[發明專利]用于利用MONITOR和MWAIT架構的用戶級線程同步的方法和設備

在審

• 申請號: 201680068785.3
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN108351781A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: B.C.查芬;R.J.克彥科;A.索達尼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F12/02;G06F12/0811
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐予紅;張金金

指令和邏輯提供利用MONITOR和MWAIT指令的用戶級線程同步。處理器中的一個或多個模型特定寄存器（MSR）可以被配置處于第一執行狀態以指定對用戶級線程同步架構的支持。實施例包括多個硬件線程或處理核；對應的監視地址狀態存儲裝置，用以存儲發布MONITOR請求的多個執行線程中的每個的最后監視地址；高速緩沖存儲器，用以記錄針對存儲器存儲位置的地址的關聯狀態和MONITOR請求，以及響應于接收到對該地址的MWAIT請求，記錄與MWAIT請求關聯的執行核的監視地址的關聯等待?到?觸發狀態；其中，當所述一個或多個MSR被配置處于所述第一執行狀態時，響應于接收到所述MWAIT請求，所述執行核要將請求線程轉變到優化的睡眠狀態。

相關申請交叉引用

本申請與2007年12月28日提交的，現為美國專利No. 9,081,687的題為“Method andApparatus for MONITOR and MWAIT in a Distributed Cache Architecture”申請序列No.11 / 966,806相關。

技術領域

本公開涉及處理邏輯、微處理器和關聯的指令集架構的領域，其在由處理器或其它處理邏輯執行時，執行邏輯、數學或其它功能操作。具體地，本公開涉及利用MONITOR和MWAIT架構的用戶級線程同步。

背景技術

現代高性能微處理器可以具有許多執行核和多級高速緩沖存儲裝置。因此，存在對于這些組件之間的較高互連帶寬的日益增長的需求。提供此類較高互連帶寬的一種技術涉及利用通過共享互連對分布式高速緩存的多個部分的并行訪問的分布式高速緩存分區。

一些現代高性能微處理器的另一方面包括多線程軟件和硬件以及通過共享存儲器的線程同步。通過共享存儲器提供線程同步的兩個指令的示例將會是IntelCorporation的SSE3指令集的MONITOR和MWAIT指令。MONITOR定義了用于監視回寫存儲的地址范圍。MWAIT用于指示執行線程正等待要寫入由MONITOR指令定義的地址范圍的數據。然后，在數據寫入監視地址范圍時，線程可以轉變成低功率狀態，并等待由監視喚醒事件通知。

當上面提到的兩種技術為處于0（零）特權級的MONITOR和MWAIT請求保留時，出現附加挑戰。例如，使用MONITOR和MWAIT的任何線程同步和/或功率管理（其將會涉及系統調用）可能引入瓶頸并不利地影響線程同步和/或功率管理的性能。

迄今，通過MONITOR和MWAIT指令來實現線程同步的、解決這些挑戰的有效技術，及此類性能限制問題的潛在解決方案以及設計、驗證和其它復雜性尚未充分探索。

附圖說明

在附圖的圖形中作為示例示出且不是限制示出本發明。

圖1A是執行MONITOR和MWAIT指令以提供用戶級線程同步的系統的一個實施例的框圖。

圖1B是執行MONITOR和MWAIT指令以提供用戶級線程同步的系統的另一實施例的框圖。

圖1C是執行MONITOR和MWAIT指令以提供用戶級線程同步的系統的另一實施例的框圖。

圖2是執行MONITOR和MWAIT指令以提供用戶級線程同步的處理器的一個實施例的框圖。

圖3A示出了根據一個實施例的打包數據類型。

圖3B示出了根據一個實施例的打包數據類型。

圖3C示出了根據一個實施例的打包數據類型。

圖3D示出了用以提供根據一個實施例的利用MONITOR和MWAIT指令的用戶級線程同步的指令編碼。

圖3E示出了根據另一實施例的提供利用MONITOR和MWAIT指令的用戶級線程同步的指令編碼。