[發(fā)明專利]基于多級緩存的數(shù)據(jù)讀/寫方法、裝置和計算機系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310331344.6
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN104346294B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曄;張立新;侯銳;張科
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司;中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F12/0871
• 分類號: G06F12/0871
• 代理公司: 北京中博世達專利商標(biāo)代理有限公司11274
• 代理人: 申健

1.一種基于多級緩存的數(shù)據(jù)讀/寫方法，其特征在于，包括：

獲取讀/寫數(shù)據(jù)所針對的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址；

獲取所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一緩存位置屬性；所述第一緩存位置屬性用于指示第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所能進入緩存的級別；

根據(jù)所述第一查詢地址，按照所述第一緩存位置屬性所指示的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所能進入的緩存級別從高到低的順序依次查詢緩存是否命中，直至一個緩存命中或所有緩存均未命中為止；

若一個緩存命中，則針對所命中緩存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)；或，若所有緩存均未命中，則針對內(nèi)存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一緩存位置屬性為根據(jù)第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的被訪問情況，在頁表緩存TLB中為所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所設(shè)定的；

所述獲取所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一緩存位置屬性包括：

根據(jù)頁表緩存TLB中存儲的物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的屬性信息，查詢所述第一查詢地址對應(yīng)的第一緩存位置屬性；所述TLB中存儲有物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的屬性信息，其中包括：物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的查詢地址、物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的緩存位置屬性的對應(yīng)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一緩存位置屬性為根據(jù)第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的被訪問情況，在系統(tǒng)寄存器中為所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所設(shè)定的；

所述獲取所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一緩存位置屬性包括：

讀取當(dāng)前系統(tǒng)寄存器中存儲的緩存位置屬性，并其作為所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一緩存位置屬性；所述系統(tǒng)寄存器用于存儲緩存位置屬性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對所命中緩存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)包括：

通過與所命中緩存間的直接數(shù)據(jù)通路，針對所命中緩存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢進行讀/寫數(shù)據(jù)；

或者，所述針對內(nèi)存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)包括：

通過與內(nèi)存間的直接數(shù)據(jù)通路，針對內(nèi)存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，在讀數(shù)據(jù)時，

若所命中緩存的級別是所述第一緩存位置屬性指示的所能進入緩存級別中的非最高級別，則所述方法還包括：在所述第一緩存位置屬性指示的所能進入的緩存級別中，將需要讀的數(shù)據(jù)回填到級別高于所命中緩存的級別的緩存；或者，

若所命中緩存的級別是所述第一緩存位置屬性指示的所能進入緩存級別中的最高級別，則不向其他緩存回填數(shù)據(jù)；或者，

若所有緩存均未命中，則所述方法還包括：將需要讀的數(shù)據(jù)回填到所述第一緩存位置屬性指示的所能進入的緩存中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，在寫數(shù)據(jù)時，針對所命中緩存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊寫數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：

若所寫的數(shù)據(jù)為共享數(shù)據(jù)，則在所述第一緩存位置屬性指示的所能進入的緩存級別中，向級別等于和/或低于所命中緩存的級別的其他緩存發(fā)起共享數(shù)據(jù)一致性請求。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述第一緩存位置屬性標(biāo)識第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所能進入緩存級別中的最高級別，或者標(biāo)識第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊不能進入的緩存級別。

8.一種基于多級緩存的數(shù)據(jù)讀/寫裝置，所述裝置為包括多級緩存的中央處理器CPU，其特征在于，包括：

第一獲取單元，用于獲取讀/寫數(shù)據(jù)所針對的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址；

第二獲取單元，用于獲取所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一緩存位置屬性；所述第一緩存位置屬性用于指示第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所能進入緩存的級別；

查詢單元，根據(jù)所述第一獲取單元得到的所述第一查詢地址，按照第二獲取單元得到的所述第一緩存位置屬性所指示的所述第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊所能進入的緩存級別從高到低的順序依次查詢緩存是否命中，直至一個緩存命中或所有緩存均未命中為止；

讀寫單元，用于若一個緩存命中，則針對所述查詢單元所命中緩存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)；或，若所述查詢單元的查詢結(jié)果為所有緩存均未命中，則針對內(nèi)存中的第一物理內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的第一查詢地址讀/寫數(shù)據(jù)。