[发明专利]末级高速缓存软硬件协作分区域管理系统及管理方法

权利要求书

1.一种末级高速缓存软硬件协作分区域管理系统，其特征在于，包括：

分区域性能监视及末级高速缓存控制器，用于在线统计操作系统的应用程序内每个数据区域的末级高速缓存访问信息，并控制所述数据区域相对于末级高速缓存的旁路或插入位置；

分区域访存行为剖视分析模块，用于读取所述末级高速缓存访问信息并根据所述末级高速缓存访问信息来分析每个所述数据区域的访存行为和局部性特征；以及

分区域旁路及插入策略决策模块，用于根据每个所述数据区域的访存行为和局部性特征来为每个所述数据区域选择旁路策略或插入策略。

2.根据权利要求1所述的管理系统，其特征在于，所述末级高速缓存访问信息包括：末级高速缓存失效次数和末级高速缓存命中次数。

3.根据权利要求2所述的管理系统，其特征在于，所述分区域性能监视及末级高速缓存控制器包括：

末级高速缓存失效计数器，用于计数所述末级高速缓存失效次数；以及末级高速缓存命中计数器，用于计数所述末级高速缓存命中次数。

4.根据权利要求1、2或3所述的管理系统，其特征在于，所述分区域性能监视及末级高速缓存控制器包括：旁路控制位和插入策略控制位，

并且所述管理系统还包括：

策略选择寄存器，用于与所述分区域性能监视及末级高速缓存控制器配合来控制所述数据区域相对于末级高速缓存的插入位置；以及

插入策略控制逻辑电路，包括：反向器，用于对插入策略控制位执行取反操作；以及与门控制逻辑，用于对经过取反操作的插入策略控制位和策略选择寄存器的最高位进行与操作，

并且所述控制所述数据区域相对于末级高速缓存的旁路或插入位置包括：

在选择所述旁路策略情况下通过所述旁路控制位来控制相应的数据区域被旁路，使得所述数据区域中的数据不访问末级高速缓存；以及

在选择所述插入策略情况下通过所述插入策略控制位和策略选择寄存器的最高位来控制相应的数据区域中的数据被插入到末级高速缓存中的位置。

5.根据权利要求4所述的管理系统，其特征在于，所述访存行为包括：最近最少使用友好模式、流模式、颠簸模式和混合模式。

6.根据权利要求5所述的管理系统，其特征在于，在所述访存行为是流模式或所述局部性特征较差的情况下为相应的所述数据区域选择旁路策略。

7.根据权利要求5所述的管理系统，其特征在于，在所述访存行为是最近最少使用友好模式、颠簸模式和混合模式或所述局部性特征较差的情况下为相应的所述数据区域选择插入策略。

8.根据权利要求5或7所述的管理系统，其特征在于，所述位置包括最近最多使用位置和最近最少使用位置，如果经过与操作的运算结果为1，则将相应的所述数据区域中的输入插入到末级高速缓存中的最近最多使用位置，否则将相应的所述数据区域中的输入插入到末级高速缓存中的最近最少使用位置。

9.一种末级高速缓存软硬件协作分区域管理方法，其特征在于，包括：

由分区域性能监视及末级高速缓存控制器在线统计操作系统的应用程序内每个数据区域的末级高速缓存访问信息，并控制所述数据区域相对于末级高速缓存的旁路或插入位置；

由分区域访存行为剖视分析模块读取所述末级高速缓存访问信息并根据所述末级高速缓存访问信息来分析每个所述数据区域的访存行为和局部性特征；以及

由分区域旁路及插入策略决策模块根据每个所述数据区域的访存行为和局部性特征来为每个所述数据区域选择旁路策略或插入策略。

10.根据权利要求9所述的管理方法，其特征在于，所述末级高速缓存访问信息包括：末级高速缓存失效次数和末级高速缓存命中次数。

11.根据权利要求10所述的管理方法，其特征在于，所述分区域性能监视及末级高速缓存控制器包括：

末级高速缓存失效计数器，用于计数所述末级高速缓存失效次数；以及

末级高速缓存命中计数器，用于计数所述末级高速缓存命中次数。