[發明專利]在無約束事務存儲器(UTM)系統中執行模式切換

有效

• 申請號: 201080063931.6
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102741826A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: A-R.阿德爾塔巴塔拜;B.薩哈;V.巴辛;G.希菲爾;J.格雷;V.格羅弗;M.泰勒菲爾;Y.列瓦諾尼;D.德特勒夫斯;M.馬格魯德;M.托爾頓
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F13/14
• 分類號: G06F13/14;G06F12/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;朱海煜

背景技術

在現代計算系統中，可存在多個處理器，并且每個此類處理器可執行公共應用程序的代碼的不同線程。為了保持一致性，可使用數據同步機制。一種此類技術包含使用事務存儲器(TM)。事務執行經常包含執行多個微操作、操作或指令的編組。多個線程中的每個線程都可執行并訪問存儲器結構內的公共數據。如果兩個線程都訪問/改變該結構內的相同條目，則可執行沖突解決以確保數據有效性。一種類型的事務執行包含軟件事務存儲器(STM)，其中，一般而言在沒有硬件支持的情況下，用軟件執行追蹤存儲器訪問、沖突解決、中止任務以及其它事務任務。

另一種類型的事務執行包含硬件事務存儲器(HTM)系統，其中，包含硬件以支持訪問追蹤、沖突解決和其它事務任務。預先用附加位擴展實際存儲器數據陣列以保存信息、諸如硬件屬性以便追蹤讀、寫和緩沖，并且因此，數據與數據一起傳播，從處理器到存儲器。經常，這個信息稱為永久性的，即，它在高速緩存收回時不損失，這是因為該信息與數據一起傳播通過整個存儲器層級。然而，這種永久性迫使整個存儲器層級系統有更多開銷。

又一種類型的TM模型被稱為無約束事務存儲器(UTM)，無約束事務存儲器(UTM)使時間和存儲器占用大小(memory?footprint)方面任意大的事務能夠使用硬件和軟件通過硬件加速組合發生。運行和實現UTM事務通常需要特別編譯的代碼以便實現與UTM硬件加速接口的并發控制機制。因此，UTM事務能夠是復雜的，并且可能不與現有硬件和STM事務系統正確相接口(interface)。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的處理器的框圖。

圖2是根據本發明一個實施例在處理器中保持數據項的元數據的框圖。

圖3是根據本發明一實施例用于選擇用于執行TM事務的事務模式的方法的流程圖。

圖4是作為在具體模式中執行的事務失敗的結果而處理模式切換的方法的流程圖。

圖5是根據本發明一實施例用于并發地處理硬件事務和軟件事務的方法的流程圖。

圖6是根據本發明一實施例的系統的框圖。

具體實施方式

在各種實施例中，TM實現能夠在不同模式中運行不同線程事務，并且能夠出于各種原因切換模式，包括軟件沖突管理或使用不支持的語義或操作(諸如嵌套事務、重試、調試或外部事務)。根據本發明一實施例的UTM系統擔負得起具有不同性能、靈活性(語義豐富性)和容量考慮的執行模式的大設計空間。這些模式一般而言是事務的，代碼生成，處理器和公共語言運行時間(CLR)模式的組合。雖然這構成了大空間，但介紹的是與本論述最相關的具體模式。

可在各種事務模式中執行事務存儲器代碼。不同事務模式可能需要不同代碼生成策略或至少受益于不同代碼生成策略。事務執行模式包含如下。非事務(NT)，其是沒有隔離或失敗原子性的經典執行模式，并由此不要求事務登錄(logging)或鎖定(locking)。高速緩存駐留非鎖定(CRNL)模式，也稱為高速緩存駐留隱式事務模式(CRITM)，其中整個事務讀/寫集合被保存在高速緩沖存儲器中，并且用硬件檢測事務沖突。在此模式中，不需要登錄或其它手段，并且不獲取軟件兼容鎖定。在一個實施例中，CRNL由此僅支持其數據集合完全適合處理器高速緩存的比較小事務。另一模式是高速緩存駐留(CR)模式(也稱為高速緩存駐留顯式事務模式(CRETM))，其中整個事務讀/寫集合被存儲在高速緩存中，并且可用硬件檢測事務沖突。在此模式中，不需要登錄或其它手段，但獲取軟件兼容鎖定。在各種實施例中，CR(像上面的CRNL模式)僅支持其數據集合完全適合處理器高速緩存的比較小事務。

又一種模式是具有硬件輔助監視和過濾(HAMF)的軟件模式，其是將UTM監視設施用來檢測事務沖突并且用于過濾的軟件模式。在此模式中，獲取軟件兼容鎖定。另一種模式是具有硬件輔助過濾(HAF)的軟件模式，其中UTM設施僅用于過濾。在此模式中執行軟件登錄，并獲取軟件兼容鎖定。一般而言，最后這兩種模式可稱為硬件輔助STM(HASTM)模式。最終，軟件事務存儲器(STM)模式是不使用UTM資源的純軟件模式。

為了支持不同事務模式，可將源代碼的具體塊(chunk)轉換成不同的二進制代碼序列。裸的(NK)是指沒有利用具體事務手段的經典代碼。事務VTable(TV)是對于各個對象字段訪問嵌入間接函數調用以實現恰當事務登錄和鎖定的代碼生成模式。分派表(vtable)用于分派不同函數以便使該生成的代碼能夠用于支持各種事務模式。