[发明专利]面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储方法及装置

权利要求书

1.一种面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储方法，其特征在于实施步骤如下：

1）预先在众核处理器芯片上建立用于存储锁变量的全局编址片上锁存储器，将所述全局编址片上锁存储器分别与众核处理器上各个处理器核的取存单元直接相连；构造应用程序时在应用程序中对锁变量进行标注，在编译和链接应用程序时将锁变量分配到锁变量独占的地址空间；

2）加载应用程序时，操作系统将应用程序的锁变量所在的虚拟存储器页面从片外主存储器传输到所述全局编址片上锁存储器中，通过构建应用程序专用的转换后援缓冲表项指定锁变量所在存储器页面虚地址与所述全局编址片上锁存储器的虚实地址转换关系；在应用程序访问锁变量时，旁路各个处理器核内部的高速缓存，将各个处理器核对所述全局编址片上锁存储器的访问请求进行仲裁，将仲裁后得到的唯一的访问请求加入所述全局编址片上锁存储器的访问队列，并根据先来先服务的策略执行所述访问队列中的访问请求对锁变量进行读取或者修改；在应用程序结束时，删除应用程序专用的转换后援缓冲表项，结束锁变量所在页面虚地址到所述全局编址片上锁存储器的映射。

2.根据权利要求1所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储方法，其特征在于：所述步骤2）中将应用程序的锁变量所在的虚拟存储器页面从片外主存储器传输到所述全局编址片上锁存储器中具体是指以直接存储器访问的方式将应用程序的锁变量所在的虚拟存储器页面从片外主存储器传输到所述全局编址片上锁存储器中。

3.根据权利要求1或2所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储方法，其特征在于：所述全局编址片上锁存储器通过控制通路和地址/数据通路分别与众核处理器上各个处理器核的取存单元直接相连；所述控制通路为16位，其中6位用于表示处理器核的编号，1位用于读写表示，9位用于锁变量寻址；所述地址/数据通路为64位。

4.根据权利要求3所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储方法，其特征在于：所述全局编址片上锁存储器的存储容量是众核处理器的存储器页面大小的整数倍。

5.一种面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储装置，其特征在于包括：

存储体（1），用于存储应用程序的锁变量；

访问控制器（2），用于在应用程序运行时控制对锁变量的读取和修改；

所述存储体（1）和访问控制器（2）设于众核处理器芯片上，所述存储体（1）通过访问控制器（2）分别与众核处理器上各个处理器核的取存单元直接相连；构造应用程序时在应用程序中对锁变量进行标注，在编译和链接应用程序时将锁变量分配到锁变量独占的地址空间；加载应用程序时，操作系统将应用程序的锁变量所在的虚拟存储器页面从主存储器传输到存储体（1）中，通过构建应用程序专用的转换后援缓冲表项指定锁变量所在存储器页面虚地址与存储体（1）的虚实地址转换关系；在应用程序访问锁变量时，所述访问控制器（2）旁路各个处理器核内部的高速缓存，将各个处理器核的锁变量访问请求进行仲裁将仲裁后得到的唯一的访问请求加入访问队列，并根据先来先服务的策略执行所述访问队列中的访问请求对锁变量进行读取或者修改；在应用程序结束时，所述访问控制器（2）删除应用程序专用的转换后援缓冲表项，结束锁变量所在页面虚地址到存储体（1）的映射。

6.根据权利要求5所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储装置，其特征在于：所述存储体（1）通过直接存储器访问控制器与片外主存储器相连，所述操作系统在加载应用程序时以直接存储器访问的方式将应用程序的锁变量所在的虚拟存储器页面从片外主存储器传输到存储体（1）中。

7.根据权利要求5或6所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储装置，其特征在于：所述访问控制器（2）通过地址/数据通路和控制通路分别与众核处理器上各个处理器核的取存单元直接相连，所述地址/数据通路为64位；所述控制通路为16位，其中6位用于表示处理器核的编号，1位用于读写表示，9位用于锁变量寻址。

8.根据权利要求7所述的面向众核处理器的片上锁变量全局编址存储装置，其特征在于：所述存储体（1）的存储容量是众核处理器的存储器页面大小的整数倍。