用于優(yōu)化的管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于遵守MPI語(yǔ)義的單個(gè)芯片上的小節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)到點(diǎn)管芯內(nèi)消息傳遞支持。在一方面，使用了遵守用于在單個(gè)芯片中集成的小節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的本地緩沖機(jī)制。從一個(gè)小節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息到相同芯片上的另一個(gè)小節(jié)點(diǎn)可不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行，而是通過(guò)在小節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)到點(diǎn)消息桶中交換消息來(lái)執(zhí)行。消息桶不需要是小節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的一部分?？墒褂脤ｉT(mén)的硬件控制器來(lái)在小節(jié)點(diǎn)和每個(gè)消息桶之間移動(dòng)數(shù)據(jù)，并確保網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的正確運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】用于優(yōu)化的管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)一般涉及計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用，具體地涉及計(jì)算機(jī)架構(gòu)，且更具體地涉及半導(dǎo)體芯片或管芯(die)中的消息傳遞。
【背景技術(shù)】
[0002]利用在芯片上集成的數(shù)量越來(lái)越多的組件來(lái)創(chuàng)建電子電路芯片(或集成半導(dǎo)體電路)。制造單個(gè)芯片以保持多個(gè)小節(jié)點(diǎn)(nodelet)的集成。而且,單芯片上的每個(gè)小節(jié)點(diǎn)可具有若干個(gè)處理器。小節(jié)點(diǎn)中的處理器可以是同構(gòu)的(即，是相同的類型)，或是異構(gòu)的(即，是不同的類型)。每個(gè)小節(jié)點(diǎn)具有其自己的存儲(chǔ)系統(tǒng)，但是小節(jié)點(diǎn)之間的存儲(chǔ)器不被共享。即，每個(gè)小節(jié)點(diǎn)具有單獨(dú)的存儲(chǔ)一致性域。
[0003]在多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)互相通信。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，相鄰節(jié)點(diǎn)間的通信量高于遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。類似地，相鄰節(jié)點(diǎn)間的通信比更遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)間的通信更頻繁。將邏輯上“近的”節(jié)點(diǎn)映射到物理上相鄰的節(jié)點(diǎn)減少了延遲和功耗。通過(guò)將邏輯上近的節(jié)點(diǎn)映射到相同芯片上的節(jié)點(diǎn)，通信的主要部分留在該芯片上。小節(jié)點(diǎn)使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(典型地使用消息傳遞接口(MPI)協(xié)議)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)參與到更大的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。
[0004]但是網(wǎng)絡(luò)通信仍然涉及開(kāi)銷，諸如為了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議任務(wù)、傳輸包以及接收包而需要實(shí)現(xiàn)的工作。
[0005]消息傳遞接口(MPI)是用于高性能計(jì)算(HPC)的編程范式(paradigm)。該模型很流行，主要是因?yàn)槠淇梢浦残院涂鏗PC平臺(tái)的支持。因?yàn)镸PI程序以可移植方式被編寫(xiě)，程序員優(yōu)化與應(yīng)用有關(guān)的方面，諸如計(jì)算和通信，但典型地不針對(duì)執(zhí)行環(huán)境優(yōu)化。特別地，MPI任務(wù)通常以線性次序被映射到處理器。
[0006]A.Aggarwal, A.K.Chandra, and M.Snir.0n communication latency in PRAMcomputation.1n Proceedings of the ACM Symposium on Parallel Algorithms and Architectures，pagesll-21，Junel989，以及 A.Alexandrov, M.F.1onescu，K.E.Schauser，and
C.Scheiman.LogGP:1ncorporating long messages into the LogP model for parallelcomputation.Journal of Parallel and Distributed Computing，44(I):71-79，1997石開(kāi)究了確定應(yīng)用的通信模式.[0007]與這樣的通信模式研究無(wú)關(guān)，另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)類別提供了一種指導(dǎo)MPI程序員的模型。但是，早期模型明確地忽視硬件特點(diǎn)以簡(jiǎn)化模型。更近一些的模型(參見(jiàn)
D.Culler, R.Karp, D.Patterson, A.Sahay, K.E.Schauser, E.Santos, R.Subramonian，andT.von Eicken.LogP:Towards a realistic model parallel computation.1n Proceedingsof the ACM SIGPLAN Symposium on Principles and Practices of ParallelProgramming, Mayl993 以 及 M.1.Frank, A.Agarwal, and M.K.Vernon.LoPCiModelingcontention in parallel algorithms.1n Proceedings of the ACM SIGPLAN Symposiumon Principles and Practices of Parallel Programming，pages276_287，Junel997)試圖開(kāi)發(fā)用于一般網(wǎng)絡(luò)的理論模型。但是，這樣的建模沒(méi)有利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)改善模型精確度。利用現(xiàn)有技術(shù)，很難獲得性能益處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]可提供一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間的消息通信的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)方面，該方法可包括分配桶(bucket)，該桶包含存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義的硬件控制邏輯，用于在第一存儲(chǔ)域(domain)上的第一進(jìn)程和第二存儲(chǔ)域上的第二進(jìn)程之間傳送數(shù)據(jù)，其中第一存儲(chǔ)域和第二存儲(chǔ)域不被共享，且其中該桶不是第一存儲(chǔ)域或第二存儲(chǔ)域的一部分。該方法還可包括將桶映射到第一進(jìn)程。該方法還可包括由第一進(jìn)程將消息數(shù)據(jù)寫(xiě)到桶并調(diào)用發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)，該發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)發(fā)出給第二進(jìn)程的硬件信號(hào)。該方法還可包括響應(yīng)于第二進(jìn)程調(diào)用接收消息傳遞接口函數(shù)，將緩沖區(qū)映射到第二進(jìn)程，其中該第二進(jìn)程被使能以讀取被映射的桶中的數(shù)據(jù)。
[0009]在一個(gè)方面，一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的系統(tǒng)可包括單個(gè)芯片上的多個(gè)小節(jié)點(diǎn)，每個(gè)小節(jié)點(diǎn)具有不與該單個(gè)芯片上的其余小節(jié)點(diǎn)共享的、其自己的存儲(chǔ)一致性(coherence)域,每個(gè)小節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程核(process core),其中該多個(gè)小節(jié)點(diǎn)至少包括具有第一進(jìn)程核和第一存儲(chǔ)一致性域的第一小節(jié)點(diǎn)，以及具有第二進(jìn)程核和第二存儲(chǔ)一致性域的第二小節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)還可包括桶，該桶包括存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義的硬件控制邏輯，用于在多個(gè)小節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)，其中該桶不是小節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)一致性域的一部分。第一進(jìn)程核被使能以將桶映射到第一進(jìn)程核，將消息數(shù)據(jù)寫(xiě)入到桶，以及調(diào)用發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)，該發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)發(fā)出硬件信號(hào)給第二進(jìn)程核。響應(yīng)于第二進(jìn)程核調(diào)用接收消息傳遞接口函數(shù)，緩沖區(qū)被映射到第二進(jìn)程核以使能第二進(jìn)程核讀取數(shù)據(jù)。
[0010]在另一方面，一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的方法可包括保留桶，該桶包括存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義的硬件控制邏輯，用于在第一存儲(chǔ)域上的第一進(jìn)程和第二存儲(chǔ)域上的第二進(jìn)程之間傳送數(shù)據(jù)，其中第一存儲(chǔ)域和第二存儲(chǔ)域不被共享，且其中該桶不是第一存儲(chǔ)域或第二存儲(chǔ)域的一部分。該方法還包括設(shè)置多個(gè)控制位以指示僅用于第一進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)。該方法還可包括接收由第一進(jìn)程調(diào)用的發(fā)送調(diào)用。該方法還可包括設(shè)置控制位以指示用于第一進(jìn)程的共享讀寫(xiě)訪問(wèn)，并發(fā)出硬件信號(hào)給第二進(jìn)程。該方法還可包括接收由第二進(jìn)程調(diào)用的接收調(diào)用。該方法還可包括設(shè)置控制位以指示用于第二進(jìn)程的共享讀寫(xiě)訪問(wèn)。該方法還可包括，響應(yīng)于從第一進(jìn)程接收到取消映射調(diào)用，設(shè)置控制位以指示用于第二進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)。該方法還可包括，響應(yīng)于從第二進(jìn)程接收到取消映射調(diào)用，設(shè)置控制位以指示用于第一進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)。
[0011]還可提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)可由機(jī)器執(zhí)行的指令程序以執(zhí)行在此描述的一個(gè)或多個(gè)方法。
[0012]以下參考附圖詳細(xì)描述進(jìn)一步的特點(diǎn)以及各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。在附圖中，類似的參考標(biāo)號(hào)指示相同或功能上類似的元件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1示出本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的多小節(jié)點(diǎn)芯片的組件。
[0014]圖2示出本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的小節(jié)點(diǎn)間的消息通信機(jī)制。[0015]圖3是示出本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的小節(jié)點(diǎn)到小節(jié)點(diǎn)的通信的流程圖。
[0016]圖4示出了本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中在消息傳輸期間可如何針對(duì)來(lái)自發(fā)送者和接收者進(jìn)程的讀和寫(xiě)來(lái)控制桶。
[0017]圖5示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的消息桶的例子。該例子示出了用于點(diǎn)到點(diǎn)消息傳遞的兩個(gè)小節(jié)點(diǎn)的桶實(shí)現(xiàn)。
[0018]圖6示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的緩沖區(qū)復(fù)制。
[0019]圖7示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的管芯上的多個(gè)小節(jié)點(diǎn)。
[0020]圖8示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的進(jìn)程修改緩沖區(qū)時(shí)的場(chǎng)景。
[0021]圖9示出了消息桶的一個(gè)例子，其中多個(gè)小節(jié)點(diǎn)的桶實(shí)現(xiàn)被提供，以用于將消息傳送到多個(gè)小節(jié)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]在復(fù)雜的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行科學(xué)和高性能應(yīng)用時(shí)的大部分網(wǎng)絡(luò)流量是在相對(duì)本地的節(jié)點(diǎn)之間，僅有小部分流量到系統(tǒng)中相對(duì)較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)。因此，在本地節(jié)點(diǎn)間具有快速和高效的通信方式是有益的。
[0023]本公開(kāi)描述了不同存儲(chǔ)域之間的通信機(jī)制。在一個(gè)方面，為遵守MPI語(yǔ)義的單個(gè)芯片上的小節(jié)點(diǎn)提供了低開(kāi)銷、低延遲的點(diǎn)到點(diǎn)小節(jié)點(diǎn)內(nèi)消息傳遞支持。在一個(gè)方面，使用了本地緩沖機(jī)制，該機(jī)制遵守用于在單個(gè)芯片上集成的小節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。在本公開(kāi)的方法的一個(gè)實(shí)施例中，從一個(gè)小節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息到相同芯片上的另一個(gè)小節(jié)點(diǎn)不是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行的，而是通過(guò)交換小節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)到點(diǎn)消息桶中的消息執(zhí)行的。消息桶不是小節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的一部分。專用的硬件控制器被用于在小節(jié)點(diǎn)和每個(gè)消息桶之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0024]圖1示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的多小節(jié)點(diǎn)芯片的組件。多個(gè)小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)可被集成到芯片102中。每個(gè)小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)可具有一個(gè)或多個(gè)同構(gòu)的或異構(gòu)的處理器內(nèi)核。每個(gè)小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)也具有其單獨(dú)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。小節(jié)點(diǎn)(例如104、105)之間的存儲(chǔ)器不被共享。使用網(wǎng)絡(luò)連接114和MPI協(xié)議，小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)參與更大的多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。從小節(jié)點(diǎn)內(nèi)的進(jìn)程到位于不同芯片上的其他進(jìn)程的消息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送。從小節(jié)點(diǎn)內(nèi)的進(jìn)程到位于相同芯片上的不同小節(jié)點(diǎn)中的其他進(jìn)程的消息不是經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)、而是通過(guò)在小節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)到點(diǎn)消息桶(例如108、110、112)中交換消息來(lái)執(zhí)行的。在一個(gè)實(shí)施例中，點(diǎn)到點(diǎn)消息桶(例如108、110、112)被用來(lái)在相同芯片102上的小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)間傳輸MPI數(shù)據(jù)。桶(例如108、110、112)包括存儲(chǔ)空間和遵守諸如MPI的消息協(xié)議的硬件控制邏輯，并可被芯片上的所有小節(jié)點(diǎn)使用以將消息從一個(gè)小節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到相同芯片上的另一個(gè)小節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，消息桶(例如108、110、112)不是芯片上的任何小節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)小節(jié)點(diǎn)(例如104、106)中的硬件控制器被用來(lái)訪問(wèn)消息桶(例如108、110、112)。消息桶(例如108、110、112)在一個(gè)實(shí)施例中支持MPI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。消息桶含有存儲(chǔ)器和控制邏輯，其用于從一個(gè)小節(jié)點(diǎn)接收消息、向另一個(gè)小節(jié)點(diǎn)通知關(guān)于消息等待、以及確保對(duì)桶中的特定存儲(chǔ)器的獨(dú)占訪問(wèn)(如由用于兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的消息傳輸?shù)腗PI協(xié)議所定義的)。關(guān)于這點(diǎn)如何實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)將從以下描述中變得明顯。[0025]圖2是示出本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的小節(jié)點(diǎn)間的消息通信機(jī)制的圖。芯片202的小節(jié)點(diǎn)204上的進(jìn)程0216 (例如核)可將短MPI點(diǎn)到點(diǎn)消息發(fā)送到相同芯片202上的小節(jié)點(diǎn)上的進(jìn)程1218 (例如核)，例如如下所示。在相同芯片上的小節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送消息是通過(guò)使用消息桶來(lái)執(zhí)行的。在將消息從進(jìn)程0215發(fā)送到進(jìn)程1218之前，為該傳輸來(lái)識(shí)別可用的桶，且識(shí)別的桶被保留以在消息傳輸期間用于該消息的獨(dú)占使用。該保留是由操作系統(tǒng)(OS)對(duì)應(yīng)用透明地執(zhí)行的。進(jìn)程0216例如經(jīng)由諸如my_addr=bucket_alloc的函數(shù)或?qū)嵱贸绦蛘{(diào)用來(lái)發(fā)起該功能。該函數(shù)bucket_alloc識(shí)別可用的桶。這類似于對(duì)malloc的調(diào)用，并使得來(lái)自桶的存儲(chǔ)區(qū)正常地出現(xiàn)在調(diào)用進(jìn)程的地址空間208中。在一個(gè)實(shí)施例中，桶的大小可在函數(shù)中作為參數(shù)被指定。在另一個(gè)實(shí)施例中，桶中的緩沖區(qū)的大小可以是預(yù)定的。在又一個(gè)實(shí)施例中，不同的桶指定了不同的緩沖區(qū)大小?，F(xiàn)在，新的存儲(chǔ)區(qū)域作為進(jìn)程0的地址空間的一部分出現(xiàn)，且該進(jìn)程可通過(guò)對(duì)該存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行尋址來(lái)寫(xiě)到該存儲(chǔ)區(qū)。例如，進(jìn)程0可執(zhí)行合適的計(jì)算，并將數(shù)據(jù)寫(xiě)到分配的地址。這將桶0208映射到進(jìn)程0216，且進(jìn)程0可執(zhí)行MPI_Send.[0026]當(dāng)進(jìn)程0準(zhǔn)備好將消息從桶0發(fā)送到進(jìn)程I時(shí)，它調(diào)用MPI_Send函數(shù)。桶0中的專門(mén)的控制硬件通知進(jìn)程I存在消息以供其接收，且其位置是桶O。這觸發(fā)了進(jìn)程I發(fā)出MPI_Recv調(diào)用，其將會(huì)有效地將桶0映射到進(jìn)程I的存儲(chǔ)空間。在進(jìn)程0216和進(jìn)程1218分別調(diào)用MPI_Send和MPI_Recv后，桶0208被映射到進(jìn)程216和218兩者。以此，桶0屬于兩個(gè)進(jìn)程的存儲(chǔ)空間，且兩個(gè)進(jìn)程對(duì)其具有完整的讀寫(xiě)訪問(wèn)。但是，在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，為了遵守MPI語(yǔ)法(或其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議語(yǔ)法)，一旦被發(fā)送，消息不再能被生成該消息的進(jìn)程修改。類似地，在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，如果消息仍然在進(jìn)程0的存儲(chǔ)區(qū)域中，它不能被任何其他進(jìn)程(包括進(jìn)程I)修改。因此，當(dāng)任一進(jìn)程寫(xiě)該桶0208時(shí)，觸發(fā)“寫(xiě)時(shí)復(fù)制”協(xié)議，其中生成桶的新副本。映射被調(diào)整，以使得桶現(xiàn)在指向正確的所有者。
[0027]圖3是示出本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的小節(jié)點(diǎn)到小節(jié)點(diǎn)通信的流程圖。小節(jié)點(diǎn)(例如被稱為小節(jié)點(diǎn)0或第一小節(jié)點(diǎn))上的進(jìn)程或核(例如被稱為進(jìn)程0或第一進(jìn)程)可將消息(例如短MPI點(diǎn)到點(diǎn)消息)發(fā)送到另一個(gè)小節(jié)點(diǎn)(例如被稱為小節(jié)點(diǎn)I或第二小節(jié)點(diǎn))上的另一個(gè)進(jìn)程或核(例如被稱為進(jìn)程I或第二進(jìn)程)。在302，桶被創(chuàng)建并被映射到進(jìn)程O(píng)。可提供函數(shù)調(diào)用，以創(chuàng)建桶并將進(jìn)程映射到該桶。例如，send_addr=Bucket_alloc(size, -1)(進(jìn)程0)可創(chuàng)建桶，并映射到被稱為進(jìn)程0的進(jìn)程。在桶被映射后，進(jìn)程0可將消息數(shù)據(jù)以和它訪問(wèn)任何其他存儲(chǔ)器相同的方式寫(xiě)到桶。一旦準(zhǔn)備好發(fā)送消息，在304，進(jìn)程0通過(guò)調(diào)用在本公開(kāi)中提供的發(fā)送函數(shù)來(lái)發(fā)送消息。發(fā)送函數(shù)指定了若干參數(shù)，包括諸如創(chuàng)建的桶的地址、進(jìn)程0的傳送者信息或組標(biāo)識(shí)符、數(shù)據(jù)格式以及應(yīng)當(dāng)接收消息的接收節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)符等信息。調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)出了給接收者即小節(jié)點(diǎn)I上的特定核的硬件信號(hào)。發(fā)出的信號(hào)在小節(jié)點(diǎn)I上被接收，并且它可以包含識(shí)別接收節(jié)點(diǎn)的信息并可以包含特定的桶(例如bucket_id)信息以及等待被接收的活動(dòng)消息，或者它是用于接收小節(jié)點(diǎn)的關(guān)于消息正在等待的信號(hào)，其后函數(shù)被調(diào)用以識(shí)別哪個(gè)節(jié)點(diǎn)接收了消息并且消息正在哪個(gè)桶中等待。這樣的發(fā)送函數(shù)的一個(gè)例子是 MPI_Send (send_addr, communicator_info, data_type, Processl),其中send_addr是指向桶的引用指針或桶的地址，communicator_info是組信息,接收進(jìn)程是該組信息的一部分，data_type是被傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式,且Processl是消息的接收者。
[0028]在306，接收者進(jìn)程即進(jìn)程I得到信號(hào)。在步驟308，根據(jù)進(jìn)程I在信號(hào)之前還是之后調(diào)用了接收函數(shù)，可出現(xiàn)兩種場(chǎng)景。這樣的接收函數(shù)的一個(gè)例子是MPI_Recv。在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，僅在進(jìn)程I調(diào)用MPI_Recv函數(shù)后才可以接收消息。如果進(jìn)程I沒(méi)有調(diào)用MPI_Recv，硬件信號(hào)保持在未決狀態(tài)。在310，在進(jìn)程I調(diào)用MPI_Recv(recv_addr, communicator_info, data_type, ProcessO)后，recv_addr 被映身寸至丨J bucket_id,且桶存儲(chǔ)器被映射到接收者存儲(chǔ)空間中的接收地址。接收進(jìn)程即進(jìn)程I被使能以讀取recv_addr處的數(shù)據(jù)。已在桶中可用的消息數(shù)據(jù)現(xiàn)在可被進(jìn)程I訪問(wèn)。因此，進(jìn)程I接收消息，且消息已在其存儲(chǔ)器中。在312，來(lái)自桶的硬件信號(hào)被重置以反映正被傳遞的消息的狀態(tài)。
[0029]圖4示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中在消息傳遞期間如何針對(duì)來(lái)自發(fā)送者和接收者進(jìn)程的讀寫(xiě)來(lái)控制桶。在402，發(fā)送者進(jìn)程可保留桶。在404，為僅用于發(fā)送者進(jìn)程的該桶的獨(dú)占讀/寫(xiě)訪問(wèn)設(shè)置控制位。在406，如果發(fā)送者進(jìn)程調(diào)用發(fā)送調(diào)用或函數(shù)，則在408為用于發(fā)送者進(jìn)程的共享讀/寫(xiě)訪問(wèn)設(shè)置控制位，且為接收者進(jìn)程發(fā)出硬件信號(hào)。在410，如果接收者進(jìn)程調(diào)用接收調(diào)用或函數(shù)，為用于接收者進(jìn)程的共享讀/寫(xiě)訪問(wèn)設(shè)置控制位。在414，如果發(fā)送者進(jìn)程或接收者進(jìn)程調(diào)用取消映射調(diào)用或類似函數(shù)，桶與該進(jìn)程斷開(kāi)連接，并針對(duì)仍然具有映射的桶的其他進(jìn)程的獨(dú)占讀/寫(xiě)訪問(wèn)來(lái)設(shè)置控制位。在418，當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程都從桶斷開(kāi)時(shí)，桶被釋放。
[0030]圖5示出了在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的消息桶的例子。該例子示出了用于點(diǎn)到點(diǎn)消息傳遞的兩個(gè)小節(jié)點(diǎn)的桶實(shí)現(xiàn)。桶500可包括存儲(chǔ)陣列508以及遵守網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的用于訪問(wèn)存儲(chǔ)陣列的硬件控制邏輯514。桶還可包括狀態(tài)/控制(SC)寄存器502，以及用于存儲(chǔ)陣列508的每個(gè)元素的一組訪問(wèn)位510。SC寄存器502存儲(chǔ)小節(jié)點(diǎn)對(duì)于存儲(chǔ)陣列508的元素的訪問(wèn)的類型的指示。SC寄存器502可指示的訪問(wèn)類型可包括但不限于獨(dú)占寫(xiě)、獨(dú)占讀、共享寫(xiě)、共享讀、獨(dú)占讀寫(xiě)、共享讀寫(xiě)和其他。在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)陣列508具有與每個(gè)地址相關(guān)的兩個(gè)組，組0512和組1514。考慮小節(jié)點(diǎn)0 (NO) 504上的進(jìn)程分配了桶500的緩沖區(qū)或存儲(chǔ)陣列。桶500給小節(jié)點(diǎn)0504分配獨(dú)占讀/寫(xiě)(RW)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)使用桶的組0512，小節(jié)點(diǎn)0504將消息數(shù)據(jù)寫(xiě)入到桶502。小節(jié)點(diǎn)0504發(fā)出mpi_send，其指示被分配的桶的地址，例如，addr I o消息桶(MB)邏輯對(duì)addrl進(jìn)行解碼,并且基于addrl是否位于相同的芯片(例如小節(jié)點(diǎn)1506)上或addrl是否在芯片外，可出現(xiàn)兩種場(chǎng)景。如果addrl位于相同的芯片上，消息桶502的邏輯例如通過(guò)發(fā)出中斷來(lái)通知小節(jié)點(diǎn)1506。如果addrl不是位于相同的芯片上，消息桶500的邏輯通知連接到芯片的網(wǎng)絡(luò)消息單元(MU)消息已準(zhǔn)備好經(jīng)由芯片上的網(wǎng)絡(luò)接口(未示出)來(lái)發(fā)送。小節(jié)點(diǎn)1506將分配的接收緩沖區(qū)映射到桶500。桶500將讀(R)狀態(tài)分配給小節(jié)點(diǎn)1506，以及將R狀態(tài)分配給小節(jié)點(diǎn)0504。每個(gè)進(jìn)程的訪問(wèn)狀態(tài)和共享狀態(tài)在SC寄存器502中被指示。如果兩個(gè)進(jìn)程僅發(fā)出讀訪問(wèn)，數(shù)據(jù)從組0512被讀出，且組I中的數(shù)據(jù)不被指定和訪問(wèn)。
[0031]在該例子中，存儲(chǔ)器中的兩個(gè)字(w0和wl)被映射到每個(gè)地址字，組0和組I。在寫(xiě)入消息時(shí)，它被寫(xiě)入到第一組，且用于被寫(xiě)入到第一字組中的所有字的所有訪問(wèn)位510被設(shè)置為用于w0的11和用于wl的00。如果在訪問(wèn)狀態(tài)被設(shè)為共享后,小節(jié)點(diǎn)0504或小節(jié)點(diǎn)1506發(fā)出對(duì)分配的緩沖區(qū)的寫(xiě)入，則消息桶500檢測(cè)到?jīng)_突。消息桶500將第一組中被修改的字保存在存儲(chǔ)器桶的wl位置，并將僅用于w0中的被修改的字的訪問(wèn)位設(shè)置為01，且將用于wl的設(shè)置為10。于是小節(jié)點(diǎn)I看到其緩沖區(qū)未被修改，且小節(jié)點(diǎn)0看到其修改。如果小節(jié)點(diǎn)0504向分配的緩沖區(qū)發(fā)出對(duì)具有w011和wlOO的字的寫(xiě)入，它將修改的字寫(xiě)入到wl，且消息桶將用于WO的位設(shè)為10，并將用于Wl的位設(shè)為01。這兩組訪問(wèn)位為每個(gè)存儲(chǔ)器元件以及為這兩個(gè)組定義了哪個(gè)進(jìn)程可以訪問(wèn)每個(gè)組。這兩個(gè)訪問(wèn)位為兩個(gè)進(jìn)程中的每個(gè)進(jìn)程定義了該存儲(chǔ)器項(xiàng)中的組的可見(jiàn)性。因此，例如用于wO的值01和用于wl的10指示小節(jié)點(diǎn)0504能訪問(wèn)組1，但不能訪問(wèn)組0,而小節(jié)點(diǎn)I能訪問(wèn)組0但不能訪問(wèn)組I。以這種方式，沖突數(shù)據(jù)有兩個(gè)不同的副本，在發(fā)出mpi_Send調(diào)用后一個(gè)進(jìn)程修改了所述數(shù)據(jù)。小節(jié)點(diǎn)0504和小節(jié)點(diǎn)1506具有其私有的數(shù)據(jù)副本，它們可以修改所述數(shù)據(jù)副本而不改變用于其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)。對(duì)于在mpi_Send被發(fā)出后未被任何進(jìn)程寫(xiě)入的存儲(chǔ)器項(xiàng)，數(shù)據(jù)被放置在組0中，且用于該存儲(chǔ)器項(xiàng)的訪問(wèn)位是用于wO的11和用于wl的00。
[0032]圖6是示出在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中調(diào)用緩沖區(qū)副本的流程圖。在602，接收來(lái)自例如被稱為進(jìn)程0的進(jìn)程的對(duì)桶的存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求。在604，檢查用于進(jìn)程0的桶中的控制位設(shè)置。在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，一旦桶被映射，僅發(fā)送進(jìn)程0和接收進(jìn)程I能對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。在606，檢查進(jìn)程0是否能訪問(wèn)該桶。如果是，在608，檢查該請(qǐng)求是否是請(qǐng)求寫(xiě)入到桶。如果是，在610，檢查進(jìn)程0是否具有獨(dú)占訪問(wèn)權(quán)。如果是，在612數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到桶存儲(chǔ)器中的第一字組即組O。否則，如果進(jìn)程0不具有獨(dú)占訪問(wèn)權(quán)而是共享訪問(wèn)權(quán)，在614，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到桶存儲(chǔ)器中的第二字組即組I。在608，如果確定請(qǐng)求不是寫(xiě)請(qǐng)求，則在616檢查是否存在修改的字。如果是，在618，返回第二字組即組I中的數(shù)據(jù)。如果不是，在620，返回第一字組即組0中的數(shù)據(jù)。盡管該流程圖描述了用于第一進(jìn)程0的訪問(wèn)，通過(guò)總是訪問(wèn)第一字組即組0，可執(zhí)行對(duì)來(lái)自接收者進(jìn)程(例如被稱為進(jìn)程I)的對(duì)桶的訪問(wèn)。例如，開(kāi)始寫(xiě)入到共享字的第一小節(jié)點(diǎn)將使用組I字《1來(lái)開(kāi)始，而其他小節(jié)點(diǎn)(接收者小節(jié)點(diǎn))將使用組0字wO來(lái)繼續(xù)。訪問(wèn)位被相應(yīng)地修改，且在存儲(chǔ)陣列中可以是逐行不同的。
[0033]圖7示出了本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中的管芯上的多個(gè)小節(jié)點(diǎn)。圖7示出的管芯可以是一片半導(dǎo)體材料或電介質(zhì)，其上可集成(例如安裝、蝕刻或形成)一個(gè)或多個(gè)電子組件。在一個(gè)實(shí)施例中，桶(例如712、714、716、718)可在多節(jié)點(diǎn)芯片702上的所有小節(jié)點(diǎn)(例如704、706、708、710)之間共享，并可以被芯片上的所有小節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)。在一個(gè)實(shí)施例中，僅兩個(gè)小節(jié)點(diǎn)一一個(gè)發(fā)送小節(jié)點(diǎn)和一個(gè)接收小節(jié)點(diǎn)一連接到桶。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)桶(例如712、714、716、718)可被映射到多于一個(gè)的小節(jié)點(diǎn)(例如704、706、708、710)，其中一個(gè)小節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，而另外的小節(jié)點(diǎn)接收消息。例如，小節(jié)點(diǎn)0 (704)上的進(jìn)程0可將相同的消息發(fā)送到所有的其他小節(jié)點(diǎn)，即小節(jié)點(diǎn)I (706)、小節(jié)點(diǎn)2 (708)和小節(jié)點(diǎn)3 (710)，在該情況下所有這些小節(jié)點(diǎn)指向相同的桶，并將該桶的存儲(chǔ)區(qū)域映射到其存儲(chǔ)空間，并可訪問(wèn)來(lái)自該相同的桶的數(shù)據(jù)。
[0034]圖8示出了在本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中由進(jìn)程使用桶緩沖區(qū)來(lái)發(fā)送修改的消息時(shí)的示例性場(chǎng)景。開(kāi)始，小節(jié)點(diǎn)0 (804)上的進(jìn)程820發(fā)送消息給小節(jié)點(diǎn)I (806)和小節(jié)點(diǎn)3 (810)。開(kāi)始，小節(jié)點(diǎn)0 (804)是桶01 (812)中的消息的發(fā)送者，且小節(jié)點(diǎn)I (806)和3(810)將作為該消息的接收者指向桶01 (812)。如果小節(jié)點(diǎn)0 (804)上的進(jìn)程820修改其緩沖區(qū)(812)以將其發(fā)送到另一個(gè)進(jìn)程，例如到小節(jié)點(diǎn)2 (808)，會(huì)出現(xiàn)該圖中示出的場(chǎng)景。在該情況下，在修改數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到桶01之前，生成具有桶01數(shù)據(jù)的副本的新的桶(例如814)以保持給小節(jié)點(diǎn)I (806)和小節(jié)點(diǎn)3 (810)的消息。新的桶(例如814)保持在桶01 (812 )中的消息被修改前該桶中的消息。在一個(gè)實(shí)施例中，硬件控制邏輯在新的桶(例如814)中生成桶01 (812)的副本并改變指針，以使得小節(jié)點(diǎn)I (806)和小節(jié)點(diǎn)3 (810)指向新的桶(例如814)。在另一個(gè)實(shí)施例中，新數(shù)據(jù)(修改的數(shù)據(jù))可被寫(xiě)入到桶02，而桶01保持原始數(shù)據(jù)不變，在該情況下小節(jié)點(diǎn)1806和小節(jié)點(diǎn)3814的指針被保持為指向桶01812 ;且小節(jié)點(diǎn)2808將指向桶02814以接收修改的消息。
[0035]圖9示出了消息桶的例子，其中提供了多個(gè)小節(jié)點(diǎn)的桶實(shí)現(xiàn)，用于將消息傳送到多個(gè)小節(jié)點(diǎn)。桶900包括存儲(chǔ)陣列910、訪問(wèn)位912、狀態(tài)寄存器902和控制邏輯914。存儲(chǔ)陣列910可從多個(gè)小節(jié)點(diǎn)904、906、908來(lái)訪問(wèn)，并含有用于桶中的存儲(chǔ)陣列的每個(gè)條目的若干組。桶中的存儲(chǔ)陣列的每行具有L個(gè)平行的字組，L個(gè)字(wO、wl-wl-1)被映射到每個(gè)地址。因此，對(duì)于桶中的存儲(chǔ)空間中的任何地址，字被映射到它。在一個(gè)實(shí)施例中，字的數(shù)量L是2或更多，但少于或等于可對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)的小節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。每個(gè)存儲(chǔ)陣列元件具有分配給它的M個(gè)訪問(wèn)位，其中M是可訪問(wèn)該桶并同時(shí)將該桶映射到其地址的小節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。用于任何字w-sub-k的第m個(gè)位指定了該字對(duì)第m個(gè)小節(jié)點(diǎn)的所有權(quán)。開(kāi)始，含有字wO的第一組0的所有權(quán)被分配為發(fā)送和接收小節(jié)點(diǎn)。如果發(fā)送或接收小節(jié)點(diǎn)試圖寫(xiě)入到該組0且桶處于共享模式，沖突被檢測(cè)到且新的字被寫(xiě)入到另一個(gè)字，例如字wl。用于字wO和wl的訪問(wèn)位被修改以描述新的所有權(quán)。在該例子中，在試圖寫(xiě)入到該緩沖區(qū)前，用于字wl的訪問(wèn)位被設(shè)置為用于字wO的訪問(wèn)位。用于wO的訪問(wèn)位將被設(shè)置以包括重寫(xiě)的緩沖區(qū)(wO)的接收者。如果發(fā)送小節(jié)點(diǎn)將該緩沖區(qū)(wO)發(fā)送到第三或第四小節(jié)點(diǎn)，為發(fā)送者擁有的每個(gè)字設(shè)置更多的所有者位?？纱嬖诰彌_區(qū)析最多L個(gè)不同版本，其具有由訪問(wèn)位指定所有權(quán)、以及參與的小節(jié)點(diǎn)和在SC寄存器中指定的桶模式。
[0036]本公開(kāi)的桶也可被一般化為其他編程模型。
[0037]例如,通過(guò)使用諸如upc_all_alloc、upc_global_alloc的調(diào)用，通用程序計(jì)數(shù)器(UPC)創(chuàng)建共享的存儲(chǔ)陣列。這些可被所有線程訪問(wèn)。在另一個(gè)方面，MPI遠(yuǎn)程存儲(chǔ)訪問(wèn)(RMA)具有存儲(chǔ)器窗口的概念，每個(gè)進(jìn)程向所有進(jìn)程暴露特定的存儲(chǔ)器大小，例如MPI_WIN_CREATE。當(dāng)這些進(jìn)程或線程位于節(jié)點(diǎn)內(nèi)時(shí)，各桶可被用來(lái)將該窗口或陣列相互暴露。桶提供用于訪問(wèn)該陣列或存儲(chǔ)器窗口的必要的“一致性域”。這些模型具有不同的存儲(chǔ)一致性語(yǔ)義，例如UPC要求寫(xiě)入是松馳的還是嚴(yán)格的。RMA還具有本地“相對(duì)”遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器窗口的概念，這需要被明確地同步，從而存儲(chǔ)器是一致的。本公開(kāi)的桶邏輯在一個(gè)實(shí)施例中可被擴(kuò)展以包含這些編程模型相關(guān)語(yǔ)義和一致性模型。
[0038]所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即:完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的各個(gè)方面還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼
[0039]可以采用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任意組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是一但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)盤(pán)、硬盤(pán)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。[0040]計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0041]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無(wú)線、有線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0042]可以以一種或多種編程語(yǔ)言的任意組合來(lái)編寫(xiě)用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述編程語(yǔ)言包括硬件描述語(yǔ)言(HDL)，面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言一諸如Java、Smalltalk、C++等，還包括常規(guī)的過(guò)程式編程語(yǔ)目一諸如“C”語(yǔ)目或類似的編程語(yǔ)目，腳本語(yǔ)言-諸如Perl、VBS語(yǔ)言或類似的語(yǔ)言，或函數(shù)式語(yǔ)言_諸如Lisp、ML,以及面向邏輯的語(yǔ)言-諸如可使用的Prolog語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過(guò)任意種類的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計(jì)算機(jī)，或者，可以連接到外部計(jì)算機(jī)(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)。
[0043]參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機(jī)器，使得這些計(jì)算機(jī)程序指令在通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時(shí)，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的函數(shù)/動(dòng)作的裝置。
[0044]也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這些指令使得計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的函數(shù)/動(dòng)作的指令的制造品(article of manufacture)?
[0045]計(jì)算機(jī)程序指令也可被加載到計(jì)算機(jī)、其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或使得一系列可操作步驟在計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行的其他裝置、其他可編程設(shè)備或其他裝置以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)執(zhí)行的過(guò)程，這樣當(dāng)指令在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行時(shí)，提供過(guò)程以實(shí)施在流程圖和/或流程框圖或框圖中執(zhí)行的函數(shù)/行為。
[0046]附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、函數(shù)和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯函數(shù)的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的函數(shù)也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的函數(shù)而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的函數(shù)或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0047]計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括使得在此描述的方法被實(shí)施的所有特點(diǎn)，且當(dāng)被加載在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，能執(zhí)行方法。計(jì)算機(jī)程序、軟件程序、程序或軟件，在本上下文中指旨在使得具有信息處理能力的計(jì)算機(jī)直接地或在以下操作后執(zhí)行特定功能的一組指令的任何語(yǔ)言、代碼或符號(hào)的任何表達(dá):(a)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)語(yǔ)言、代碼或表示；以及/或(b)以不同的材料形式被再現(xiàn)。
[0048]此處使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述特定實(shí)施例，且不旨在限制本發(fā)明。如在此使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文另有清楚的規(guī)定。還將理解，當(dāng)在本說(shuō)明中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”明確說(shuō)明存在所陳述的特點(diǎn)、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他的特點(diǎn)、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組。
[0049]以下權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能元件的相應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、行為和等價(jià)物旨在包括用于結(jié)合在權(quán)利要求中特意闡明的其他元件而執(zhí)行該功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或行為。本發(fā)明的說(shuō)明已出于解釋和描述的目的被展示，但不旨在窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開(kāi)的形式。許多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是明顯的，且不脫離本發(fā)明的精神和范圍。選擇并描述實(shí)施例是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，且使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能針對(duì)具有適用于所打算的特定用途的各種修改的各種實(shí)施例理解本發(fā)明。
[0050]本公開(kāi)的各方面可被實(shí)施為程序、軟件或?qū)嵤┰谟?jì)算機(jī)或機(jī)器可用或可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)在計(jì)算機(jī)、處理器和/或機(jī)器上執(zhí)行時(shí)，其使得計(jì)算機(jī)或機(jī)器執(zhí)行方法的步驟。也提供了由機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)設(shè)備，有形地實(shí)施可由機(jī)器執(zhí)行以執(zhí)行在本公開(kāi)中描述的各種功能和方法的程序。
[0051]本公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可被實(shí)施并運(yùn)行在通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)系統(tǒng)上。在本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”和“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”可包括固定和/或可移動(dòng)計(jì)算機(jī)硬件、軟件、外設(shè)和存儲(chǔ)設(shè)備的各種結(jié)合。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括多個(gè)單個(gè)組件，其被聯(lián)網(wǎng)或以其他方式鏈接以共同執(zhí)行，或可包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的組件。本申請(qǐng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件組件可包括并可被包括在諸如臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦和/或服務(wù)器的固定和可移動(dòng)裝置中。模塊可以是裝置的組件、軟件、程序或系統(tǒng)，其實(shí)施某些“函數(shù)”，其可被實(shí)施為軟件、硬件、固件、電子電路等。
[0052]以上描述的實(shí)施例是描述性例子，且不應(yīng)理解為本發(fā)明限于這些特定實(shí)施例。因此，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各種修改和變化而不脫離在所附權(quán)利要求書(shū)中限定的本發(fā)明的精神或范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的方法，包括: 分配桶，該桶包含存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義的硬件控制邏輯，以在第一存儲(chǔ)域上的第一進(jìn)程和第二存儲(chǔ)域上的第二進(jìn)程之間傳送數(shù)據(jù)，其中第一存儲(chǔ)域和第二存儲(chǔ)域不被共享，且其中該桶不是第一存儲(chǔ)域或第二存儲(chǔ)域的一部分； 將桶映射到第一進(jìn)程； 由第一進(jìn)程將消息數(shù)據(jù)寫(xiě)到桶，并調(diào)用發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)，該函數(shù)發(fā)出給第二進(jìn)程的硬件信號(hào)；以及 響應(yīng)于第二進(jìn)程調(diào)用接收消息傳遞接口函數(shù)，將緩沖區(qū)映射到第二進(jìn)程，其中第二進(jìn)程被使能讀取映射的桶中的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一進(jìn)程是在單個(gè)芯片上具有第一存儲(chǔ)域的第一小節(jié)點(diǎn)的組件，且第二進(jìn)程是在該單個(gè)芯片上具有第二存儲(chǔ)域的第二小節(jié)點(diǎn)的組件。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述桶在單個(gè)芯片上的所有小節(jié)點(diǎn)之間共享。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述桶被映射到多個(gè)接收小節(jié)點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括響應(yīng)于第二進(jìn)程調(diào)用接收消息傳遞接口函數(shù)，重置硬件信號(hào)。
6.一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的系統(tǒng)，包括: 單個(gè)芯片上的多個(gè)小節(jié)點(diǎn)，每個(gè)小節(jié)點(diǎn)具有不與單個(gè)芯片上的其余小節(jié)點(diǎn)共享的、其自己的存儲(chǔ)一致性域，每個(gè)小節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程核，其中所述多個(gè)小節(jié)點(diǎn)至少包括具有第一進(jìn)程核和第一存儲(chǔ)一致性域的第一小節(jié)點(diǎn)，以及具有第二進(jìn)程核和第二存儲(chǔ)一致性域的第二小節(jié)點(diǎn)； 桶，其包括存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義硬件控制邏輯，用于在多個(gè)小節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)，其中該桶不是小節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)一致性域的一部分，其中: 第一進(jìn)程核被使能以將桶映射到第一進(jìn)程核，將消息數(shù)據(jù)寫(xiě)入到桶，以及調(diào)用發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)，該發(fā)送消息傳遞接口函數(shù)發(fā)出對(duì)第二進(jìn)程核的硬件信號(hào)，且其中響應(yīng)于第二進(jìn)程核調(diào)用接收消息傳遞接口函數(shù)，緩沖區(qū)被映射到第二進(jìn)程核以使能第二進(jìn)程核讀取數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述桶在單個(gè)芯片上的所有小節(jié)點(diǎn)之間共享。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述桶被映射到多個(gè)接收小節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述存儲(chǔ)陣列包括被映射到每個(gè)地址字的存儲(chǔ)器中的若干字，所述若干字中的每個(gè)對(duì)應(yīng)于可訪問(wèn)所述桶的一個(gè)所述小節(jié)點(diǎn)，且所述桶還包括可被操作以存儲(chǔ)位的訪問(wèn)位寄存器，所述位指示哪個(gè)小節(jié)點(diǎn)能訪問(wèn)所述若干字中的哪個(gè)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述若干字的數(shù)量是2或更多，但少于或等于所述多個(gè)小節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述桶還包括狀態(tài)寄存器，其可被操作以存儲(chǔ)所述多個(gè)小節(jié)點(diǎn)對(duì)所述寄存器陣列的訪問(wèn)權(quán)限的狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中響應(yīng)于第一進(jìn)程核試圖將數(shù)據(jù)寫(xiě)到所述若干字中的第一字，所述桶的硬件控制邏輯可操作以確定第一進(jìn)程核是否對(duì)第一字有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)，且如果第一進(jìn)程核對(duì)于第一字具有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到第一字，且如果第一進(jìn)程核對(duì)第一字沒(méi)有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)，數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到所述若干字中的第二字，且所述訪問(wèn)位寄存器被修改以指示第一進(jìn)程核現(xiàn)在對(duì)第二字有訪問(wèn)權(quán)。
13.一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的方法，包括: 保留桶，其包含存儲(chǔ)陣列和支持消息傳遞接口語(yǔ)義的硬件控制邏輯，用于在第一存儲(chǔ)域上的第一進(jìn)程和第二存儲(chǔ)域上的第二進(jìn)程之間傳送數(shù)據(jù)，其中第一存儲(chǔ)域和第二存儲(chǔ)域不被共享，且其中該桶不是第一存儲(chǔ)域或第二存儲(chǔ)域的一部分； 設(shè)置多個(gè)控制位以指示僅用于第一進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)； 接收由第一進(jìn)程調(diào)用的發(fā)送調(diào)用； 設(shè)置控制位以指示用于第一進(jìn)程的共享讀寫(xiě)訪問(wèn)，并發(fā)出用于第二進(jìn)程的硬件信號(hào)； 接收由第二進(jìn)程調(diào)用的接收調(diào)用； 設(shè)置控制位以指示用于第二進(jìn)程的共享讀寫(xiě)訪問(wèn)； 響應(yīng)于從第一進(jìn)程接收到取消映射調(diào)用，設(shè)置控制位以指示用于第二進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)；以及 響應(yīng)于從第二進(jìn)程接 收到取消映射調(diào)用，設(shè)置控制位以指示用于第一進(jìn)程的獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括: 響應(yīng)于確定所有進(jìn)程都已從桶取消映射，釋放桶。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 從第一進(jìn)程接收對(duì)桶的存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求，檢查與第一進(jìn)程有關(guān)的控制位； 響應(yīng)于確定所述控制位指示第一進(jìn)程具有訪問(wèn)權(quán)，確定所述存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求是否是寫(xiě)請(qǐng)求； 響應(yīng)于確定所述存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求是寫(xiě)請(qǐng)求，確定第一進(jìn)程是否具有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)； 響應(yīng)于確定第一進(jìn)程具有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán)，寫(xiě)入到存儲(chǔ)陣列的第一字組； 響應(yīng)于確定第一進(jìn)程沒(méi)有獨(dú)占讀寫(xiě)訪問(wèn)權(quán),寫(xiě)入到存儲(chǔ)陣列的第二字組并指示第一字組的修改； 響應(yīng)于確定存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求不是寫(xiě)請(qǐng)求，確定是否存在被修改的字，且響應(yīng)于確定存在被修改的字，返回第二字組中的數(shù)據(jù)，且響應(yīng)于確定被修改的字不存在，返回第一字組中的數(shù)據(jù)。
16.一種用于管芯內(nèi)小節(jié)點(diǎn)間消息通信的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括被配置為執(zhí)行權(quán)利要求1到5、13到15中任一項(xiàng)的方法步驟的裝置。
【文檔編號(hào)】G06F15/163GK103455371SQ201310209314
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】A·R·馬米達(dá)拉, V·薩拉普拉, R·W·維斯內(nèi)斯基 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司