[发明专利]一种基于移位寄存器的报文调度方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机通信技术领域，具体涉及一种基于移位寄存器的报文调度方法。

背景技术

报文是计算机和通信领域中对信息载体的抽象。根据不同的协议，报文中携带系统所需要的信息。为了提高信息吞吐率，通常采用流水线机制进行报文的处理。而流水线中各个流水级的报文有可能存在冲突。当冲突产生时就必须暂停流水线，直到产生冲突的前一个报文被处理完毕为止。以多路服务器内存一致性协议处理为例，当进入流水线的协议报文地址和正在处理的某一个报文地址相同时，协议处理流水线必须停顿，等待前一个报文处理完毕才能进行下一个同地址报文的处理。

为了最大限度减少流水线的停顿，常需要对送入流水线的报文进行交叉调度，使得经过调度送入流水线的报文队列某一特定字段的相关性减小，减少流水线停顿的频率和时长。

现有技术将不同种类报文按照特定字段分为N类，将分类后的报文缓存在N个存储器中，再从存储器中将特定字段不同的报文交叉调度送入流水线。以服务器内存一致性协议报文处理为例，将准备送入流水线的各报文按照地址进行分类，分类后的报文交替送入流水线，如图1所示。

现有技术的缺点为：

第一、对存储器资源利用率低，按照特定字段进行分类后的报文需要存入N个存储器中，一旦其中一个存储器已满，必须停止所有该类报文的写入，即便其它存储器仍然有存储空间。

第二、无法满足不同种类报文之间的保序要求。在进行报文分类时报文的顺序已经被打乱，送入流水线的顺序无法保证。此为现有技术的不足之处。

因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种基于移位寄存器的报文调度方法；以解决上述技术问题，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于移位寄存器的报文调度方法，以解决上述技术问题；以提升存储器利用率，并满足不同报文之间的保序要求。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

一种基于移位寄存器的报文调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据报文处理要求确定需要比较的特定报文字段：

步骤S2：根据报文处理流水线结构确定需要比较的历史报文数L；其中流水线结构主要考虑协议处理流水线分级数目和数据转发设计。

步骤S3：根据特定字段和存储资源确定移位寄存器的级数M；

步骤S4：根据流水处理中的保序要求，将相互之间没有保序要求的报文分为N类，每一类报文对应实现一个移位寄存器来存放待调度报文。有保序要求的报文放在同一个移位寄存器中。该移位寄存器的作用是存储待调度的报文，同时通过附加的组合逻辑执行特定字段比对功能，完成第一级调度。移位寄存器每级寄存器中存储的报文都和历史报文进行特定字段的比较，由于有L个历史报文，共执行L次比较。若比较结果相同称为一次命中。移位寄存器中用1bit存储空间作为有效位来标识移位寄存器的某一级中是否存在待调度报文。对于没有保序要求的移位寄存器，在所有待调度报文中选择没有命中的作为第一级调度结果。对于存在保序要求的移位寄存器，报文进入寄存器时在移位寄存器中设置顺序标识字段，为寄存器中的每个报文分配顺序标识。其中相邻的可以乱序的报文分配同一个顺序标识，不能乱序的报文分配的顺序标识也不同。将当前移位寄存器中最靠近尾部的有效报文所属的顺序标识存放在一个标识比较寄存器中，在待调度报文中选择没有命中且顺序标识和标识比较寄存器相同的报文作为第一级调度结果。在以上两种情况中如果有多个不命中报文或者所有报文都命中，则选择最靠近尾部的报文作为第一级调度结果送出。将选择的调度报文有效位置零，表示当前位置为空位。当有新的待调度报文送至移位寄存器时，移位寄存器的每一级都对自身和所有后级有效位进行判断，如果存在空位（包括自身为空位），则该级寄存器的输入为前级的输出（第一级的输入为新的报文），否则该级输入为自身的输出。对于需要添加顺序标识的移位寄存器，新送入的报文需要判断和上一个报文之间的保序关系，如果可以乱序则沿用旧的顺序标识，否则产生新的顺序标识。将顺序标识和报文一起送入移位寄存器。

步骤S5：在第一级调度的结果中进行第二级调度，选择一个报文送入报文处理流水线。调度方式可以是对不同种类报文的轮询，轮询时可根据一定条件为不同种类的报文赋予不同的权重，也可优先选择关键字段和历史不同的报文送出。必要时可停止向流水线调度报文，等同于流水线停顿。

作为优选，所述步骤S1中确定需要比较的特定报文字段为：