[发明专利]用于利用MONITOR和MWAIT架构的用户级线程同步的方法和设备

说明书

指令和逻辑提供利用MONITOR和MWAIT指令的用户级线程同步。处理器中的一个或多个模型特定寄存器（MSR）可以被配置处于第一执行状态以指定对用户级线程同步架构的支持。实施例包括多个硬件线程或处理核；对应的监视地址状态存储装置，用以存储发布MONITOR请求的多个执行线程中的每个的最后监视地址；高速缓冲存储器，用以记录针对存储器存储位置的地址的关联状态和MONITOR请求，以及响应于接收到对该地址的MWAIT请求，记录与MWAIT请求关联的执行核的监视地址的关联等待‑到‑触发状态；其中，当所述一个或多个MSR被配置处于所述第一执行状态时，响应于接收到所述MWAIT请求，所述执行核要将请求线程转变到优化的睡眠状态。

相关申请交叉引用

本申请与2007年12月28日提交的，现为美国专利No. 9,081,687的题为“Method andApparatus for MONITOR and MWAIT in a Distributed Cache Architecture”申请序列No.11 / 966,806相关。

技术领域

本公开涉及处理逻辑、微处理器和关联的指令集架构的领域，其在由处理器或其它处理逻辑执行时，执行逻辑、数学或其它功能操作。具体地，本公开涉及利用MONITOR和MWAIT架构的用户级线程同步。

背景技术

现代高性能微处理器可以具有许多执行核和多级高速缓冲存储装置。因此，存在对于这些组件之间的较高互连带宽的日益增长的需求。提供此类较高互连带宽的一种技术涉及利用通过共享互连对分布式高速缓存的多个部分的并行访问的分布式高速缓存分区。

一些现代高性能微处理器的另一方面包括多线程软件和硬件以及通过共享存储器的线程同步。通过共享存储器提供线程同步的两个指令的示例将会是IntelCorporation的SSE3指令集的MONITOR和MWAIT指令。MONITOR定义了用于监视回写存储的地址范围。MWAIT用于指示执行线程正等待要写入由MONITOR指令定义的地址范围的数据。然后，在数据写入监视地址范围时，线程可以转变成低功率状态，并等待由监视唤醒事件通知。

当上面提到的两种技术为处于0（零）特权级的MONITOR和MWAIT请求保留时，出现附加挑战。例如，使用MONITOR和MWAIT的任何线程同步和/或功率管理（其将会涉及系统调用）可能引入瓶颈并不利地影响线程同步和/或功率管理的性能。

迄今，通过MONITOR和MWAIT指令来实现线程同步的、解决这些挑战的有效技术，及此类性能限制问题的潜在解决方案以及设计、验证和其它复杂性尚未充分探索。

附图说明

在附图的图形中作为示例示出且不是限制示出本发明。

图1A是执行MONITOR和MWAIT指令以提供用户级线程同步的系统的一个实施例的框图。

图1B是执行MONITOR和MWAIT指令以提供用户级线程同步的系统的另一实施例的框图。

图1C是执行MONITOR和MWAIT指令以提供用户级线程同步的系统的另一实施例的框图。

图2是执行MONITOR和MWAIT指令以提供用户级线程同步的处理器的一个实施例的框图。

图3A示出了根据一个实施例的打包数据类型。

图3B示出了根据一个实施例的打包数据类型。

图3C示出了根据一个实施例的打包数据类型。

图3D示出了用以提供根据一个实施例的利用MONITOR和MWAIT指令的用户级线程同步的指令编码。

图3E示出了根据另一实施例的提供利用MONITOR和MWAIT指令的用户级线程同步的指令编码。