[發(fā)明專利]陷阱處理期間的協(xié)作線程陣列的粒度上下文切換

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310741943.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103902369A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 格拉爾德·F·路易斯;菲利普·亞歷山大·夸德拉;盧克·杜蘭特;瑟利斯·加德雷;羅伯特·奧哈內(nèi)西安;蘭基·V·姍;王若凡;阿蒂爾·丹斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 輝達(dá)公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/38
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;謝栒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及并行處理器架構(gòu)，尤其涉及陷阱處理期間的協(xié)作線程陣列的粒度上下文切換。

背景技術(shù)

在計(jì)算機(jī)架構(gòu)中，陷阱指令是一種中斷當(dāng)前運(yùn)行的程序的指令。程序會(huì)出于各種原因而發(fā)生中斷。常見的陷阱出現(xiàn)的示例可以包括針對更多信息的系統(tǒng)調(diào)用，或者指示計(jì)算機(jī)等待用戶輸入（例如，按壓鍵盤上的按鍵）。陷阱響應(yīng)于錯(cuò)誤出現(xiàn)的示例可以包括試圖執(zhí)行諸如除以零的非法計(jì)算機(jī)運(yùn)算，或者訪問無效存儲(chǔ)器位置。此外，陷阱指令可以由編程人員出于調(diào)試的目的而手工插入。

當(dāng)遇到陷阱指令時(shí)，執(zhí)行被稱作陷阱處理例程（trap?handling?routine）的專用程序（例如，通過使得程序計(jì)數(shù)器指向陷阱處理例程，其也被稱作陷阱處理程序（trap?handler））。在執(zhí)行陷阱處理例程時(shí)通常執(zhí)行上下文切換。通常，上下文切換描述了存儲(chǔ)和恢復(fù)處理單元的狀態(tài)以使得稍后能夠從中斷點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行程序的執(zhí)行的計(jì)算處理。

在并行處理系統(tǒng)中，其中多個(gè)線程跨作為單個(gè)邏輯單元(被稱為協(xié)作線程陣列)的不同執(zhí)行單元而被同時(shí)處理，單個(gè)線程（此后稱作“陷阱線程（trapping?thread）”）中所遇到的陷阱導(dǎo)致了所有執(zhí)行線程的上下文切換。這樣的情形并不期望見到，原因在于陷阱線程以外的執(zhí)行線程中的上下文切換導(dǎo)致計(jì)算機(jī)資源被不必要地消耗并且使得非陷阱線程的執(zhí)行減速。

因此，本領(lǐng)域需要一種在并行處理器中高效操作的陷阱處理例程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例給出了一種用于處理線程中遇到的陷阱的方法，該線程是在多個(gè)執(zhí)行單元中執(zhí)行的線程陣列的一部分。該方法包括利用與該線程相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符更新數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以指示在該線程陣列的執(zhí)行期間出現(xiàn)的陷阱。而且在該方法中，線程執(zhí)行包括上下文切換的陷阱處理例程。作為該陷阱處理例程的一部分而針對該線程陣列中的至少一個(gè)線程執(zhí)行上下文切換，同時(shí)允許其余線程陣列在上下文切換之前退出該陷阱處理例程。

其它實(shí)施例包括但并不局限于一種包括使得處理單元能夠?qū)嵤┧_方法的一個(gè)或多個(gè)方面的指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以及被配置為實(shí)施所公開方法的一個(gè)或多個(gè)方面的系統(tǒng)。

所公開技術(shù)的一個(gè)優(yōu)勢在于，陷阱處理例程在并行處理器中高效地進(jìn)行操作。

附圖說明

因此，通過參考實(shí)施例，可以獲得本發(fā)明以上所引用的特征能夠被詳細(xì)理解的方式，以上簡要概括的本發(fā)明的更為特定的描述，一些實(shí)施例在附圖中進(jìn)行圖示。然而，所要提到的是，附圖僅圖示了本發(fā)明的典型實(shí)施例而因此并非要被理解為對其范圍進(jìn)行限制，對于本發(fā)明而言，可以認(rèn)可其它等同有效的實(shí)施例。

圖1是圖示被配置為實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于圖1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行處理子系統(tǒng)的框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2的通用處理集群內(nèi)的流式多處理器的一部分的框圖；

圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在流式多處理器中執(zhí)行的協(xié)作線程陣列（CTA）中的一系列線程束的框圖；

圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在流式多處理器中執(zhí)行的協(xié)作線程陣列（CTA）中的一系列線程束的框圖；

圖6A是圖示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的陷阱原因表格（TRT）的框圖；

圖6B給出了描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于執(zhí)行TRT條目更新的處理的方法步驟的流程圖；

圖6C-6D給出了描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于執(zhí)行陷阱處理例程的處理的方法步驟的流程圖；和

圖7給出了描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于處理陷阱的方法步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，給出了多個(gè)具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明更為全面的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)顯而易見的是，本發(fā)明可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下進(jìn)行實(shí)踐。

系統(tǒng)概述