[发明专利]具有排除指定存储器区域的条件围栏命令的处理器

说明书

本公开涉及具有排除指定存储器区域的条件围栏命令的处理器。一种装置包括处理器，处理器被配置为指定存储器中的存储器区域，并发出(i)用于访问存储器的存储器访问命令和(ii)与指定的存储器区域相关联的条件围栏命令。存储器访问控制电路(MACC)配置为响应于识别条件围栏命令，允许执行访问指定存储器区域内的地址的存储器访问命令，并延迟执行访问指定存储器区域外的地址的存储器访问命令，直到在条件围栏命令之前发出的所有存储器访问命令完成。

技术领域

本发明一般涉及计算机系统，尤其涉及用于在计算机系统中的存储器访问周期之间进行隔离的方法和系统。

背景技术

存储器围栏，也称为存储器屏障，是一种围栏指令，它使中央处理单元(CPU)或编译器对围栏指令前后发出的存储器操作强制执行排序约束。

在IBM Beaverton的Linux技术中心的Paul E.McKenney的“存储器屏障：软件黑客的硬件视图(Memory Barriers:A Hardware View for Software Hackers)”(2010年7月23日)中，作者介绍了屏障指令的原理和优点，然后描述了几种流行的中央处理单元(CPU)中的屏障机制。

在“使用Oracle Solaris Studio 12处理多线程应用程序中的存储器排序(Handling Memory Ordering in Multithreaded Applications with Oracle SolarisStudio 12)，更新2第1、2部分：编译器屏障”(Oracle白皮书，2010年9月)中，作者在第1部分中讨论了可以如何使用编译器屏障来阻止编译器生成因对存储器访问重新排序而导致的不正确的代码；以及在第2部分中，可以如何使用存储器屏障或存储器围栏来确保处理器不会对存储器操作重新排序。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种包括处理器的装置，该处理器配置为指定存储器中的存储器区域，并发出(i)用于访问存储器的存储器访问命令和(ii)与指定的存储器区域相关联的条件围栏命令。存储器访问控制电路(MACC)配置为响应于识别条件围栏命令而：允许执行访问指定存储器区域内的地址的存储器访问命令；并且延迟执行访问指定存储器区域外的地址的存储器访问命令，直到完成在条件围栏命令之前发出的所有存储器访问命令。

在一个实施例中，处理器被配置为运行一个或更多个线程，并为私有线程内存储指定存储器区域。附加地或可选地，处理器是共享存储器的多个处理器中的一个，并且处理器被配置成为私有处理器内存储指定存储器区域。

在一个公开的实施例中，处理器配置为根据逻辑地址发出存储器访问命令，定义将逻辑地址转换为物理地址的地址映射，并插入到识别指定存储器区域中的地址的地址映射指示符，并且MACC配置为基于指示允许或延迟存储器访问命令的执行。

附加地或可选地，处理器配置为通过明确指出指定的地址范围来指定存储器区域，而MACC被配置为通过将存储器访问命令中明确指出的地址与指定的地址范围进行比较来允许或延迟存储器访问命令的执行。

在一个实施例中，条件围栏命令被限制为加载命令，并且MACC被配置为仅延迟在条件围栏命令之前发出的加载命令。或者，条件围栏命令被限制为存储命令，并且MACC被配置为仅延迟在条件围栏命令之前发出的存储命令。

根据本发明的一个实施例，还提供了一种方法，该方法包括接收(i)用于访问存储器的存储器访问命令和(ii)与存储器中指定的存储器区域相关联的条件围栏命令。响应于识别条件围栏命令，允许执行访问指定的存储器区域内的地址的存储器访问命令，并且延迟执行访问指定存储器区域外的地址的存储器访问命令，直到在条件围栏命令之前发出的所有存储器访问命令完成。

附图说明

通过以下结合附图对本发明实施例的详细描述，将更充分地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例示意性地描述处理系统100的框图；