[發(fā)明專(zhuān)利]用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210370444.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102880585A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許勇;鄭方;高紅光;楊萱;施晶晶;過(guò)鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 無(wú)錫江南計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F15/167
• 分類(lèi)號(hào): G06F15/167;G06F9/52
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器。

背景技術(shù)

隨著單核處理器芯片集成度和主頻的提高，處理器技術(shù)遇到了制造成本、功耗、散熱等問(wèn)題，促使多核、多線程技術(shù)成為處理器系統(tǒng)發(fā)展的新方向。其中集成幾百甚至上千個(gè)核的處理器系統(tǒng)一般稱(chēng)為眾核處理器系統(tǒng)。多核處理器系統(tǒng)以及眾核處理器系統(tǒng)中的核數(shù)的增加保證了計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力持續(xù)提高。

多核處理器以及眾核處理器內(nèi)的同步操作比較頻繁，對(duì)同步效率的要求也越來(lái)越高，使用專(zhuān)用硬件同步器進(jìn)行同步效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鎖方式效率。

同時(shí)，在多核及眾核處理器系統(tǒng)中，某個(gè)核心出現(xiàn)故障的概率大大提高。核心降級(jí)是最常用的容錯(cuò)方式，為支持容錯(cuò)，降低軟件并行程序開(kāi)發(fā)復(fù)雜度，就需要同步器具有支持降級(jí)同步的能力。

要充分發(fā)揮多核處理器以及眾核處理器的性能，程序就必須采用多線程并發(fā)計(jì)算的方式。但是，多線程必然會(huì)遇到同步問(wèn)題，如果同步控制出現(xiàn)問(wèn)題，就可能出現(xiàn)死鎖。具體地說(shuō)，當(dāng)一個(gè)線程因等待另一個(gè)線程的資源而阻塞，而同時(shí)該資源永遠(yuǎn)不會(huì)被釋放時(shí)，就發(fā)生死鎖。死鎖檢查功能是進(jìn)行死鎖避免和消除的基礎(chǔ)支撐。

因此，希望能夠提供一種能夠有效提高本處理器的容錯(cuò)能力并支持死鎖檢查機(jī)制的處理器同步方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠有效提高處理器系統(tǒng)的健壯性和容錯(cuò)能力、并支持死鎖檢查機(jī)制和可降級(jí)同步的同步器以及處理器系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器，其包括：同步向量表、同步處理部件、以及斷連分析處理部件；其中，所述同步向量表由多個(gè)條目組成，分別用于接收并對(duì)應(yīng)保存來(lái)自多個(gè)處理器核心的當(dāng)前待同步位圖請(qǐng)求信息；所述同步處理部件用于通過(guò)查詢(xún)所述同步向量表來(lái)對(duì)同步向量表中的情況進(jìn)行分析和處理，從而在待同步處理器核心均符合同步要求時(shí)向處理器核心返回同步完成信號(hào)；所述斷連分析處理部件用于接收降級(jí)指示信號(hào)，并且根據(jù)降級(jí)指示信號(hào)將所述同步器設(shè)置為降級(jí)同步模式或者非降級(jí)同步模式；此外，所述斷連分析處理部件用于接收斷連位信號(hào)，根據(jù)斷連位信號(hào)更改所述同步向量表，從而實(shí)現(xiàn)在位處理器核心與降級(jí)斷連處理器核心的同步功能。

優(yōu)選地，上述用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器，其特征在于還包括：死鎖檢查部件，用于完成對(duì)所述同步向量表的死鎖條件檢查，當(dāng)同步向量表中描述的待同步位圖信息存在死鎖時(shí)，進(jìn)行提示和報(bào)警。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器，其特征在于包括：同步向量表、同步處理部件、以及死鎖檢查部件；其中，所述同步向量表由多個(gè)條目組成，分別用于接收并對(duì)應(yīng)保存來(lái)自多個(gè)處理器核心的當(dāng)前待同步位圖請(qǐng)求信息；所述同步處理部件用于通過(guò)查詢(xún)所述同步向量表來(lái)對(duì)同步向量表中的情況進(jìn)行分析和處理，從而在待同步處理器核心均符合同步要求時(shí)向處理器核心返回同步完成信號(hào)；所述死鎖檢查部件，用于完成對(duì)所述同步向量表的死鎖條件檢查，當(dāng)同步向量表中描述的待同步位圖信息存在死鎖時(shí)，進(jìn)行提示和報(bào)警。

優(yōu)選地，上述用于具有多個(gè)處理器核心的處理器系統(tǒng)的同步器，其特征在于還包括述斷連分析處理部件，所述斷連分析處理部件用于接收降級(jí)指示信號(hào)，并且根據(jù)降級(jí)指示信號(hào)將所述同步器設(shè)置為降級(jí)同步模式或者非降級(jí)同步模式；此外，所述斷連分析處理部件用于接收斷連位信號(hào)，根據(jù)斷連位信號(hào)更改所述同步向量表，從而實(shí)現(xiàn)在位處理器核心與降級(jí)斷連處理器核心的同步功能。

優(yōu)選地，所述同步處理部件通過(guò)查詢(xún)所述同步向量表判斷處理器系統(tǒng)中的各個(gè)處理器核心是否滿(mǎn)足同步完成條件。

優(yōu)選地，在所述同步器處于降級(jí)同步模式時(shí)，如果待同步的處理器核心視圖中存在不可同步的降級(jí)處理器核心，則同步處理部件使所述不可同步處理器核心排除在同步操作之外；并且當(dāng)所述同步請(qǐng)求信號(hào)攜帶至少兩個(gè)待同步的處理器核的信息時(shí)，同步處理部件生成同步完成信號(hào)并且將所述同步完成信號(hào)傳遞給可同步未降級(jí)的待同步的處理器核心。

優(yōu)選地，在所述同步器處于非降級(jí)同步模式時(shí)，如果待同步的處理器核中存在故障核心或者已經(jīng)被屏蔽的核心，則判斷發(fā)生異常，同步操作被撤銷(xiāo)。例如，在判斷發(fā)生異常時(shí)，可通過(guò)斷連分析處理部件發(fā)出斷連異常信號(hào)。

優(yōu)選地，所述死鎖檢查器周期掃描所述同步向量表登記信息，根據(jù)資源依賴(lài)關(guān)系進(jìn)行硬件死鎖檢查，當(dāng)存在同步死鎖時(shí)，發(fā)出異常信號(hào)。