[发明专利]基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的方法和装置

权利要求书

1.一种基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的方法，其特征在于，对于相同地址的共享数据，在进行多核间的读写操作时，首先通过硬件栅栏保证写数据核获取硬件锁的操作先于读数据核对硬件锁的查询操作；其次，写数据核获取硬件锁后开始进行写操作，并在作废掉其他核cache空间的数据副本之后，释放硬件锁；其他核在进行读数据前首先需要查询硬件锁的状态，直到硬件锁被释放以后才开始进行读数据操作；

所述写数据核为多个向不同地址写数据的处理器核，读数据核也为多个处理器核；

所述硬件锁以向量表的方式提供共享式获取，支持多个处理器核共同获取，同时支持释放操作；每个处理器核只能释放自己获取的锁，当一个锁被多个处理器核获取时，只有在所有的核都释放的前提下才能被完全释放；所述硬件栅栏支持任意核间的同步，提供相应寄存器用来设置同步的处理器核数目以及同步时间上限，同时支持同步过程超时的状态记录及查询。

2.根据权利要求1所述的基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的方法，其特征在于，通过硬件栅栏保证所有写数据核获取硬件锁的操作先于读数据核对硬件锁的查询操作；其次，多个写数据核获取硬件锁后开始进行写操作，并在作废掉其他核cache空间的cache副本之后，释放硬件锁在所有获取核都完成释放后才会处于被释放的状态；其他核在进行读数据前首先需要查询硬件锁的状态，直到硬件锁被释放以后才开始进行读数据操作。

3.一种基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的装置，其特征在于，包括若干硬件栅栏和硬件锁；所述硬件栅栏用来实现任意核之间的同步，保证处理器核间的操作次序；所述硬件锁用来提供共享式获取以及状态查询功能；

对于相同地址的共享数据，在进行多核间的读写操作时，首先通过所述硬件栅栏保证写数据核获取硬件锁的操作先于读数据核对硬件锁的查询操作；其次，写数据核获取所述硬件锁后开始进行写操作，并在作废掉其他核cache空间的数据副本之后，释放所述硬件锁；其他核在进行读数据前首先需要查询所述硬件锁的状态，直到所述硬件锁被释放以后才开始进行读数据操作；

所述写数据核为多个向不同地址写数据的处理器核，读数据核也为多个处理器核；

所述硬件锁以向量表的方式提供共享式获取，支持多个处理器核共同获取，同时支持释放操作；每个处理器核只能释放自己获取的锁，当一个锁被多个处理器核获取时，只有在所有的核都释放的前提下才能被完全释放；所述硬件栅栏支持任意核间的同步，提供相应寄存器用来设置同步的处理器核数目以及同步时间上限，同时支持同步过程超时的状态记录及查询。

4.根据权利要求3所述的基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的装置，其特征在于，一个硬件锁被一个或多个处理器核共同获取，当被多个核获取时，在所有核都执行释放操作后，硬件锁才能被完全释放；处理器核用来查询硬件锁是否被获取。

5.根据权利要求3或4所述的基于栅栏和锁的多核Cache一致性维护的装置，其特征在于，若干所述硬件栅栏和若干所述硬件锁以组合的方式使用，即硬件锁的获取和释放之间可以插入硬件栅栏的同步操作；所述硬件栅栏和硬件锁则根据片上多核处理器的结构选择分布式或集中式的拓扑结构。