[發(fā)明專利]面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711473691.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108170544B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬勝;王志英;何錫明;陸洪毅;沈立;陳微;劉文杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/54
• 分類號(hào): G06F9/54
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長(zhǎng)清;胡君

1.一種面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于，該方法包括：執(zhí)行數(shù)據(jù)無沖突的并行程序過程中，CPU執(zhí)行訪存指令時(shí)，識(shí)別共享數(shù)據(jù)請(qǐng)求并收集共享數(shù)據(jù)被訪問的歷史信息，所述共享數(shù)據(jù)被訪問的歷史具體為共享數(shù)據(jù)被訪問的次數(shù)，當(dāng)在接收到同步指令的同步點(diǎn)時(shí)，根據(jù)收集的所述共享數(shù)據(jù)被訪問的歷史信息對(duì)過期的共享數(shù)據(jù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)更新或失效操作，以及暫停本地cache控制器的訪存請(qǐng)求，其中對(duì)判定為第一類的共享數(shù)據(jù)執(zhí)行動(dòng)態(tài)更新操作，對(duì)判定為第二類的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行失效操作，所述第一類的共享數(shù)據(jù)為被多次訪問的共享數(shù)據(jù)，所述第二類共享數(shù)據(jù)為不常被訪問的共享數(shù)據(jù)；

所述識(shí)別共享數(shù)據(jù)請(qǐng)求具體包括：在訪存請(qǐng)求攜帶的TLB表中添加一個(gè)P域以標(biāo)志當(dāng)前頁面數(shù)據(jù)為私有數(shù)據(jù)或共享數(shù)據(jù)，當(dāng)CPU執(zhí)行訪存指令時(shí)，通過訪問所述TLB表進(jìn)行虛實(shí)地址轉(zhuǎn)換，根據(jù)所述TLB表中P域的信息識(shí)別共享數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述TLB表中還添加一個(gè)keeper域，通過所述keeper域標(biāo)記當(dāng)前頁面數(shù)據(jù)的共享者，即第一個(gè)訪問對(duì)應(yīng)頁面的核；當(dāng)所述TLB表缺失時(shí)，由CPU訪問頁表，若所述頁表缺失，則由操作系統(tǒng)分配新的頁面并設(shè)置頁面為私有頁面，其中如果頁面不是首次訪問且所述keeper域和當(dāng)前訪問的CPU不一致，進(jìn)行頁面的切換使變成共享頁面，將更新的共享信息的頁表項(xiàng)插入到所述TLB表中，完成頁面粒度的私有共享數(shù)據(jù)的劃分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于：具體配置一個(gè)DSUL模塊，由所述DSUL模塊識(shí)別共享數(shù)據(jù)請(qǐng)求，并在識(shí)別到共享數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行記錄以收集共享數(shù)據(jù)的歷史訪問信息，以及在同步點(diǎn)時(shí)暫停本地cache控制器的訪存請(qǐng)求，并觸發(fā)cache控制器對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新或失效操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于：所述cache控制器對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新時(shí)，具體由cache控制器發(fā)送更新請(qǐng)求到下一級(jí)的cache以獲取最新的數(shù)據(jù)；所述cache控制器對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行失效操作時(shí)，具體直接作廢干凈的數(shù)據(jù)塊，并把臟的數(shù)據(jù)塊寫入到下一級(jí)cache中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于：當(dāng)所有的共享數(shù)據(jù)被更新或失效掉后，cache控制器發(fā)送通知信號(hào)給所述DSUL模塊，所述DSUL模塊重新發(fā)送暫停的訪存指令給cache控制器，使訪存指令開始正常執(zhí)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于：所述DSUL模塊中配置一個(gè)共享數(shù)據(jù)閾值，當(dāng)記錄的共享數(shù)據(jù)量超過所述共享數(shù)據(jù)閾值時(shí)，觸發(fā)cache控制器對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行失效操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于：所述DSUL模塊每次執(zhí)行在動(dòng)態(tài)更新操作后，清空共享數(shù)據(jù)的歷史信息，以收集兩個(gè)同步點(diǎn)之間的共享數(shù)據(jù)的歷史信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的面向數(shù)據(jù)無沖突程序的共享數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方法，其特征在于，該方法的具體步驟包括：

S1. CPU執(zhí)行訪存指令時(shí)，CPU通過TLB表進(jìn)行虛實(shí)地址的轉(zhuǎn)換后生成帶有私有或共享標(biāo)識(shí)信息的訪存請(qǐng)求；

S2. CPU向cache發(fā)送訪存請(qǐng)求，由DSUL模塊對(duì)識(shí)別各個(gè)所述訪存請(qǐng)求的類型進(jìn)行識(shí)別，如果為同步請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟S3；否則判斷請(qǐng)求數(shù)據(jù)是否為共享數(shù)據(jù)，如果為共享數(shù)據(jù)，DSUL模塊更新對(duì)應(yīng)共享數(shù)據(jù)塊的CPU訪問次數(shù)；轉(zhuǎn)入執(zhí)行步驟S4；

S3. DSUL模塊暫停當(dāng)前同步請(qǐng)求，觸發(fā)L1 cache 更新判定為最常被訪問的共享數(shù)據(jù)，以及失效L1 cache中判定為不常訪問的共享數(shù)據(jù)，更新與失效操作完成之后，DSUL模塊重新發(fā)送暫停的訪存指令給cache控制器；

S4. 讀取數(shù)據(jù)后返回?cái)?shù)據(jù)，結(jié)束當(dāng)前訪存操作。