[发明专利]一种多核处理器CAS/SWAP原子操作实现方法

权利要求书

1.一种多核处理器CAS/SWAP原子操作实现方法，其特征在于，步骤为：

（1）最外层私有Cache LLPC接收到对称处理核SPC的CAS/SWAP原子操作请求后：

若Cache命中，且原子操作满足数据交换条件，向目录控制器DCU发送LLPC Atomic Update Request请求，该请求中携带交换的数据，置Cache块状态为锁定态A；所述Cache块处于锁定态A时，表示该Cache块被占用或处于中间状态，不能被替换；

若Cache失效，则向目录控制器DCU发送LLPC Atomic Read Shared Request请求，需要分配Cache块，且置Cache块为锁定态A；

（2）目录控制器DCU处理最外层私有Cache LLPC与原子请求操作相关的请求：

如果目录控制器DCU对应位向量处于忙状态，则根据请求类型LLPC Atomic Read Shared Request和LLPC Atomic Update Request分别返回DCU Atomic Read Shared NRSP和DCU Atomic Update NRSP响应给源请求LLPC；

若目录控制器DCU对应位向量处于不忙状态，且请求是LLPC Atomic Read Shared Request，目录控制器DCU从LLPC数据副本和memory数据副本中选取最新副本，向请求源返回DCU Atomic Read Shared RSP响应，并置对应位向量；

若目录控制器DCU对应位向量处于不忙状态，且请求是LLPC Atomic Update Request，目录控制器DCU向各个LLPC副本发送DCU Atomic Update Snp监听请求，同时还需要更新Memory副本；

（3）最外层私有Cache LLPC收到目录控制器DCU的更新监听请求后：

最外层私有Cache LLPC收到目录控制器DCU的DCU Atomic Update Snp监听请求后，用监听报文中的数据更新Cache块数据，然后向源目录控制器DCU发送LLPC Atomic Update Snp Ack更新完成应答；

（4）目录控制器DCU收到最外层私有Cache LLPC的更新完成应答后：

等待所有副本的LLPC的LLPC Atomic Update Snp Ack更新完成应答；所有副本的更新完成时，产生完成DCU A tomic Update Cmpl Rsp响应给源请求LLPC；

（5）最外层私有Cache LLPC收到目录控制器DCU的响应后：

若最外层私有Cache LLPC接收到目录控制器DCU产生的DCU Atomic Read Shared NRSP和DCU Atomic Update NRSP响应，重发原请求；

若最外层私有Cache LLPC接收到目录控制器DCU产生的DCU Atomic Read Shared RSP响应，重新处理CAS/SWAP原子操作请求；

若最外层私有Cache LLPC接收到目录控制器DCU产生的DCU Atomic Update Cmpl Rsp响应，完成数据交换操作，置Cache块状态为共享态S，并向目录控制器DCU发送LLPC Atomic Update Cmpl Rsp ACK；所述Cache块处于共享态S时，表示该Cache数据有多个副本；

（6）目录控制器DCU处理LLPC Atomic Update Cmpl Rsp ACK：

目录控制器DCU接收到LLPC Atomic Update Cmpl Rsp ACK后，清空对应位向量的状态位。

2.根据权利要求1所述的多核处理器CAS/SWAP原子操作实现方法，其特征在于，所述目录控制器DCU记录加载到最外层私有Cache LLPC中的所有Cache块的情况；每个进入最外层私有Cache LLPC的数据副本对应一个位向量，该位向量中的每一位对应数据块的一个或多个LLPC副本。

3.根据权利要求1或2所述的多核处理器CAS/SWAP原子操作实现方法，其特征在于，所述多核处理器的结构包括多个对称处理核SPC、每个对称处理核SPC上均有的最外层私有Cache LLPC、目录控制器DCU以及网络NOC，所述对称处理核SPC用于发送CAS/SWAP原子操作请求到最外层私有Cache LLPC，最外层私有Cache LLPC和目录控制器DCU将会协同完成Cache一致性协议；所述最外层私有Cache LLPC负责加载数据并处理原子操作请求，所述目录控制器DCU负责记录加载到各个最外层私有Cache LLPC的所有Cache块的信息，并控制对LLC/memory的访问；所述网络NOC负责最外层私有Cache LLPC和目录控制器DCU之间的通信。