总线通信模块(HT BTL)的接收函数完成数据接收，并在完成接收以后调用相应的资源释放函数，释放之前分配的系统资源。