[发明专利]利用同步开销以改善多线程性能的机制

说明书

技术领域

本发明涉及处理指令序列等的处理设备和系统的领域以及编程该设备和/或系统的特定指令序列。一些实施例涉及监视和/或响应这种处理设备中执行资源内的条件或事件。

背景技术

目前使用各种机制改变处理系统内的控制流(即所遵循的处理路径或指令序列)。例如，程序序列内的跳转指令清楚明确地导致跳转到新地址。该跳转指令为控制流的明确变化的一个示例，因为该指令引导处理器跳转到一个位置并在该点继续执行。传统的跳转指令是“精确的”(或同步)，这是因为发生该跳转是执行跳转指令的直接结果。

控制流改变的另一个传统示例为中断。中断可以是向诸如处理器的设备提供的外部信号。处理器的响应为跳转到中断处理程序(handler)，该处理程序为处理特殊中断发送的事件的程序。中断通常也是相对精确的，这是因为是由处理器在接收到该中断后在特定的时间窗口内对其进行识别并产生响应。特别地，在内部接收到中断之后，该中断通常在下一个指令边界才起作用。在一些情形中，只允许操作系统或工作于高优先级别的其它软件屏蔽中断，因此用户程序没有机会启动或者禁止这些控制流改变事件。

控制流改变的另一个传统示例出现于对异常的响应。异常通常反映预定义的架构条件，该条件为例如数学指令满足特定标准(非正规、下溢、溢出、非数字等)的结果。例如通过设置控制寄存器中的位，可以屏蔽一些异常。如果出现异常且未被屏蔽，则调用异常处理程序以处理该异常。

改变处理器的控制流的另一个技术为使用断点。通常在调试时使用断点。可将特定的指令地址编程到断点寄存器。在断点启动且到达目标地址时，该处理器采取各种措施(而不是照常继续该程序)。断点允许单步执行程序等。

多线程是一种通过多个不同的线程使用处理器硬件的技术。多线程处理器可由于各种原因而在各线程之间切换。例如，处理器具有在可用线程之间自动切换的算法。其它处理器使用基于事件切换的多线程(SoEMT)，由此诸如缓存缺失的特定事件会引起线程切换。线程切换可以被看作是一种控制流改变，这是因为处理器切换其所执行的指令序列或指令流。

在一个现有技术参考中，详细描述了一种静止指令(见美国专利号No.6,493,741)。在一个示例中，静止指令停止一个线程内的进程，直到计时器到期或者出现向存储器位置进行存储器写入为止。因此，诸如静止指令的指令本身可触发包括该静止指令的线程的进程暂时停止并切换到另一个线程。

附图说明

在所附各图中以示例的方式而非限制的方式阐述本发明。

图1阐述了可以检测和响应执行资源(execution resource)的处理条件的系统的实施例。

图2阐述了图1的系统的一个实施例的工作流程图。

图3阐述了图1的系统的另一个实施例的工作流程图。

图4阐述了能够响应多个不同性能事件(performance event)和/或复合性能事件的系统的另一个实施例。

图5a阐述了可识别复合事件的监视器的一个实施例。

图5b阐述了监视器的另一个实施例。

图5c阐述了监视器的另一个实施例。

图6阐述了根据一个实施例的，响应程序可定义的触发器而启动辅助线程(helper thread)的用于用户程序执行的流程图。

图7阐述了根据一个实施例的细化监视器设置的过程的流程图。

图8阐述了根据一个实施例的更新软件的过程的流程图。

图9a阐述了启动多个嵌套的辅助线程以辅助处理程序的流程图。

图9b阐述了支持虚拟线程的一个实施例的线程切换逻辑。

图10a阐述了上下文相关的事件图解矢量和屏蔽(mask)实现的一个实施例。

图10b阐述了上下文相关的事件图解矢量和屏蔽实现的一个实施例。

图11阐述了基于监视器事件而执行线程切换的多线程处理器的一个实施例。

图12阐述了对同步对象具有事件检测和处理能力的系统的一个实施例。

图13阐述了根据多个实施例的同步事件处理的流程图。

图14阐述了基于事件处理程序线程的锁剖析(lock profiling)的线程调度改进的流程图。

具体实施方式