[发明专利]用于在高速缓存行中实现位阵列的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于在包括存储装置(208)和控制器(206)的存储系统(128)的高速缓存行(211)中实现位阵列(318)的方法，所述方法包括：在所述高速缓存行(211)中配置所述位阵列(318)，所述位阵列包括具有多个位的阵列，其中所述配置进一步包括定义所述位阵列中每个位的值；所述控制器(206)接收对所述位阵列执行操作的请求(210)，其中所述请求指示所述高速缓存行(211)在所述存储装置(208)中的位置以及指示指定所述请求的信息；所述控制器(206)针对所述操作使用所述信息标识对所述位阵列(318)执行的一个或多个动作，其中所述一个或多个动作被编码在所述控制器(206)中；以及响应于接收所述请求，通过执行一个或多个所编码的动作来执行所述请求。

技术领域

本发明涉及计算系统，更具体地说，涉及用于在高速缓存行中实现位阵列的方法。

背景技术

对于不同规模的公司而言，许多多线程计算机系统变为多项重要技术之一。它们提高计算硬件平台的计算效率和灵活性。多线程计算机系统上的多线程操作可以包括按位原子存储操作(AMO)，其针对位阵列的个体位执行逻辑操作。此类AMO包括存储式操作storeAND、storeOR、storeXOR和加载式操作fetchAND、fetchOR、fetchXOR。

发明内容

本发明的实施例的一个目标是提供一种改进的方法、计算机系统和计算机程序产品。所述目标由独立权利要求的主题解决。在从属权利要求中描述有利的实施例。

此处使用的原子存储操作(AMO)指对共享数据的读-改-写操作。就一个线程的读-改-写操作在不受另一线程干扰的情况下执行这个意义而言，AMO是原子的。换言之，对于存取(例如，并发存取)共享数据的线程或处理器而言，每次读取、写入或AMO存取被原子地执行而不受另一存取的干扰。

在一方面，本发明涉及一种用于在包括存储装置和控制器的存储系统的高速缓存行中实现位阵列的方法。

所述方法包括在所述高速缓存行中配置所述位阵列，所述位阵列包括具有多个位的阵列，其中所述配置进一步包括定义所述位阵列中每个位的值；所述控制器接收对位阵列执行操作的请求，其中所述请求指示所述高速缓存行在所述存储器中的位置以及指示指定所述请求的信息；所述控制器(206)针对所述操作使用所述信息标识对所述位阵列执行的一个或多个动作，其中所述一个或多个动作被编码在所述控制器中；以及响应于接收所述请求，通过执行一个或多个所编码的动作来执行所述请求。

所述位阵列是存储个体位的数据结构，即，每个阵列元素与单个位对应。所述位阵列的每个元素存储两个值0或1中的一个。所述位阵列的每个元素通过唯一的索引标识。通常，索引值0到(E-1)被用于具有E个元素的位阵列。

所述位阵列的实现允许存取所述高速缓存行的至少一部分，以便对所述位阵列的个体位以及位组执行按位逻辑操作。例如，所述位阵列的每个位可表示包括存储系统的计算机系统的一个资源实例。对所述位阵列执行的操作通过将对应的一个或多个位的值设定为1，例如可允许诸如线程之类的用户自动变为一个或多个所述资源实例的“所有者”。

例如，所述位阵列的每个位可表示多个线程所共享的一组锁中的一个锁。针对所述位阵列的操作例如允许线程以高性能、低编程工作量来自动获取多个锁。

例如，所述位阵列的每个位的1或0值可表示优先队列中特定元素的存在或缺失。此类优先队列最多具有E个唯一元素，其中每个元素具有编号为0到E-1的唯一优先级，从而对应于所述位阵列的每个索引。

这些特征可以是有利的，因为与传统方法相比，尤其是对于并发线程，它们可允许针对所述位阵列的更高操作率。这是因为针对所述位阵列的操作可以是简单操作，这种简单操作比针对其它数据结构的传统操作更快。