[發明專利]數據訪問方法和裝置

無效

• 申請號: 201110084538.1
• 申請日: 2011-04-06
• 公開（公告）號: CN102156632A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 程旭;管雪濤;鐘祺;吳棟霞
• 申請（專利權）人: 北京北大眾志微系統科技有限責任公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;王漪

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種數據訪問方法和裝置。

背景技術

程序在執行的過程中，不可避免的需要進行訪存操作，包括：取指令和取操作數操作。隨著處理器和存儲部件之間的性能差異越來越大，一旦訪存時出現高速緩存不命中會造成處理器長時間地等待片外存儲訪問，使得整個應用的每條計算機指令執行所需的時鐘周期(CPI)增加。

此外，多核多線程處理器逐漸成為市場的主流產品。在多線程應用執行的過程中，某時刻會出現針對某些固定存儲單元的密集訪問。如：當應用程序請求系統資源或者訪問外設時，需要請求操作系統內核提供的服務。操作系統內核響應目態請求，需要頻繁地修改進程控制塊或線程控制塊中的數據。特別是在臨界區中，代碼需要原子執行，導致其他的線程需要忙等待已經進入臨界區的線程執行完畢。所以，提高臨界區中代碼的執行速度，能夠減少其他的處理器忙等待的時間，提高系統的整體性能。

最后，多線程應用中，在使用軟件維護線程局部存儲區域的情況下，需要通過庫編程接口為線程提供線程局部存儲區域的維護機制。如：當線程訪問私有數據時，需要通過線程ID號索引線程局部存儲區域的基地址，并通過基地址加偏移的方式訪問線程的私有數據。

雖然上述情形，完全能夠使用Load/Store指令完成。但是，在多核多線程處理器中，多個應用程序共享處理器的高速緩存。特別是在應用程序訪存局部性較差的情況下，多個線程對共享高速緩存的爭搶，會給程序的執行帶來不確定性，無法保證訪存密集的代碼片段的執行效率。

綜上，多線程應用特有的訪存方式會導致程序執行效率較低。

發明內容

本發明提供了一種數據訪問方法，解決了程序執行效率較低的問題。

一種數據訪問方法，包括：

接收寄存器保留聲明；

根據所述寄存器保留聲明，選擇一個或多個通用寄存器，作為保留寄存器；

將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中。

進一步的，上述數據訪問方法，還包括：

當任務發生切換時，將所述保留寄存器中的密集訪問數據寫回內存中，并在所述保留寄存器中加載新的任務的密集訪問數據。

進一步的，將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中的步驟之后，還包括：

通過應用程序編程接口(API)訪問所述保留寄存器，獲取當前任務的密集訪問數據，所述API包括應用級API和操作系統內核級API。

進一步的，所述將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中的步驟之前，還包括：

分析應用程序或操作系統內核，獲取所述應用程序或操作系統內核訪問頻度最高的存儲單元中的數據作為密集訪問數據。

進一步的，所述將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中的步驟具體為：

將當前任務的線程控制塊的基地址存儲到所述保留寄存器中。

本發明還提供了一種數據訪問裝置，包括：

命令接收單元，用于接收寄存器保留聲明；

寄存器保留單元，用于根據所述寄存器保留聲明，選擇一個或多個通用寄存器，作為保留寄存器；

數據管理單元，用于將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中。

進一步的，所述數據管理單元，還用于當任務發生切換時，將所述保留寄存器中的密集訪問數據寫回內存中，并在所述保留寄存器中加載新的任務的密集訪問數據。

進一步的，所述數據管理單元，還用于修改所述保留寄存器中的數據。

進一步的，上述數據訪問裝置還包括：

數據分析單元，用于分析應用程序或操作系統內核，獲取所述應用程序或操作系統內核訪問頻度最高的存儲單元中的數據作為密集訪問數據。

本發明提供了一種數據訪問方法和裝置，接收寄存器保留聲明，根據所述寄存器保留聲明，選擇一個或多個通用寄存器，作為保留寄存器，將當前任務的密集訪問數據加載到所述保留寄存器中，程序在執行時，直接通過寄存器讀取密集訪問數據，減少了對高速緩存的爭搶，解決了程序執行效率較低的問題。

附圖說明

圖1為本發明的實施例一提供的一種數據訪問方法的流程圖；

圖2為本發明的實施例的工作原理框圖；

圖3為管態目態切換時使用本發明的實施例提供的數據訪問方法完成保留寄存器中數據導出和載入的示意圖。

具體實施方式