[发明专利]用于数据处理系统中的缓存一致性的探听过滤器

说明书

本公开涉及用于数据处理系统中的缓存一致性的探听过滤器。一种具有访问共享数据资源的两个或更多个处理器的数据处理系统及其操作方法被提供。本地缓存中存储的数据被标记为处于“独有脏”、“共享脏”、“独有干净”或者“无效”状态。探听过滤器监视由处理器对共享数据资源的访问，并且包括被配置为维护缓存一致性的探听过滤器缓存和探听过滤器控制逻辑。探听过滤器缓存不对存储处于“共享脏”状态的数据块的任何本地缓存进行标识，使得探听过滤器缓存大小更小并且简化了探听控制逻辑。数据处理系统由硬件描述语言的指令来定义。

技术领域

本公开涉及数据处理系统，更具体地涉及用于数据处理系统中的缓存一致性的探听过滤器。

背景技术

诸如片上系统(SoC)之类的数据处理系统可包含多个处理器核心、多个数据缓存、以及共享数据资源。例如在共享存储器系统中，每个处理器核心可对单个共享地址空间进行读和写。缓存一致性是包括一个或多个缓存以及不止一个装置共享单个缓存区中的数据的任何系统中存在的议题。包括多个缓存的系统存在两个潜在问题。第一，存储器可在缓存的装置已经取走复本之后(被另一装置)更新。此时，缓存内的数据是过期的或者无效的，并且不再包含最新的数据。第二，包括回写式缓存的系统必须对以下情形进行处理：其中，装置对本地缓存的复本进行写入，此时存储器不再包含最新的数据。读取存储器的第二装置将看到过期的(陈腐的)数据。

监视数据事务的探听过滤器可被用于确保缓存一致性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种数据处理系统中的数据传输的方法，该数据处理系统具有共享数据资源和多个节点的网络，共享数据资源能由网络中的多个请求节点经由网络的归属节点来进行访问，所述方法包括：响应于在归属节点处从多个请求节点中的第一请求节点接收的、针对存储在共享数据资源中的系统地址处的数据的读请求，确定所请求的数据是被存储在归属节点的缓存中还是被存储在多个请求节点中一个或多个第二请求节点的本地缓存中；当所请求的数据未被存储在归属节点的缓存中而是被存储在一个或多个第二请求节点的本地缓存中时，向一个或多个第二请求节点发送探听以请求所述数据；当响应于探听而数据被返回时，用返回的数据填充归属节点的缓存，在所述缓存中把该数据标记为“脏”，并且更新归属节点的探听过滤器以指示第一请求节点具有数据的复本；以及向第一请求节点转发返回的数据，当所请求的数据未被存储在归属节点的缓存中或者一个或多个第二请求节点的本地缓存中时，从共享数据资源取回所请求的数据；更新归属节点的探听过滤器以指示第一请求节点具有数据的复本；以及向第一请求节点转发所取回的数据，当所请求的数据被存储在归属节点的缓存中时，更新归属节点的探听过滤器以指示第一请求节点具有数据的复本；以及向第一请求节点转发所取回的数据。

根据本发明的第二方面，提供一种用于数据处理系统的探听过滤器，所述数据处理系统还包括：多个处理器，每个处理器具有本地缓存和缓存控制器；共享数据资源；以及系统缓存，其中探听过滤器监视由多个处理器对共享数据资源的访问，并且其中探听过滤器包括：探听过滤器控制逻辑，该探听过滤器控制逻辑能操作以与多个处理器的缓存控制器通信；以及探听过滤器缓存，该探听过滤器缓存能操作以针对多个处理器中的处理器的本地缓存中的每个数据块存储以下各项：标识数据块的标签；数据块处于“独有脏”、“共享脏”、“独有干净”或者“无效”状态的指示；以及表明哪些本地缓存共享数据块的复本的存在性向量，其中探听过滤器缓存不对存储处于“共享脏”状态的数据块的任何本地缓存进行标识，并且其中探听过滤器控制逻辑被配置为执行如根据第一方面所述的方法。

根据本发明的第三方面，提供一种包括硬件描述语言的指令的非暂态计算机可读介质，所述指令定义如根据第二方面所述的数据处理系统。