[發(fā)明專利]面向多核微處理器的內(nèi)存拷貝加速方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210493512.7
• 申請(qǐng)日: 2012-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN103019655A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭御風(fēng);石偉;張明;竇強(qiáng);龔銳;鄧宇;任巨;馬愛永;羅莉;王永文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/38
• 分類號(hào): G06F9/38;G06F15/167
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;譚武藝

1.一種面向多核微處理器的內(nèi)存拷貝加速方法，其特征在于實(shí)施步驟如下：

1）在微處理器指令集中增加內(nèi)存拷貝指令，所述內(nèi)存拷貝指令包括普通內(nèi)存拷貝指令、MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送指令、MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接收指令、MPI群組發(fā)送指令和MPI群組接收指令；在微處理器中的指令執(zhí)行流水線外部建立用于執(zhí)行基于MPI通信的內(nèi)存拷貝請(qǐng)求的MPI通信加速模塊；

2）將譯碼得到的內(nèi)存拷貝指令轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的內(nèi)存拷貝請(qǐng)求，如果當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求為普通內(nèi)存拷貝請(qǐng)求時(shí)，分發(fā)給指令執(zhí)行流水線中的內(nèi)存拷貝單元并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3）；否則將內(nèi)存拷貝請(qǐng)求分發(fā)給MPI通信加速模塊并跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟4）；

3）內(nèi)存拷貝單元將內(nèi)存拷貝請(qǐng)求緩存到請(qǐng)求隊(duì)列中，并執(zhí)行請(qǐng)求隊(duì)列中的當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求，以頁(yè)為單位取回源數(shù)據(jù)并寫入目的地址；

4）MPI通信加速模塊將內(nèi)存拷貝請(qǐng)求緩存到請(qǐng)求隊(duì)列中，并執(zhí)行請(qǐng)求隊(duì)列中的當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求；如果當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求為MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，則獲取與當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的關(guān)聯(lián)MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接收請(qǐng)求，執(zhí)行當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求以頁(yè)為單位取回源數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到共享緩存中，同時(shí)將共享緩存中的已經(jīng)就緒的數(shù)據(jù)頁(yè)以頁(yè)為單位寫入關(guān)聯(lián)MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接收請(qǐng)求的目的地址中，最終完成MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求和MPI點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接收請(qǐng)求的執(zhí)行；如果當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求為MPI群組發(fā)送請(qǐng)求，則獲取與當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求組成群組通信的MPI群組接收請(qǐng)求，然后執(zhí)行當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求以頁(yè)為單位取回源數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到共享緩存中，同時(shí)將共享緩存中的已經(jīng)就緒的數(shù)據(jù)頁(yè)以頁(yè)為單位分別寫入各個(gè)MPI群組接收請(qǐng)求的目的地址中，最終完成MPI群組發(fā)送請(qǐng)求和MPI群組接收請(qǐng)求的執(zhí)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向多核微處理器的內(nèi)存拷貝加速方法，其特征在于，所述步驟3）的詳細(xì)步驟如下：

3.1）內(nèi)存拷貝單元將內(nèi)存拷貝請(qǐng)求緩存到請(qǐng)求隊(duì)列中；

3.2）內(nèi)存拷貝單元執(zhí)行請(qǐng)求隊(duì)列中的當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求，將當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求中的目的地址、拷貝長(zhǎng)度與內(nèi)存拷貝單元的請(qǐng)求隊(duì)列中其它內(nèi)存拷貝指令的源地址、拷貝長(zhǎng)度進(jìn)行比較，如果所述目的地址和所述源地址相同且拷貝長(zhǎng)度相同則判定為兩者具有數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系；

3.3）判斷當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求是否存在具有數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系的關(guān)聯(lián)內(nèi)存拷貝請(qǐng)求，如果不存在則執(zhí)行當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求以頁(yè)為單位取回源數(shù)據(jù)并寫入目的地址，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3.4）；

3.4）首先從請(qǐng)求隊(duì)列中獲取與當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求具有數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系的關(guān)聯(lián)內(nèi)存拷貝指令，然后執(zhí)行當(dāng)前內(nèi)存拷貝指令以頁(yè)為單位取回源數(shù)據(jù)并寫入目的地址，同時(shí)將已讀取的數(shù)據(jù)頁(yè)寫入關(guān)聯(lián)內(nèi)存拷貝請(qǐng)求的目的地址中，最終完成當(dāng)前內(nèi)存拷貝請(qǐng)求及其關(guān)聯(lián)內(nèi)存拷貝請(qǐng)求的執(zhí)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面向多核微處理器的內(nèi)存拷貝加速方法，其特征在于：所述內(nèi)存拷貝單元的請(qǐng)求隊(duì)列和MPI通信加速模塊的請(qǐng)求隊(duì)列中的每一項(xiàng)均由源地址、目的地址、拷貝長(zhǎng)度、拷貝類型、源地址’、目的地址’與拷貝長(zhǎng)度’組成，其中源地址、目的地址、拷貝長(zhǎng)度、拷貝類型分別對(duì)應(yīng)內(nèi)存拷貝指令中的源地址、目的地址、拷貝長(zhǎng)度、拷貝類型；所述源地址’表示此次內(nèi)存拷貝過(guò)程中還未完成的源內(nèi)存區(qū)域的起始地址、所述目的地址’表示還未完成的源內(nèi)存區(qū)域的目的內(nèi)存區(qū)域的起始地址、所述拷貝長(zhǎng)度’表示還未完成的源內(nèi)存區(qū)域的待拷貝長(zhǎng)度，所述源地址’、目的地址’與拷貝長(zhǎng)度’的初始值分別為內(nèi)存拷貝指令中的源地址、目的地址與拷貝長(zhǎng)度；所述將源數(shù)據(jù)拷貝到共享緩存中時(shí)，一并將當(dāng)前頁(yè)拷貝信息存儲(chǔ)在頁(yè)拷貝狀態(tài)表中，所述頁(yè)拷貝狀態(tài)表的每一項(xiàng)由源頁(yè)起始地址、目的頁(yè)起始地址和拷貝長(zhǎng)度組成。