众核处理器及其空间访问的方法、主核技术

一种众核处理器及其空间访问的方法、主核，其中，所述众核处理器空间访问的方法包括：主核为从核创建页表缓冲，所述页表缓冲与所述从核一一对应，所述页表缓冲用于存储页表；所述从核向所述主核发送服务请求；所述主核装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表；所述主核从所述进程页表中获取所需页表项，并启动页表映射产生物理地址；所述主核使用所述物理地址访问所述从核的物理空间。本发明专利技术的众核处理器及其空间访问的方法、主核，有效的屏蔽了异构众核环境下的多维空间访问复杂性，实现了异构众核环境下从核空间正确高效的访问。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及众核处理器领域，特别涉及众核处理器及其空间访问的方法、主核。
技术介绍
随着半导体技术的发展，传统的单核处理器暴露出许许多多的局限，体系结构设计者为了在处理器性能进一步提升的同时降低功耗和散热，提出了多核处理器 (multi-core processor)和众核处理器(many-core processor)。多核处理器可以分为两种同构多核处理器和异构多核处理器。同构多核处理器内的处理器核类型相同，在多核处理器中处于对等的地位；异构多核处理器内含有不同类型的处理器核，并且不同类型的处理器核在多核处理器内部担当不同角色。众核处理器与多核处理器相比，核心数量更多，而且众核处理器通常都是异构的。在使用众核处理器时，需要选择某个或者某几个核对其他核进行运行控制和空间管理，从而构成主从式的架构，所述的管理核为主核，被管理的核为从核。在异构环境下，主核不能对从核空间进行直接的访问，需要由操作系统支撑，通过指定的接口和协议来进行访问。例如，现有技术中CPU和GPU的异构环境下，CPU并不能直接访问GPU的物理空间(显存)，需要由CPU通过空间映射来建立用户虚拟空间和实际的物理空间的映射关系。在CPU和GPU的异构环境下，CPU看到的GPU的物理空间是一维的地址空间，线性的虚拟地址就可以概括所有的GPU内存空间。但在众核空间下，由于从核数量众多，主核看到的从核空间并不是一维线性的，每个从核在主核的空间视图是完全一样的， 但每个从核使用的物理空间又是不同的，这就带来了多维空间映射和访问的问题。更多有关空间访问的方法还可以参考公开号为CN101430651的中国专利技术专利申请，其公开了一种多核体系中空间访问的方法。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术中异构众核处理器环境下，由于从核物理空间分布存在多维性导致主核访问从核空间困难。为解决上述问题，本专利技术技术方案提供了一种众核处理器空间访问的方法，包括 主核为从核创建页表缓冲，所述页表缓冲与所述从核一一对应，所述页表缓冲用于存储页表；所述从核向所述主核发送服务请求；所述主核装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表；所述主核从所述进程页表中获取所需页表项，并启动页表映射产生物理地址；所述主核使用所述物理地址访问所述从核的物理空间。可选的，所述从核向主核发送服务请求通过核间中断实现，所述核间中断提供中断向量，所述主核装载与发送请求的从核对应的页表缓冲中的页表项到进程页表中包括 所述主核通过所述中断向量确定发送服务请求的从核编号；所述主核装载与所述从核编号对应的页表缓冲中的页表项到进程页表。可选的，所述服务请求的请求消息包含从核信息，所述主核装载与发送请求的从核对应的页表缓冲中的页表项到进程页表中包括所述主核通过所述从核信息确定发送服务请求的从核；所述主核装载与所确定的从核对应的页表缓冲中的页表项到进程页表。可选的，所述主核还包括旁路转换缓冲，所述主核从所述进程页表中获取所需页表项包括判断所述旁路转换缓冲中是否包含所需页表项，若是则主核从旁路转换缓冲获取页表项；若否则主核将所需页表项从进程页表装载到旁路转换缓冲，再从旁路转换缓冲获取所需页表项。对应的，本专利技术技术方案还提供了一种众核处理器，包括主核、主存和从核，所述主核包括创建单元、装载单元、映射单元和访问单元，所述主存包括页表缓冲和进程页表， 所述从核包括请求单元和物理空间，其中所述创建单元适于进程在系统中被创建时在主存中创建所述页表缓冲，所述页表缓冲与所述从核一一对应，所述页表缓冲用于存储页表; 所述装载单元适于装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表；所述映射单元适于从所述进程页表中获取所需页表项，并启动页表映射产生物理地址；所述访问单元适于在映射单元产生物理地址后，根据物理地址访问所述从核的物理空间；所述请求单元适于向所述主核发送服务请求。可选的，所述请求单元为中断单元，适于通过中断信号向主核发送服务请求，所述中断单元还包括中断向量寄存器，适于提供中断向量，所述装载单元装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表包括所述装载单元通过所述中断向量确定发送服务请求的从核编号；所述装载单元装载与所述从核编号对应的页表缓冲中的页表项到进程页表。可选的，所述请求单元向主核发送服务请求的请求消息包含从核信息，所述装载单元装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表包括所述装载单元通过所述从核信息确定发送服务请求的从核；所述装载单元装载与所确定的从核对应的页表缓冲中的页表项到进程页表。可选的，所述主核还包括旁路转换缓冲和判断单元，所述旁路转换缓冲适于缓存页表项，所述判断单元适于判断所述旁路转换缓冲中是否包含所需页表项，所述映射单元从所述进程页表中获取所需页表项包括所述判断单元判断所述旁路转换缓冲中是否包含所需页表项，若是则所述映射单元从所述旁路转换缓冲获取页表项；若否则所述装载单元将所需页表项从所述进程页表装载到旁路转换缓冲，所述映射单元再从旁路转换缓冲获取所需页表项。对应的，本专利技术技术方案还提供了一种主核，包括创建单元、装载单元、映射单元和访问单元，其中所述创建单元适于进程在系统中被创建时在主存中创建所述页表缓冲， 所述页表缓冲与所述从核一一对应，所述页表缓冲用于存储页表；所述装载单元适于装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表；所述映射单元适于从所述进程页表中获取所需页表项，并启动页表映射产生物理地址；所述访问单元适于在映射单元产生物理地址后，根据物理地址访问所述从核的物理空间。可选的，还包括旁路转换缓冲和判断单元，所述旁路转换缓冲适于缓存页表项，所述判断单元适于判断所述旁路转换缓冲中是否包含所需页表项，所述映射单元从所述进程页表中获取所需页表项包括所述判断单元判断所述旁路转换缓冲中是否包含所需页表项，若是则所述映射单元从所述旁路转换缓冲获取页表项；若否则所述装载单元将所需页表项从所述进程页表装载到旁路转换缓冲，所述映射单元再从旁路转换缓冲获取所需页表项。与现有技术相比，本专利技术技术方案提出了一种众核处理器空间访问的方法。上述技术方案中主核为从核创建页表缓冲，所述的页表缓冲与所述从核对应。从核向主核发送服务请求后，主核装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表中。现有技术中，主从式的众核处理器中从核数量众多，各个从核向主核提出服务请求，需要主核根据进程的统一逻辑空间映射各个从核的不同物理空间，就需要主核临时建立逻辑空间到从核物理空间的映射页表，增大了主核负担。本技术方案中，主核事先为各个从核建立页表缓冲，在接收到不同从核发送的服务请求后，只需在对应的页表缓冲中装载页表，无需重复为从核的物理空间建立页表，确保了主核可以正确访问各个从核的空间，有效的屏蔽了异构众核环境下的多维空间访问复杂性，减少了主核访问各从核空间的开销。进一步的，本专利技术的技术方案所述的主核还包括了旁路转换缓冲(TLB : Translation Lookaside Buffer),主核将所需页表项从进程页表装载到旁路转换缓冲,再从旁路转换缓冲获取页表项。旁路转换缓冲为片上的专用高速存储器，将进程部分页表项装载到旁路转换缓冲后，在后续需要多次使用所述页表项时，首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种众核处理器空间访问的方法，其特征在于，包括：主核为从核创建页表缓冲，所述页表缓冲与所述从核一一对应，所述页表缓冲用于存储页表；所述从核向所述主核发送服务请求；所述主核装载与发送服务请求的从核对应的页表缓冲中的页表到进程页表；所述主核从所述进程页表中获取所需页表项，并启动页表映射产生物理地址；所述主核使用所述物理地址访问所述从核的物理空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岩，黄高阳，陈斐，殷红武，
申请(专利权)人：无锡江南计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：