[发明专利]一种基于随机扰动的防饿死访存请求唤醒方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到面向多核处理器中访存请求的调度方法领域，特指一种基于随机扰动的防饿死访存请求唤醒方法。

背景技术

在多核处理器中，Cache提高了处理器核与存储器间数据交换的能力，但由于多个处理器核同时缓存同一数据块副本，也带来了数据不一致现象，给存储器层次设计增加了困难，这就是所谓的Cache一致性问题。

基于目录的Cache一致性协议是目前很多处理器所采用的解决方法，它通过专用的目录项来记录和跟踪数据块的状态，从而清楚地知道哪些Cache应该对请求做出何种操作。在目录项中，数据块的“忙”状态是不可避免的一种状态，表明当前的目录项不能处理其他的访存请求，必须要等待使该项置“忙”的请求完成。

当从Cache来的访存请求遇到目录项为忙时，通常的处理方法是拒绝该请求的处理，直接将该请求返回到请求源，迫使请求源在适当的时机重发该请求。这种处理方法的好处是思路简单直接、易于硬件实现，缺点是将访存请求打回到请求源，不仅占用了宝贵的网络带宽，增加了访存延时，而且容易出现某些请求被反复打回而长期得不到处理造成饥饿的现象。

为了解决这些问题，传统的方法是在请求报文和目录项中都增设优先级。当请求报文被多次打回后，其请求报文中的优先级和目录项中的优先级都会逐渐增加，这时低于目录项中优先级的请求（表明是新接收到的请求）就会被拒绝处理，直到高优先级的请求被处理完毕。这种处理方法虽然可以避免请求的饿死现象，但却增加了请求报文和目录项的宽度，由于一个系统中目录项数比较多，由此带来的硬件代价增加往往比较大，并且仍然有较多的低优先级请求报文被打回而得不到及时处理，浪费了网络带宽，增加了访存延时。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够消除访存请求的饿死现象、降低访存延时、减小硬件开销和网络带宽占用的基于随机扰动的防饿死访存请求唤醒方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于随机扰动的防饿死访存请求唤醒方法，当从Cache来的访存请求遇到目录项为忙时，令暂时不能处理的访存请求进入休眠状态，然后通过随机扰动的请求方式将处于休眠状态的访存请求唤醒，使其重新进入请求处理流水线。

作为本发明的进一步改进：

在访存请求处理部分设置一个休眠请求缓存队列SRQ，暂时不能处理的访存请求进入休眠请求缓存队列SRQ并处于休眠状态；在休眠请求缓存队列SRQ中等待的请求，从休眠请求缓存队列SRQ的出口按顺序被唤醒。

在休眠请求缓存队列SRQ出口的请求不是直接进入到请求处理流水线，而是再继续等待一个随机延时值后再进入请求处理流水线。

在休眠请求缓冲队列SRQ的出口处设置一个随机数发生器，随机数发生器用来产生休眠唤醒的随机扰动延时值。

在所述随机数发生器的输出端设置一个计数器，所述计数器打入随机数发生器产生的随机值作为初始值，当休眠请求缓冲队列SRQ中有请求需要被唤醒时，计数器开始倒计时；计数器值为0时，该请求被唤醒。

在所述请求处理流水线中协议处理器的入口处增加一个请求仲裁器，请求仲裁器用来对请求处理流水线中输入请求缓冲器的请求和休眠请求缓冲队列SRQ中的请求进行仲裁。

在所述请求仲裁器中，来自休眠请求缓冲队列SRQ的请求具体更高的优先级，即只要有来自休眠请求缓冲队列SRQ的已唤醒的访存请求，则优先处理。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的基于随机扰动的防饿死访存请求唤醒方法，令暂时不能处理的访存请求进入休眠状态，并基于随机扰动的请求方式将其唤醒。这样，既消除了访存请求的饿死现象，又避免了打回请求而造成的带宽浪费和访存延时增加，从而实现了简洁高效、无饿死现象的Cache一致性处理方法。

附图说明

图1是现有技术中典型协议处理控制器的结构示意图。

图2是应用了本发明后的协议处理控制器的示意图。

图3是本发明中休眠请求缓冲队列的示意图。

图4是本发明中随机数发生器的逻辑结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。