[发明专利]缓存一致性测试方法

说明书

本发明提供了一种缓存一致性测试方法，包括：主进程申请一个共享空间；由主进程创建出多个子进程；在该共享空间中划分出四个共享空间部分；由主进程对读操作和写操作访问的内存块号进行排列，使读操作和写操作访问的内存地址不重叠，而且使所述多个子进程进入同步接口；在所述多个子进程同步成功后，读取所述排列好的序列，让所述主进程和所述多个子进程同时进行读写操作；在所述主进程和所述多个子进程的读写操作都完成后，每个进程对自己访问的读空间和写空间分别用异或操作来计算权值，并且比较读操作和写操作访问的内存的权值。

技术领域

本发明涉及多核处理器的缓存一致性验证的技术领域，具体涉及一种缓存一致性测试方法。

背景技术

高速缓存技术的采用是为了匹配处理器的速度和存储器的存取速度，在现代的大多数处理器上，几乎所有的内存访问都需要通过缓存来进行。随着多处理器、多核、众核技术的发展，处理器的速度越来越快，存储器层次结构也越来越复杂，高速缓存一致性(Cachecoherence)的问题也就变得越来越突出。高速缓存一致性是指保留在高速缓存中的共享资源保持数据一致性的机制。

随着处理器存储层次的增多，在相邻层次间和同一层之内都可能会出现数据不一致的问题，这个问题在多核、众核系统中特别突出。问题的根源是多核、众核系统往往使用多个层次、不同大小、不同共享属性的高速缓存，那么验证这种设计下的缓存一致性就显得极为复杂。

现在业界通常使用模拟仿真方式来进行缓存一致性的协议级验证，但这种验证方式效率低，而且随着状态空间的爆炸，很难保证遍历所有场景。因此高效简单的系统级缓存一致性协议正确性验证方法，已被业界逐渐采用，比如专利CN102681937A，其针对处理器域间缓存一致性芯片的正确性验证，其采用在BIOS代码中嵌入缓存一致性验证程序，在系统初始化初期、内存子系统初始化完成后，即开始执行验证程序。但该方法由于没有操作系统核心的打扰，降低了应用的复杂性，不足以涵盖真实的应用场景。

由于系统级验证中人工编写的并行一致性验证程序的访存模式类型有限，不能充分地验证处理器缓存的一致性，因此如何自动地生成涵盖多种访存模式的验证程序来充分地验证处理器的缓存一致性就是亟需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种缓存一致性测试方法，能够针对多核处理器运行并行程序时缓存一致性场景多、遍历困难等问题，提出通过实现并行访存模式自动生成系统，来生成涵盖多种访存场景的并行验证程序，在芯片设计前期和样片阶段对处理器的缓存一致性进行充分的验证，以保证一次投片成功率，进而降低芯片设计成本，缩短研发周期。

根据本发明，提供了一种缓存一致性测试方法，包括：

由主进程申请一个共享空间，所述共享空间的大小为缓存大小的整数倍；

由主进程创建出多个子进程，使所述多个子进程和所述主进程都可以同时访问所申请的共享空间；

在该共享空间中划分出四个共享空间部分：用于读操作访问的第一共享空间部分、用于写操作访问的第二共享空间部分、用于保存读操作访问的逻辑内存块号的第三共享空间部分、以及用于保存写操作访问的逻辑内存块号的第四共享空间部分；

由主进程对读操作和写操作访问的内存块号进行排列，并将排列好的序列针对读操作和写操作分别保存到第三共享空间部分和第四共享空间部分中，其中使读操作和写操作访问的内存地址不重叠，而且使所述多个子进程进入同步接口；

在所述多个子进程同步成功后，读取所述排列好的序列，让所述主进程和所述多个子进程同时进行读写操作；

在所述主进程和所述多个子进程的读写操作都完成后，每个进程对自己访问的读空间和写空间分别用异或操作来计算权值，并且比较读操作和写操作访问的内存的权值，如果权值相同则判定缓存一致性不存在问题。