[发明专利]一种基于网络控制器的归约方法及系统

权利要求书

1.一种基于网络控制器的归约方法，其特征在于，包括：

1）由并行程序的一次MPI归约调用开始进入MPI调用，进入MPI调用后，归约软件构造归约通信域，将参与线程与物理节点的映射关系发送给所有参与归约的节点；

2）基于归约软件线程号和归约通信域，构建归约操作相关的描述符，包括用于计算的归约描述符和用于通知的广播描述符；

3）归约软件根据所有参与归约的节点信息完成归约软件线程号与物理节点的映射，各节点按网络控制器硬件约定生成最终的归约描述符和广播描述符；

4）归约软件向网络控制器硬件提交描述符；

5）所有节点根据归约描述符确定本节点的类型为叶节点、中间节点或根节点，且叶节点对应的网络控制器硬件收到归约描述符后，形成归约请求报文发往父节点，父节点收集所有约定子节点发来的请求报文，和本节点自身提交的归约描述符进行归约计算，计算结束后再形成归约请求报文发往本节点的父节点；以此类推，最终的归约计算在根节点中完成，根节点归约计算结束后将触发执行广播操作，利用广播描述符将归约计算结果通知给所有参与归约计算的节点；所述归约描述符的字段包括节点类型、源节点号、归约标识、归约分支度、归约类型、数据位宽、归约数据、目的节点号，其中节点类型包括根节点、中间节点、叶节点三种类型，源节点号为发送归约报文的节点号，归约标识为是否进行归约的配置信息，归约分支度为父节点下的子节点数量，归约类型为归约计算的类型，数据位宽为归约计算的数据宽度，归约数据为节点携带的需要归约计算的数据，目的节点号为接收归约报文的节点号；所述进行归约计算包括：5.1）检查缓冲区中是否收到归约报文，有归约报文输入则往下执行；5.2）判断归约报文计数Rcnt为0是否成立，若成立则将归约报文计数Rcnt加1，将归约报文中的数据存入中间结果寄存器中，执行步骤5.4）；否则，往下执行；5.3）针对再次收到的归约报文，检查再次收到的归约报文、已经收到的归约报文这两个归约报文中的归约分支度是否相同，如果相同则继续检查再次收到的归约报文、已经收到的归约报文这两个归约报文的归约类型是否一致，若一致则往下执行；否则报错，并终止此次归约操作；5.4）将归约报文计数Rcnt加1，并将中间结果寄存器和归约报文中的数据送入算术逻辑单元ALU进行归约计算，计算结果再次存入中间结果寄存器；5.5）检查输入的归约报文计数Rcnt是否等于报文中的归约分支度，如果二者不等，表示当前归约操作未结束，执行步骤5.1）继续接收归约报文；如果二者相等，则表示本节点所有子节点发来的归约报文都已计算完毕，则往下执行；5.6）检查本节点提交的第一个聚合通信描述符是否为归约描述符，如果本节点提交的第一个描述符为归约描述符，则往下执行；否则，执行步骤5.9）； 5.7）检查此第一个描述符与报文中的归约类型是否一致，如不一致，系统报错，但不会终止归约操作，而是按本节点提交描述符中的归约类型进行归约计算往下执行；如果一致，则直接往下执行；5.8）将中间结果寄存器和描述符中的数据送入算术逻辑单元ALU进行计算，计算结果仍然更新到中间结果寄存器中；5.9）本节点提交的第一个描述符为非归约描述符，将归约报文计数Rcnt清零，并用中间结果寄存器中的数据替换本节点提交的描述符中的数据位域，当前网络控制器硬件中归约操作处理结束；

6）所有描述符执行完毕后，网络控制器硬件向归约软件返回归约结果；

7）归约软件收到网络控制器硬件返回的归约结果，一次完整的归约操作完成。

2.根据权利要求1所述的基于网络控制器的归约方法，其特征在于，步骤4）归约软件向网络控制器硬件提交描述符的方式为下述两种方式中的一种：方式一，将描述符存放在系统主存中，网络控制器硬件通过访问主存获取描述符；方式二，通过主机与网络控制器的PCIe接口提交描述符，将描述符写入网络控制器的随机访问存储器中。

3.根据权利要求1所述的基于网络控制器的归约方法，其特征在于，步骤5）中和本节点自身提交的归约描述符进行归约计算时，归约计算结果会替换父节点提交的归约描述符的数据体，所谓替换是指归约数据，不包括归约分支度、归约类型、归约数据位宽。