[发明专利]基于执行许可的高速缓存的写分配

说明书

用于管理对高速缓存的存取的系统及方法涉及确定与对所述高速缓存的写入请求的写入地址相关联的一或多个执行许可。所述高速缓存可为用于存储数据以及指令的统一高速缓存。在对于所述写入请求在所述高速缓存中存在写入未命中的情况下，高速缓存控制器可基于所述一或多个执行许可而确定是否实施写入‑分配策略或写入‑不分配策略以用于服务所述写入未命中。所述一或多个执行许可可涉及与所述写入地址相关联的特权等级。产生所述写入请求的产生代理程序的执行许可及可从所述写入地址执行的消耗代理程序的执行许可可分别基于所述产生代理程序及所述消耗代理程序的特权等级。

技术领域

所公开方面涉及管理处理系统中的高速缓存分配。更具体来说，例示性方面涉及基于执行许可的统一高速缓存中的写入分配。

背景技术

现代处理器可包含一或多个等级的高速缓存存储器(或简单地，“高速缓存”)，其经设计为高速存储器。存储于高速缓存中的信息(或“高速缓存信息”)可包含数据、指令或其组合。视高速缓存信息的类型而定，高速缓存可分类为数据高速缓存(D高速缓存)、指令高速缓存(I高速缓存)或组合式数据及指令高速缓存(也称为“统一高速缓存”)。

存取高速缓存的处理程序可涉及处理器进行对特定信息的读取或写入请求且检查高速缓存以查看所请求信息是否存在。如果信息存在，那么高速缓存“命中(hit)”据称发生，且如果信息不存在，那么高速缓存“未命中(miss)”据称发生。视请求涉及读取抑或涉及写入而定，命中或未命中可更具体来说被称作读取命中/读取未命中或写入命中/写入未命中。

更详细来说，在读取命中的情况下，项(命中项)存在于高速缓存中，其对应于与由处理器请求的信息相关联的地址；且从命中项读取信息且将信息从高速缓存传回到处理器。在写入命中的情况下，命中项再次存在于高速缓存中，其对应于处理器希望写入信息到的地址；且处理器将信息写入到高速缓存中的命中项。可以不同方式处置读取未命中及写入未命中的情况，如下文将解释。

读取未命中在处理器存取高速缓存以从项读取信息，但项不存在于高速缓存中时发生。为了服务读取未命中，从另一高速缓存或备份存储位置读取所要信息，且接着将所要信息供应到处理器，且还可将所要信息放置到高速缓存的项中。将所要信息放置到高速缓存的项中(通过产生新项，或以所要信息替换现有项)被称作分配。常规地，可对读取未命中执行分配(假设满足例如存取许可的其它准则，其它准则将在以下章节中加以描述)。

然而，在不同实施方案中，写入未命中可能或可能不引起分配。更详细地考虑写入未命中，写入未命中涉及存取高速缓存以将信息写入到特定项，但所述项不存在于高速缓存中。可通过写入-分配策略或写入-不分配策略来服务写入未命中。写入-分配策略涉及将存储于与写入请求相关联的地址处的高速缓存行大小的块(例如，从备份存储位置)引进到高速缓存的项(分配)中及将所要写入信息存储到所分配项中。使用写入-分配策略可在对所分配项作出后续读取请求的情况下/时改进性能，这是因为对应读取存取将引起高速缓存中的读取命中。性能可关于对所分配项的后续写入存取改进，这是因为后续写入存取将还引起写入命中，其中对应写入信息可更新所分配项，而不涉及对备份存储位置的存取(记住，“直写”策略(其中甚至在写入命中的情况下，写入信息在备份存储位置中经更新)可仍然涉及对备份存储位置的这些存取)。

在写入-不分配策略下，服务高速缓存中的写入未命中可涉及进入检查对应于写入信息的地址的备份存储位置，但不随后更新或分配高速缓存。这意味着将不产生所分配项，且因此，对未分配项的后续写入请求将也未命中。如先前所描述，读取未命中可引起分配，且因此，除非项是基于后续读取存取而分配，否则后续写入请求将继续引起写入未命中且根据写入-不分配策略进行。可在所写入的信息可能不具有与要读取的信息的时间局部性的环境中实施写入-不分配策略。举例来说，在高速缓存为D高速缓存的情况下，写入-不分配策略可就位，其中由处理器执行的程序可能不读取相对最近写入的数据。因此，可避免在写入未命中之后即分配项，此举可改进这些情况下的性能。