[發(fā)明專利]一種多核處理器CAS/SWAP原子操作實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210322804.4
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN102880584A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧讓鈺;衣曉飛;李永進;周宏偉;晏小波;張英;竇強;曾坤;謝倫國;馬卓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長清

1.一種多核處理器CAS/SWAP原子操作實現(xiàn)方法，其特征在于，步驟為：

（1）最外層私有Cache?LLPC接收到對稱處理核SPC的CAS/SWAP原子操作請求后：

若Cache命中，且原子操作滿足數(shù)據(jù)交換條件，向目錄控制器DCU發(fā)送LLPC?Atomic?Update?Request請求，該請求中攜帶交換的數(shù)據(jù)，置Cache塊狀態(tài)為鎖定態(tài)A；所述Cache塊處于鎖定態(tài)A時，表示該Cache塊被占用或處于中間狀態(tài)，不能被替換；

若Cache失效，則向目錄控制器DCU發(fā)送LLPC?Atomic?Read?Shared?Request請求，需要分配Cache塊，且置Cache塊為鎖定態(tài)A；

（2）目錄控制器DCU處理最外層私有Cache?LLPC與原子請求操作相關(guān)的請求：

如果目錄控制器DCU對應(yīng)位向量處于忙狀態(tài)，則根據(jù)請求類型LLPC?Atomic?Read?Shared?Request和LLPC?Atomic?Update?Request分別返回DCU?Atomic?Read?Shared?NRSP和DCU?Atomic?Update?NRSP響應(yīng)給源請求LLPC；

若目錄控制器DCU對應(yīng)位向量處于不忙狀態(tài)，且請求是LLPC?Atomic?Read?Shared?Request，目錄控制器DCU從LLPC數(shù)據(jù)副本和memory數(shù)據(jù)副本中選取最新副本，向請求源返回DCU?Atomic?Read?Shared?RSP響應(yīng)，并置對應(yīng)位向量；

若目錄控制器DCU對應(yīng)位向量處于不忙狀態(tài)，且請求是LLPC?Atomic?Update?Request，目錄控制器DCU向各個LLPC副本發(fā)送DCU?Atomic?Update?Snp監(jiān)聽請求，同時還需要更新Memory副本；

（3）最外層私有Cache?LLPC收到目錄控制器DCU的更新監(jiān)聽請求后：

最外層私有Cache?LLPC收到目錄控制器DCU的DCU?Atomic?Update?Snp監(jiān)聽請求后，用監(jiān)聽報文中的數(shù)據(jù)更新Cache塊數(shù)據(jù)，然后向源目錄控制器DCU發(fā)送LLPC?Atomic?Update?Snp?Ack更新完成應(yīng)答；

（4）目錄控制器DCU收到最外層私有Cache?LLPC的更新完成應(yīng)答后：

等待所有副本的LLPC的LLPC?Atomic?Update?Snp?Ack更新完成應(yīng)答；所有副本的更新完成時，產(chǎn)生完成DCU?A?tomic?Update?Cmpl?Rsp響應(yīng)給源請求LLPC；

（5）最外層私有Cache?LLPC收到目錄控制器DCU的響應(yīng)后：

若最外層私有Cache?LLPC接收到目錄控制器DCU產(chǎn)生的DCU?Atomic?Read?Shared?NRSP和DCU?Atomic?Update?NRSP響應(yīng)，重發(fā)原請求；

若最外層私有Cache?LLPC接收到目錄控制器DCU產(chǎn)生的DCU?Atomic?Read?Shared?RSP響應(yīng)，重新處理CAS/SWAP原子操作請求；

若最外層私有Cache?LLPC接收到目錄控制器DCU產(chǎn)生的DCU?Atomic?Update?Cmpl?Rsp響應(yīng)，完成數(shù)據(jù)交換操作，置Cache塊狀態(tài)為共享態(tài)S，并向目錄控制器DCU發(fā)送LLPC?Atomic?Update?Cmpl?Rsp?ACK；所述Cache塊處于共享態(tài)S時，表示該Cache數(shù)據(jù)有多個副本；

（6）目錄控制器DCU處理LLPC?Atomic?Update?Cmpl?Rsp?ACK：

目錄控制器DCU接收到LLPC?Atomic?Update?Cmpl?Rsp?ACK后，清空對應(yīng)位向量的狀態(tài)位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多核處理器CAS/SWAP原子操作實現(xiàn)方法，其特征在于，所述目錄控制器DCU記錄加載到最外層私有Cache?LLPC中的所有Cache塊的情況；每個進入最外層私有Cache?LLPC的數(shù)據(jù)副本對應(yīng)一個位向量，該位向量中的每一位對應(yīng)數(shù)據(jù)塊的一個或多個LLPC副本。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多核處理器CAS/SWAP原子操作實現(xiàn)方法，其特征在于，所述多核處理器的結(jié)構(gòu)包括多個對稱處理核SPC、每個對稱處理核SPC上均有的最外層私有Cache?LLPC、目錄控制器DCU以及網(wǎng)絡(luò)NOC，所述對稱處理核SPC用于發(fā)送CAS/SWAP原子操作請求到最外層私有Cache?LLPC，最外層私有Cache?LLPC和目錄控制器DCU將會協(xié)同完成Cache一致性協(xié)議；所述最外層私有Cache?LLPC負責(zé)加載數(shù)據(jù)并處理原子操作請求，所述目錄控制器DCU負責(zé)記錄加載到各個最外層私有Cache?LLPC的所有Cache塊的信息，并控制對LLC/memory的訪問；所述網(wǎng)絡(luò)NOC負責(zé)最外層私有Cache?LLPC和目錄控制器DCU之間的通信。