[發(fā)明專利]L2中AMO指令的實現(xiàn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210671698.4
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN115016940A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李長林;劉磊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東賽昉科技有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 崔雙雙

1.一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1初始化，amo請求從core發(fā)出，并allocate一個cwq entry項，請求贏得仲裁后，上pipeline；

S2命中tag_ram并且dirty的數(shù)據(jù)在core中，則Allocate ORQ CSQ；

S3由CSQ向core發(fā)出snoop請求，并拿到dirty的數(shù)據(jù)，判斷是否支持csq bypass數(shù)據(jù)，并進行相應(yīng)的處理；

S4ORQ上pipeline，完成amo的modify功能，并將該cacheline的原始值返回給core，把modify之后的數(shù)據(jù)寫入L2 cache中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，若不支持csq bypass數(shù)據(jù)時，在S2后，CSQ上pipeline，更新L2 tag_ram和data_ram。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，ORQ上pipeline從dataram中讀取到剛剛CSQ snoop所得到dirty數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，若支持csq bypass數(shù)據(jù)時，在S2后，Csq直接把snoop到的dirty數(shù)據(jù)bypass給orq。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，L2進行工作時包括以下步驟：

T1接收來自core和外部extend的請求，同時收來自CRQ CWQ EPQ ORQ EFQ CPQ的請求，并選出其中的一個請求進入pipeline；

T2根據(jù)請求的類型和當前L2中TAG信息及MESI狀態(tài)信息，生成相關(guān)分配方案；

T3通過L2向下游memory發(fā)出讀請求或?qū)懻埱螅⒂上掠蝝emory返回reload data回填到EFQ；

T4通過EFQ上L2de pipeline，將reload回來的數(shù)據(jù)寫入L2$中，同時將數(shù)據(jù)return給請求的core。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，L2接收來自core和外部extend的請求，包括接收來自core的read請求，放在CRQ中；接收來自core的write請求，放在CWQ中；接收來自外部的probe請求，放在EPQ中。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，在pipeline中，根據(jù)請求的類型，和當前L2中TAG信息及MESI狀態(tài)信息確定：是否可以直接寫入L2；是否可以直接return data給請求方；是否需要向下游memory reload數(shù)據(jù)或權(quán)限；是否需要產(chǎn)生evict；是否需要向下游memory write數(shù)據(jù)；是否需要probe core；如果判斷需要向下游memory reload數(shù)據(jù)或權(quán)限，則分配一個ORQ；如果判斷需要向下游memory write數(shù)據(jù)，則分配一個WRQ；如果判斷需要probe core，則分配一個CPQ,L2向core發(fā)出probe請求，都是通過CPQ來完成。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，通過L2向下游memory發(fā)出讀請求，則通過ORQ發(fā)出，向下游memory讀取到數(shù)據(jù)并拿到該數(shù)據(jù)對應(yīng)的權(quán)限；通過L2向下游memory發(fā)出寫請求，則通過WRQ，將數(shù)據(jù)從L2中寫到下一級memory中。

9.一種L2中AMO指令的實現(xiàn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8任一項所述的L2中AMO指令的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括probe、eviction、TAG RAM、DATA RAM、CRQ、CWQ、EPQ、ORQ、WRQ、EFQ和CPQ。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所示的一種L2中AMO指令的實現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述probe用于窺視和監(jiān)聽，將core中dirty的數(shù)據(jù)probe下來或者為了拿到E權(quán)限，把core中的MESI狀態(tài)信息進行修改；

所述eviction，用于保持cache中保存的數(shù)據(jù)相對新的數(shù)據(jù)，在cache中需要把數(shù)據(jù)替換出去時產(chǎn)生；

所述TAG RAM用于記錄cacheline的addr及該cacheline在L2和所有的L2 CORE中的MESI狀態(tài)信息；

所述DATA RAM用于記錄cacheline的數(shù)據(jù)信息；

所述CRQ用于接收來自core的read請求存放的隊列；

所述CWQ用于接收來自core的write請求的隊列；

所述EPQ用于接收來自外部的probe請求的隊列；

所述ORQ，用于在一個在L2中的請求，上L2 pipeline后，發(fā)現(xiàn)本cache中該cacheline不存在或該cacheline的在本cache中的訪問權(quán)限不夠時，則需要申請一個ORQ，通過ORQ向下一級memory reload數(shù)據(jù)并拿到相應(yīng)的權(quán)限；

所述WRQ，用于在L2需要把某條cacheline給寫到下一級memory，則申請要給WRQ，通過WRQ將數(shù)據(jù)寫入下一級memory；

所述EFQ用于在由reload數(shù)據(jù)回填L2的時候，先把數(shù)據(jù)回填寫入EFQ中，然后通過EFQ上L2的pipeline將數(shù)據(jù)寫入L2$同時將數(shù)據(jù)return給請求模塊；

所述CPQ用于將probe相應(yīng)的core,probe請求則先存放在CPQ中，然后通過CPQ向?qū)?yīng)的core發(fā)出probe請求。