[發明專利]清空高速緩沖存儲器內容的裝置

無效

• 申請號: 96107629.1
• 申請日: 1996-06-17
• 公開（公告）號: CN1084896C
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發明（設計）人: 野末浩志;增淵美生
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G06F12/00
• 分類號: G06F12/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 董江雄,鄒光新

本發明涉及帶有高速緩沖存儲器的計算機系統，更具體地說涉及對高速緩沖存儲器內容的清空。

暫存處理器用的數據的高速緩沖存儲器被廣泛地用來提高計算機系統的速度。當前的高速處理器采用大容量的返回復制(copy-back)型高速緩沖存儲器。

返回復制型高速緩沖存儲器的特征在于以下方面。當處理器執行存儲指令時，被更新的數據并不寫入主存儲器，而是僅保存在高速緩沖存儲器中。有時在下面的三種情況下被更新的數據寫回主存儲器。

一種情況是新數據必須存儲在被更新數據的高速緩沖存儲器的高速緩沖塊中，這稱為替換。另一種情況是在與另一高速緩沖存儲器或I/O設備相連的系統總線上發布相關的讀命令。第三種情況是由于某些原因必須回寫被更新的數據?；貙懖僮饕步凶鞲咚倬彌_存儲器清空操作。

例如，有許多I/O設備不支持相關的讀命令。這些I/O設備僅使用非相關的讀命令，它們只可以從主存儲器中讀數據，即使被更新的數據可能存在于高速緩沖存儲器中。因此，在處理器使這種I/O設備讀適當的數據之前，處理器必須將被更新的數據從高速緩沖存儲器中寫回主存儲器中。

一些檢查點/重算計算機系統也需要第三種回寫操作。這些系統周期性地在主存儲器中寫檢查點。檢查點是這樣一種狀態，當出現故障時，計算機系統可以從上述狀態重新開始數據處理。

當出現故障時，計算機系統將主存儲器返回到上一個檢查點，并利用記錄在主存儲器中的信息重新開始處理數據。對這種計算機而言，高速緩沖存儲器中所有的被更新數據在每個檢查點必須寫回到主存儲器中。

第三種回寫操作在現有技術中是通過影響高速緩沖存儲器的處理器指令完成的。

例如，圖1表示在MIPS?R4000處理器情況下回寫操作的主循環。執行循環一次使高速緩沖存儲器的一個高速緩沖塊無效。被更新數據(如果有的話)寫回到主存儲器中，然后高速緩沖塊的狀態變為無效。

如果高速緩沖塊不包含被更新數據時，那么執行循環一次需要六個處理器周期或三個總線周期，如果高速緩沖塊包含被更新數據時，需要更多的周期。

由于高速緩沖存儲器的容量非常大，所以對高速緩沖存儲器的全部高速緩沖塊的高速緩沖存儲器清空操作需要很長的時間。在這一高速緩沖存儲器清空操作期間，處理器不能對任何數據進行處理。

本發明的一個目的是縮短計算機系統的處理器進行高速緩沖存儲器清空操作所需的時間。

本發明的再一個目的是提供一種改進了系統性能的高速緩沖存儲器清空設備。

本發明的上述目的是通過提供一種清空高速緩沖存儲器的內容的計算機系統達到的，該系統包括帶有返回復制型高速緩沖存儲器的處理器，該處理器具有總線窺探功能；主存儲器；將處理器與主存儲器相連的系統總線；與系統總線相連的監視器裝置，用于監視系統總線上的總線命令；對監視器裝置作出響應的存儲裝置，用于當高速緩沖存儲器的數據更新時存儲對應于被更新數據的物理地址和表示高速緩沖存儲器中的數據處于更新狀態的狀態信息；讀出裝置，用于當高速緩沖存儲器的被更新數據存儲在主存儲器中時讀出存儲在存儲裝置中的狀態信息；以及與系統總線相連的命令輸出裝置，如果狀態信息表示高速緩沖存儲器中的數據已經被處理器修改，那么該輸出裝置輸出無效總線命令，請求被更新數據從高速緩沖存儲器傳輸到主存儲器中。

根據本發明的另一方面提供了一種清空高速緩沖存儲器的內容的方法，該方法包括以下步驟：監視系統總線上的總線命令；當高速緩沖存儲器的數據更新時，在存儲裝置中存儲對應于被更新數據的物理地址和表示高速緩沖存儲器中的數據處于更新狀態的狀態信息；當高速緩沖存儲器的被更新數據存儲在主存儲器中時讀出存儲的狀態信息；以及如果高速緩沖存儲器中的數據已經被處理器修改，那么向系統總線輸出無效總線命令，請求被更新數據從高速緩沖存儲器傳輸到主存儲器中。

從以下詳細描述中，本發明的其它目的、特征和優點將變得一目了然。然而應理解，由于本發明的精神和范圍內的各種改變和修改對本領域的一般技術人員來說通過閱讀以下的詳細描述將是顯而易見的，所以雖然詳細描述和具體例子表示本發明的最佳實施例，但是它們只是為了說明的目的。

圖1是說明現有技術的高速緩沖存儲器清空操作的程序的一個

實施例；

圖2是根據本發明的一個實施例的計算機系統的框圖；

圖3是說明當計算機系統正常運行時本發明的高速緩沖存儲器清空設備的操作的流程圖；

圖4是說明根據處理器的指令本發明的高速緩沖存儲器清空設備的操作的流程圖；