应用于多核处理器的监控系统、方法、电子设备及介质与流程

    专利查询2026-01-20  4


    本发明实施例涉及处理器,特别是涉及一种应用于多核处理器的监控系统、一种应用于多核处理器的监控方法、一种电子设备以及一种计算机可读存储介质。


    背景技术:

    1、目前市面上成熟的cpu(central processing unit,中央处理器),往往采用多核的处理器架构,同时会有多级缓存的结构以提高处理器的性能。在现代多核心处理器的开发过程中,多核心处理器的缓存一致性验证至关重要,需要开发人员花费大量的时间和精力去编写测试用例并进行仿真分析。由于同一内存地址的数据可能不止缓存某一单颗处理器核心中,同时也可能缓存在其他处理器核心中,因此,为了避免各个处理器核心之间缓存的数据不一致的问题,需要在系统级对处理器核心和缓存一致性管理模块进行缓存一致性验证。同时,在多核处理器的研发阶段,cpu对应内存操作时的cache(缓存)变化的流程与cpu的执行步骤是极具参考价值的,因此,如何准确便捷的监测cpu对内存操作时cache的变化及缓存一致性的运行方式,是当前急需解决的问题。

    2、现有技术中,监测cpu缓存一致性的方法通常需要深入到cpu内部,设计的模块需要位于cpu共享缓存里面,操作繁琐,且只能监测特定的cpu,不能普遍的监测其他的cpu类型。


    技术实现思路

    1、本发明实施例是提供一种应用于多核处理器的监控系统、装置、电子设备以及计算机可读存储介质,以解决现有技术中监测cpu缓存一致性的模块位于cpu共享缓存里,导致监测的cpu类型有所限制以及cpu内部结构会遭到破坏的问题。

    2、本发明实施例公开了一种应用于多核处理器的监控系统,所述监控系统分别与所述多核处理器、内存相连,所述多核处理器与所述内存相连,所述监控系统包括:监视器、分析器、储存器;

    3、所述监视器与所述分析器相连,所述分析器与所述储存器相连;

    4、所述监视器用于在所述多核处理器对目标数据进行处理时,监视所述多核处理器中各个缓存和所述内存的数据,生成监视数据;所述目标数据位于所述内存中;

    5、所述分析器用于对所述监视数据进行分析,得到分析结果;所述分析结果用于确定所述多核处理器使用的缓存一致性策略和所述多核处理器使用的写策略;

    6、所述储存器用于存储所述分析结果,以供后续调用。

    7、可选的,所述监视器包括:缓存监视模块、内存监视模块和监视数据模块,所述监视器用于在所述多核处理器对目标数据进行处理时,监视所述多核处理器中各个缓存和所述内存的数据,生成监视数据,包括:

    8、所述缓存监视模块用于监视所述多核处理器中各个缓存的数据变化,得到第一监视数据;

    9、所述内存监视模块用于监视所述内存的数据变化,得到第二监视数据;

    10、所述监视数据模块用于将所述第一监视数据和所述第二监视数据作为所述监视数据。

    11、可选的,所述分析器包括第一分析结果模块、第二分析结果模块、第三分析结果模块、第四分析结果模块和分析结果模块,所述分析器用于对所述监视数据进行分析,得到分析结果,包括:

    12、所述第一分析结果模块用于分析所述第一监视数据,得到所述多核处理器中各个缓存的数据变化结果,将所述多核处理器中各个缓存的数据变化结果作为第一分析结果;

    13、所述第二分析结果模块用于分析所述第二监视数据,得到所述内存的数据变化结果,将所述内存中的数据变化结果作为第二分析结果;

    14、所述第三分析结果模块用于分析所述第一分析结果,得到所述多核处理器使用的缓存一致性策略,将所述多核处理器使用的缓存一致性策略作为第三分析结果;

    15、所述第四分析结果模块用于分析所述第一分析结果和所述第二分析结果,得到所述多核处理器使用的写策略,将所述多核处理器使用的写策略作为第四分析结果;

    16、所述分析结果模块用于将所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果和所述第四分析结果作为所述分析结果。

    17、可选的,所述多核处理器包括至少两个处理器和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存,所述至少两个处理器包括第一处理器和第二处理器,所述第二处理器中的各个缓存存在所述目标数据,所述第一分析结果包括所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据标志位,和所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据更新结果。

    18、可选的,所述第三分析结果模块包括写无效策略子模块、写更新策略子模块和第三分析结果确定子模块,所述第三分析结果模块用于分析所述第一分析结果,得到所述多核处理器使用的缓存一致性策略,将所述多核处理器使用的缓存一致性策略作为第三分析结果,包括:

    19、所述写无效策略子模块用于在所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据标志位为无效标志位时,确定所述多核处理器使用的缓存一致性策略为写无效策略;

    20、所述写更新策略子模块用于在所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据更新结果为数据存在更新时,确定所述多核处理器使用的缓存一致性策略为写更新策略;

    21、所述第三分析结果确定子模块用于将所述写无效策略或所述写更新策略确定为所述第三分析结果。

    22、可选的,所述第四分析结果模块包括写直达策略子模块、写回法策略子模块和第四分析结果确定子模块,所述第四分析结果模块用于分析所述第一分析结果和所述第二分析结果,得到所述多核处理器使用的写策略,将所述多核处理器使用的写策略作为第四分析结果,包括:

    23、所述写直达策略子模块用于在所述多核处理器中各个缓存的数据与所述内存的数据均发生变化,确定所述多核处理器使用的写策略为写直达策略;

    24、所述写回法策略子模块用于在所述第一处理器或所述第二处理器的缓存的数据发生变化,和,脏位标志为脏位,和,在所述第一处理器或所述第二处理器的缓存的数据被替换,和,所述至少两个处理器共同对应的共享缓存和所述内存的数据被更新时,确定所述多核处理器使用的写策略为写回法策略;

    25、所述第四分析结果确定子模块用于将所述写直达策略或所述写回法策略确定为所述第四分析结果。

    26、可选的,所述储存器还用于将所述分析结果输出至所述内存中。

    27、本发明实施例还公开了一种应用于多核处理器的监控方法,所述监控方法包括:

    28、在多核处理器对目标数据进行处理时,监视所述多核处理器中各个缓存和内存的数据,生成监视数据;所述目标数据位于所述内存中;

    29、对所述监视数据进行分析,得到分析结果;所述分析结果用于确定所述多核处理器使用的缓存一致性策略和所述多核处理器使用的写策略;

    30、存储所述分析结果,以供后续调用。

    31、本发明实施例还公开了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;

    32、所述存储器,用于存放计算机程序;

    33、所述处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现如本发明实施例所述的方法。

    34、本发明实施例还公开了一种计算机程序产品,该程序产品被存储在存储介质中,该计算机程序产品被至少一个处理器执行以实现如本发明实施例所述的方法。

    35、本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有指令,当由一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。

    36、本发明实施例包括以下优点:

    37、本发明实施例实现了一种应用于多核处理器的监控系统,监控系统包括:监视器、分析器、储存器;所述监视器用于在所述多核处理器对目标数据进行处理时,监视所述多核处理器中各个缓存和所述内存的数据,生成监视数据;所述目标数据位于所述内存中;所述分析器用于对所述监视数据进行分析,得到分析结果;所述分析结果用于确定所述多核处理器使用的缓存一致性策略和所述多核处理器使用的写策略;所述储存器用于存储所述分析结果,以供后续调用。本发明实施例中的监控系统在处理器外即可监控处理器对内存操作时各个缓存的变化及缓存一致性的运行方式,无需额外干预处理器内部架构,进而避免由于监测cpu缓存一致性的模块位于cpu共享缓存里,导致监测的cpu类型有所限制以及cpu内部结构会遭到破坏的问题。


    技术特征:

    1.一种应用于多核处理器的监控系统,其特征在于,所述监控系统分别与所述多核处理器、内存相连,所述多核处理器与所述内存相连,所述监控系统包括:监视器、分析器、储存器;

    2.根据权利要求1所述的监控系统,其特征在于,所述监视器包括:缓存监视模块、内存监视模块和监视数据模块,所述监视器用于在所述多核处理器对目标数据进行处理时,监视所述多核处理器中各个缓存和所述内存的数据,生成监视数据,包括:

    3.根据权利要求2所述的监控系统,其特征在于,所述分析器包括第一分析结果模块、第二分析结果模块、第三分析结果模块、第四分析结果模块和分析结果模块,所述分析器用于对所述监视数据进行分析,得到分析结果,包括:

    4.根据权利要求3所述的监控系统,其特征在于,所述多核处理器包括至少两个处理器和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存,所述至少两个处理器包括第一处理器和第二处理器,所述第二处理器中的各个缓存存在所述目标数据,所述第一分析结果包括所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据标志位,和所述第一处理器中各个缓存和所述至少两个处理器共同对应的共享缓存对应的数据更新结果。

    5.根据权利要求4所述的监控系统,其特征在于,所述第三分析结果模块包括写无效策略子模块、写更新策略子模块和第三分析结果确定子模块,所述第三分析结果模块用于分析所述第一分析结果,得到所述多核处理器使用的缓存一致性策略,将所述多核处理器使用的缓存一致性策略作为第三分析结果,包括:

    6.根据权利要求4所述的监控系统,其特征在于,所述第四分析结果模块包括写直达策略子模块、写回法策略子模块和第四分析结果确定子模块,所述第四分析结果模块用于分析所述第一分析结果和所述第二分析结果,得到所述多核处理器使用的写策略,将所述多核处理器使用的写策略作为第四分析结果,包括:

    7.根据权利要求1所述的监控系统,其特征在于,所述储存器还用于将所述分析结果输出至所述内存中。

    8.一种应用于多核处理器的监控方法,其特征在于,所述监控方法包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信;

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有指令,当由一个或多个处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的监控系统。


    技术总结
    本发明实施例提供了一种应用于多核处理器的监控系统、方法、电子设备及介质,所述监控系统包括:监视器、分析器、储存器;监视器用于在多核处理器对目标数据进行处理时,监视多核处理器中各个缓存和内存的数据,生成监视数据;目标数据位于内存中;分析器用于对监视数据进行分析,得到分析结果;分析结果用于确定多核处理器使用的缓存一致性策略和多核处理器使用的写策略;储存器用于存储分析结果,以供后续调用。本发明实施例中的监控系统在处理器外即可监控处理器对内存操作时各个缓存的变化及缓存一致性的运行方式,无需额外干预处理器内部架构,进而避免监测的CPU类型有所限制以及CPU内部结构会遭到破坏的问题。

    技术研发人员:谭茂举
    受保护的技术使用者:山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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