[發明專利]讀取數據的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710124141.8
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108536473B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 蔡衛光;方磊;李偉
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 蘭春娥;毛威

本申請提供了一種讀取數據的方法和裝置，該方法包括：處理器設備確定第一讀load指令之后存在第一寫store指令，且該第一load指令訪問的物理地址與該第一store指令訪問的物理地址相同；該處理器設備向緩存管理設備發送攜帶附加信息的該第一load指令，該附加信息用于指示在對該物理地址執行該第一load指令之后，還要執行該第一store指令，以便于該緩存管理設備根據攜帶該附加信息的該第一load指令，向主存管理設備發送用于請求對該物理地址執行讀操作和寫操作的讀寫請求消息。本申請提供的讀取數據的方法和裝置，能夠減少緩存一致性過程中的通信開銷，降低通信復雜度。

技術領域

本申請涉及計算機領域，并且更具體地，涉及計算機領域中讀取數據的方法和裝置。

背景技術

在多處理器系統中，每個處理器都帶有各自的擴展內存，處理器之間通過互聯接口形成多處理器系統，現代處理器大多采用了緩存機制，將主存的共享存儲空間中的數據存儲在本地的緩存中，以加速多處理器核獲取數據，其中，主存通過主存管理設備管理其存儲空間的數據訪問，處理器通過緩存管理設備管理其緩存的數據訪問。當一個多線程的應用程序運行在一個多處理器系統時，多個線程通常運行在不同的處理器核內。當多個處理器共享了主存的存儲空間中的某個數據時，它們對該數據的訪問(讀取操作和寫入操作)必須保持一致性，即上述多個處理器之間通過緩存一致性協議，維護數據一致性。

處理器的應用程序中經常存在“讀-修改-寫”(Read-Modify-Write)這樣的操作指令序列。當該處理器的緩存管理設備在執行某個數據的讀操作時，發現該數據并未在該處理器的緩存中存儲，該緩存管理設備會向主存管理設備發出共享讀取(ReadShared)請求，主存管理設備從主存的存儲空間內讀取該數據，將數據以共享態發送給該緩存管理設備存，該緩存管理設備將該數據存入處理器的緩存。

然后，當處理器對數據進行了修改，再次準備寫入到緩存內時，此時盡管緩存內存在該數據的復本，但該數據處于共享態，只能對該數據進行讀取操作。為了保證寫入操作的順利進行，該緩存管理設備需要向主存管理設備發出狀態升級請求(Upgrade_StoE)請求，即請求主存管理設備將記錄的該數據在緩存內的狀態從共享態提升為獨占態，才能對該數據進行寫操作。該主存管理設備在收到升級讀寫請求后，會將主存儲設備中記錄的該數據在緩存內的狀態由共享態更改為獨占態，并將其他處理器的緩存中讀取的該數據無效化，以保證所有處理器的緩存一致性，這時該處理器可以對該數據進行寫操作。

可以看到，針對一個完整的Read-Modify-Write過程，某個處理器的緩存管理設備需要發出兩次緩存一致性請求(ReadShared和Upgrade_StoE)才能完成這個過程，而Read-Modify-Write過程在應用程序進程中非常常見，因此如果主存包括多個處理器，那么對于緩存管理設備和主存管理設備來說通信開銷會非常大，從而通信復雜度也很高。

發明內容

本申請提供的讀取數據的方法和裝置，能夠減少通信開銷，從而降低通信復雜度。

第一方面，本申請提供了一種讀取數據的方法，該方法包括：

處理器設備確定第一讀load指令之后存在第一寫store指令，且該第一load指令訪問的物理地址與該第一store指令訪問的物理地址相同；

該處理器設備向緩存管理設備發送攜帶附加信息的該第一load指令，該附加信息用于指示在對該物理地址執行該第一load指令之后，還要執行該第一store指令，以便于該緩存管理設備根據攜帶該附加信息的該第一load指令，向主存管理設備發送用于請求對該物理地址執行讀操作和寫操作的讀寫請求消息。

應理解，當進行運行在處理器設備上時會產生指令序列，指令序列指的是由處理器設備產生的具有時間上的先后順序的指令，這些指令按照產生的先后順序依次被執行。