[發明專利]用于數據處理系統中的緩存一致性的探聽過濾器

有效

• 申請號: 201611040746.0
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN107038123B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 詹姆師德·加拉;馬克·戴維·沃克海瑟
• 申請（專利權）人: ARM有限公司
• 主分類號: G06F12/0815
• 分類號: G06F12/0815
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 林強

本公開涉及用于數據處理系統中的緩存一致性的探聽過濾器。一種具有訪問共享數據資源的兩個或更多個處理器的數據處理系統及其操作方法被提供。本地緩存中存儲的數據被標記為處于“獨有臟”、“共享臟”、“獨有干凈”或者“無效”狀態。探聽過濾器監視由處理器對共享數據資源的訪問，并且包括被配置為維護緩存一致性的探聽過濾器緩存和探聽過濾器控制邏輯。探聽過濾器緩存不對存儲處于“共享臟”狀態的數據塊的任何本地緩存進行標識，使得探聽過濾器緩存大小更小并且簡化了探聽控制邏輯。數據處理系統由硬件描述語言的指令來定義。

技術領域

本公開涉及數據處理系統，更具體地涉及用于數據處理系統中的緩存一致性的探聽過濾器。

背景技術

諸如片上系統(SoC)之類的數據處理系統可包含多個處理器核心、多個數據緩存、以及共享數據資源。例如在共享存儲器系統中，每個處理器核心可對單個共享地址空間進行讀和寫。緩存一致性是包括一個或多個緩存以及不止一個裝置共享單個緩存區中的數據的任何系統中存在的議題。包括多個緩存的系統存在兩個潛在問題。第一，存儲器可在緩存的裝置已經取走復本之后(被另一裝置)更新。此時，緩存內的數據是過期的或者無效的，并且不再包含最新的數據。第二，包括回寫式緩存的系統必須對以下情形進行處理：其中，裝置對本地緩存的復本進行寫入，此時存儲器不再包含最新的數據。讀取存儲器的第二裝置將看到過期的(陳腐的)數據。

監視數據事務的探聽過濾器可被用于確保緩存一致性。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種數據處理系統中的數據傳輸的方法，該數據處理系統具有共享數據資源和多個節點的網絡，共享數據資源能由網絡中的多個請求節點經由網絡的歸屬節點來進行訪問，所述方法包括：響應于在歸屬節點處從多個請求節點中的第一請求節點接收的、針對存儲在共享數據資源中的系統地址處的數據的讀請求，確定所請求的數據是被存儲在歸屬節點的緩存中還是被存儲在多個請求節點中一個或多個第二請求節點的本地緩存中；當所請求的數據未被存儲在歸屬節點的緩存中而是被存儲在一個或多個第二請求節點的本地緩存中時，向一個或多個第二請求節點發送探聽以請求所述數據；當響應于探聽而數據被返回時，用返回的數據填充歸屬節點的緩存，在所述緩存中把該數據標記為“臟”，并且更新歸屬節點的探聽過濾器以指示第一請求節點具有數據的復本；以及向第一請求節點轉發返回的數據，當所請求的數據未被存儲在歸屬節點的緩存中或者一個或多個第二請求節點的本地緩存中時，從共享數據資源取回所請求的數據；更新歸屬節點的探聽過濾器以指示第一請求節點具有數據的復本；以及向第一請求節點轉發所取回的數據，當所請求的數據被存儲在歸屬節點的緩存中時，更新歸屬節點的探聽過濾器以指示第一請求節點具有數據的復本；以及向第一請求節點轉發所取回的數據。

根據本發明的第二方面，提供一種用于數據處理系統的探聽過濾器，所述數據處理系統還包括：多個處理器，每個處理器具有本地緩存和緩存控制器；共享數據資源；以及系統緩存，其中探聽過濾器監視由多個處理器對共享數據資源的訪問，并且其中探聽過濾器包括：探聽過濾器控制邏輯，該探聽過濾器控制邏輯能操作以與多個處理器的緩存控制器通信；以及探聽過濾器緩存，該探聽過濾器緩存能操作以針對多個處理器中的處理器的本地緩存中的每個數據塊存儲以下各項：標識數據塊的標簽；數據塊處于“獨有臟”、“共享臟”、“獨有干凈”或者“無效”狀態的指示；以及表明哪些本地緩存共享數據塊的復本的存在性向量，其中探聽過濾器緩存不對存儲處于“共享臟”狀態的數據塊的任何本地緩存進行標識，并且其中探聽過濾器控制邏輯被配置為執行如根據第一方面所述的方法。

根據本發明的第三方面，提供一種包括硬件描述語言的指令的非暫態計算機可讀介質，所述指令定義如根據第二方面所述的數據處理系統。