[發(fā)明專利]響應(yīng)于用戶級(jí)指令進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)和運(yùn)算

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210041335.9
• 申請(qǐng)日: 2006-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102708022A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·R·金;F·貝里;M·E·科納維斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): G06F11/10
• 分類號(hào): G06F11/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2006年12月7日、申請(qǐng)?zhí)枮?00680042242.0的同名專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明各實(shí)施例涉及數(shù)據(jù)處理，更具體地，涉及確定諸如循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的校驗(yàn)和。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，期望準(zhǔn)確地接收第一地點(diǎn)與第二地點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，使得在第二地點(diǎn)也能準(zhǔn)確地對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行額外處理。此外，為了能夠檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤，常在要發(fā)送的數(shù)據(jù)包上附加校驗(yàn)和。例如，發(fā)送源可以產(chǎn)生CRC和，并將其附加在要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)上。可以根據(jù)多個(gè)不同算法之一計(jì)算該校驗(yàn)和，然后可以將該校驗(yàn)和與接收端處從接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生的相應(yīng)校驗(yàn)和進(jìn)行比較。如果兩個(gè)校驗(yàn)和相同，則所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確。但是如果所產(chǎn)生的校驗(yàn)和與所傳輸?shù)男ｒ?yàn)和不同，則表示出現(xiàn)錯(cuò)誤。這種校驗(yàn)和用在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中來(lái)檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤。

在不同應(yīng)用中，會(huì)有實(shí)現(xiàn)CRC信息的不同方式。例如，可以以硬件或軟件來(lái)進(jìn)行CRC計(jì)算。為了以硬件實(shí)現(xiàn)CRC計(jì)算，通常在系統(tǒng)中提供專用的硬件引擎來(lái)進(jìn)行CRC計(jì)算。因此，將要經(jīng)受這種CRC計(jì)算的數(shù)據(jù)發(fā)送給該硬件引擎來(lái)計(jì)算CRC，然后將CRC附加在數(shù)據(jù)上，以便例如從該系統(tǒng)發(fā)送出去。使用這種卸載(offload)引擎會(huì)有各種缺點(diǎn)，包括發(fā)送數(shù)據(jù)到該引擎的開(kāi)銷。此外，進(jìn)行無(wú)狀態(tài)(stateless)的硬件卸載是很困難的。也就是說(shuō)，通常還需要傳輸額外的基于狀態(tài)的開(kāi)銷數(shù)據(jù)，增加了復(fù)雜度并減緩了有用工作的進(jìn)程。

因?yàn)楹芏嘞到y(tǒng)缺乏這種卸載引擎，所以通常以軟件進(jìn)行CRC計(jì)算。為了以軟件實(shí)現(xiàn)CRC計(jì)算，通常使用查找表方案。然而，CRC值的這種軟件計(jì)算是出了名的緩慢、計(jì)算密集的運(yùn)算。此外，查找表的存儲(chǔ)占用量可能很大，影響性能。因此，這些緩慢的計(jì)算會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能，并且還進(jìn)一步耗費(fèi)處理資源。例如，可能采取5到15個(gè)循環(huán)來(lái)進(jìn)行每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的CRC計(jì)算。結(jié)果是，對(duì)于高速網(wǎng)絡(luò)中的一般用途，軟件CRC性能太低。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理器的方框圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行校驗(yàn)和運(yùn)算的處理器一部分的方框圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理器另一部分的方框圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的方框圖。

具體實(shí)施方式

在各種實(shí)施例中，將指令集架構(gòu)(ISA)擴(kuò)展用于計(jì)算校驗(yàn)和值可以影響校驗(yàn)和運(yùn)算。更具體地，可以在ISA中提供一條用戶級(jí)指令，使程序員能通過(guò)該指令在通用處理器(例如，中央處理器單元(CPU))中直接進(jìn)行期望的、諸如CRC運(yùn)算的校驗(yàn)和運(yùn)算。CRC運(yùn)算可以是32位CRC運(yùn)算(即，產(chǎn)生32位運(yùn)行余數(shù)(running?remainder)的CRC32運(yùn)算，下面進(jìn)一步討論)，并且，在不同的實(shí)施例中，該CRC運(yùn)算可以對(duì)應(yīng)于例如電氣和電子工程協(xié)會(huì)(IEEE)802.3以太網(wǎng)協(xié)議(2002年出版)或其它協(xié)議中使用的CRC。

在不同的實(shí)現(xiàn)中，可以提供各種操作碼指令來(lái)對(duì)不同數(shù)據(jù)分組進(jìn)行CRC計(jì)算。雖然本發(fā)明的范圍并非如此局限，但在某些實(shí)施例中，例如，可以用不同的操作碼來(lái)支持在8、16、32和64位分組上的CRC計(jì)算。通過(guò)這種方式，可以無(wú)需查找表或諸如此類，以硬件方式快速進(jìn)行CRC計(jì)算。此外，可以通過(guò)根據(jù)不同操作碼進(jìn)行的整數(shù)運(yùn)算，使用通用的、架構(gòu)可視的處理器進(jìn)行這些計(jì)算。結(jié)果是，可以無(wú)需諸如網(wǎng)絡(luò)卸載硬件的卸載硬件的開(kāi)銷和復(fù)雜度，在處理器中計(jì)算CRC。因此，可以出現(xiàn)更大數(shù)目的數(shù)據(jù)傳輸(例如，就每秒輸入/輸出(I/O)而言的數(shù)據(jù)傳輸)。注意，雖然這里主要結(jié)合CRC運(yùn)算進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施例也可以用于進(jìn)行其它校驗(yàn)和運(yùn)算。

現(xiàn)在參考圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。可以將方法100用于使用處理器硬件(例如，CPU的執(zhí)行單元)上實(shí)現(xiàn)的用戶級(jí)指令來(lái)獲得校驗(yàn)和。如圖1所示，方法100可以開(kāi)始于在源或目的寄存器中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列異或(XOR)運(yùn)算(方框110)。注意，XOR運(yùn)算可以對(duì)應(yīng)于多項(xiàng)式算術(shù)運(yùn)算，并且更具體地對(duì)應(yīng)于多項(xiàng)式除法運(yùn)算。例如，源寄存器中的數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于處理器已接收的或者要從處理器發(fā)送的處理器流水線中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。作為一個(gè)示例，可以為源寄存器提供對(duì)應(yīng)于期望分組尺寸(例如，16位、32位或諸如此類)的緩存器中的數(shù)據(jù)分組，源寄存器可以是處理器的通用寄存器。可替換地，在某些實(shí)施例中，可以從存儲(chǔ)器中獲得源數(shù)據(jù)。目的寄存器可以對(duì)應(yīng)于從XOR運(yùn)算獲得運(yùn)行余數(shù)的存儲(chǔ)位置。目的寄存器也可以是處理器的通用寄存器。