[发明专利]扩展对某些请求的一致性保护的高速缓存窥探模式

说明书

高速缓存存储器包括数据阵列、指定一致性状态信息的数据阵列的内容的目录、以及通过参考数据阵列和目录处理从系统结构窥探的操作的窥探逻辑。窥探逻辑响应于在系统结构上窥探到发起一致性参与者的刷新或清理存储器访问操作的请求，确定目录是否指示高速缓存存储器具有请求的目标地址的一致性所有权。基于确定目录指示高速缓存存储器具有目标地址的一致性所有权，窥探逻辑提供对请求的一致性响应，使得目标地址的一致性所有权转移到发起一致性参与者，从而发起一致性参与者可以保护目标地址免受冲突的请求。

背景技术

本发明一般涉及数据处理，并且具体涉及扩展对更新系统存储器的刷新(flush)/清理(clean)存储器访问请求的一致性保护的高速缓存窥探模式(snooping mode)。

传统的多处理器(MP)计算机系统，诸如服务器计算机系统，包括多个处理单元，所有处理单元都耦合到系统互连，系统互连通常包括一个或多个地址、数据和控制总线。耦合到系统互连的是系统存储器，其表示多处理器计算机系统中的最低级的共享存储器，并且通常可由所有处理单元进行读取和写入访问。为了减少对驻留在系统存储器中的指令和数据的访问延迟，每个处理单元通常还由相应的多级高速缓存层次结构(multi-level cachehierarchy)来支持，该多级高速缓存层次结构的较低级别可由一个或多个处理器核共享。

高速缓存存储器通常用于临时缓冲可能由处理器访问的存储器块，以便通过减少由于必须从系统存储器加载所需数据和指令而引入的访问延迟来加速处理。在一些MP系统中，高速缓存层次结构包括至少两个级别。级别1(L1)或较高级别高速缓存通常是与特定处理器核相关联的专用高速缓存，并且不能被MP系统中的其它核访问。通常，响应于诸如加载或存储指令的存储器访问指令，处理器核首先访问较高级别高速缓存的目录。如果在较高级高速缓存中没有找到所请求的存储器块，则处理器核访问用于所请求的存储器块的较低级高速缓存(例如，级别2(L2)或级别3(L3)高速缓存)。最低级高速缓存(例如，L2或L3)可以由多个处理器核共享。

因为多个处理器核可以请求对数据的同一高速缓存行的写入访问，并且因为修改的高速缓存行不立即与系统存储器同步，所以多处理器计算机系统的高速缓存层次结构通常实施高速缓存一致性协议，以确保系统存储器的内容的各个处理器核之间的至少最低级别的一致性。特别地，高速缓存一致性至少要求在硬件线程访问存储器块的副本并且随后访问存储器块的更新的副本之后，硬件线程不能再次访问存储器块的旧副本。

一些MP系统支持刷新和清理操作，这使得与刷新或清理操作的目标地址相关联的修改的高速缓存行被从唯一的高速缓存层次结构复制回系统存储器，该唯一的高速缓存层次结构包含处于一致性状态(本文，有时称为“HPC”状态)的高速缓存行(如果存在的话)，该一致性状态指示写入权限。对于清理操作，目标高速缓存行也被转变为未修改的HPC一致性状态。对于刷新操作，HPC状态下的目标高速缓存行，无论是否修改，如果存在，都被转变为无效一致性状态。刷新操作还要求在MP系统的所有高速缓存层次结构中使处于非HPC状态的目标高速缓存行的任何其它一个或多个副本无效。当将目标高速缓存行保持在HPC状态的高速缓存(如果存在)已经完成其处理时，该无效可能未完成。