描述符環(huán)管理的制作方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本公開涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地，本公開涉及包括描述符環(huán)(descriptorring)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該描述符環(huán)用于存儲(chǔ)指向存儲(chǔ)器位置的指針?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]已知可提供一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其包括描述符環(huán)來存儲(chǔ)指向存儲(chǔ)器位置的指針。這樣的描述符環(huán)的一種使用是用在包括一個(gè)或多個(gè)通用可編程處理器的系統(tǒng)內(nèi)，其在描述符環(huán)內(nèi)存儲(chǔ)指針數(shù)據(jù)以使得指針數(shù)據(jù)能夠由一個(gè)或多個(gè)設(shè)備從描述符環(huán)中讀取并被用于標(biāo)識(shí)要由該一個(gè)或多個(gè)設(shè)備使用的緩沖器存儲(chǔ)器中的區(qū)域。與這樣的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器尋址需要取決于地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的地址轉(zhuǎn)換，以使得一個(gè)或多個(gè)設(shè)備使用來自描述符環(huán)的指針進(jìn)行的存儲(chǔ)器訪問能夠被執(zhí)行。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可使用諸如頁(yè)表遍歷(pagetablewalking)之類的機(jī)制來確定，這種機(jī)制需要執(zhí)行相對(duì)較大數(shù)目的處理周期，從而至少在從描述符環(huán)讀取的指針的首次使用時(shí)即引入延遲?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0003]從一個(gè)方面來看，本公開提供了存儲(chǔ)指向存儲(chǔ)器位置的指針的描述符環(huán)；以及預(yù)抓取電路，該預(yù)抓取電路檢測(cè)從所述描述符環(huán)讀取的指針并預(yù)抓取針對(duì)與所述指針相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。[0004]本公開認(rèn)識(shí)到:當(dāng)指針被設(shè)備從描述符環(huán)中讀取時(shí)，那么有可能很快將存在對(duì)于由該指針?biāo)鶚?biāo)識(shí)的區(qū)域內(nèi)的存儲(chǔ)器地址的存儲(chǔ)器訪問。從而，檢測(cè)來自描述符環(huán)的指針的讀取并然后觸發(fā)對(duì)針對(duì)與該指針相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的預(yù)抓取，有助于減少與指針的至少首次使用相關(guān)聯(lián)的延遲，該指針的首次使用需要獲得針對(duì)該指針的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。[0005]從另一方面看，本公開提供了用于存儲(chǔ)指向存儲(chǔ)器位置的指針的描述符環(huán)裝置；以及預(yù)抓取裝置，該預(yù)抓取裝置用于檢測(cè)從所述描述符環(huán)讀取的指針并且用于預(yù)抓取針對(duì)與所述指針相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。[0006]從又一方面看，本公開提供了:在描述符環(huán)內(nèi)存儲(chǔ)指向存儲(chǔ)器位置的指針；檢測(cè)從所述描述符環(huán)讀取的指針；以及預(yù)抓取針對(duì)與所述指針相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。[0007]本公開的上述方面以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖閱讀的示例實(shí)施例的以下詳細(xì)說明中變得清楚。【附圖說明】[0008]圖1示意性地示出了包括多個(gè)通用處理器、系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元和多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該多個(gè)設(shè)備使用系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元來訪問存儲(chǔ)器系統(tǒng)；[0009]圖2示意性地示出了使用描述符環(huán)將指針存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器內(nèi)的緩沖器；[0010]圖3示意性地示出了系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元的一部分；[0011]圖4示意性地示出了通過識(shí)別到描述符環(huán)的訪問模式來識(shí)別指針；以及[0012]圖5是示意性地示出了針對(duì)檢測(cè)到的指針的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的預(yù)抓取的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0013]圖1示意性地示出了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)2，其包括多個(gè)通用處理器4、6，其各自具有第一級(jí)數(shù)據(jù)緩存8、第一級(jí)指令緩存10和轉(zhuǎn)換后備緩沖器12，該轉(zhuǎn)換后備緩沖器12用于從由通用處理器4、6生成的虛擬地址轉(zhuǎn)換為用于對(duì)第二級(jí)緩存14和主存儲(chǔ)器16進(jìn)行尋址的物理地址。[0014]系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元18被連接至主存儲(chǔ)器16被用作管理由多個(gè)設(shè)備20、22對(duì)主存儲(chǔ)器16的訪問。這些設(shè)備例如可包括:DMA引擎、NIC設(shè)備、另一通用處理器(CPU)、圖形處理單元(GPU)或自己可直接訪問主存儲(chǔ)器而非通過通用處理器4、6來訪問的其他設(shè)備。[0015]主存儲(chǔ)器16存儲(chǔ)描述符環(huán)24、緩沖器26和頁(yè)表數(shù)據(jù)28。描述符環(huán)24可由通用處理器4、6和設(shè)備20、22進(jìn)行寫和讀。描述符環(huán)24用于輔助通用處理器4、6和設(shè)備20、22之間的通信。通用處理器4、6能夠?qū)⒅羔槍懼林鞔鎯?chǔ)器16內(nèi)的存儲(chǔ)器地址區(qū)域，這些存儲(chǔ)器地址區(qū)域在設(shè)備20、22執(zhí)行的處理中用作它們所使用的緩沖器26。設(shè)備20、22從描述符環(huán)24讀取指針以識(shí)別用作它們的緩沖器的區(qū)域，并然后通常依據(jù)它們的功能執(zhí)行來自那些緩沖器的讀操作或者至那些緩沖器的寫操作中的一者。設(shè)備20、22還可對(duì)描述符環(huán)24內(nèi)的指針?biāo)P(guān)聯(lián)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，其中該狀態(tài)數(shù)據(jù)然后被通用處理器4、6讀取從而提供從設(shè)備20、22到通用處理器4、6的通信的信道。[0016]設(shè)備20、22可使用虛擬尋址，從而系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元18包括轉(zhuǎn)換后備緩沖器30，該轉(zhuǎn)換后備緩沖器30用于將由設(shè)備20、22生成的虛擬地址轉(zhuǎn)換成對(duì)主存儲(chǔ)器16進(jìn)行尋址所需的物理地址。當(dāng)轉(zhuǎn)換后備緩沖器30內(nèi)針對(duì)需要轉(zhuǎn)換的虛擬地址發(fā)生未命中(miss)時(shí)，使用經(jīng)由頁(yè)表遍歷從頁(yè)表數(shù)據(jù)28中推導(dǎo)出的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)換后備緩沖器30進(jìn)行配置。系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元18還能夠存儲(chǔ)和施行訪問許可，如在頁(yè)表數(shù)據(jù)28中針對(duì)存儲(chǔ)器的不同區(qū)域所規(guī)定的那樣。[0017]圖2示意性地示出了描述符環(huán)24和緩沖器26之間的示例關(guān)系。描述符環(huán)24是存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)多個(gè)指針32的區(qū)域，該多個(gè)指針指向存儲(chǔ)器16內(nèi)的緩沖器26的相應(yīng)起始位置。每個(gè)指針還可與相關(guān)聯(lián)的指針?biāo)赶虻木彌_器的狀態(tài)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。指針數(shù)據(jù)由通用處理器4、6寫入至環(huán)緩沖器24。指針數(shù)據(jù)由設(shè)備20、22從環(huán)緩沖器24中讀取。與每個(gè)指針相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)數(shù)據(jù)由設(shè)備20、22進(jìn)行寫/更新。[0018]描述符環(huán)24自身能夠由可編程起始位置和可編程結(jié)束位置來表征，該可編程起始位置和可編程結(jié)束位置可在通用處理器4、6的軟件控制下進(jìn)行設(shè)置并隨后被用于標(biāo)識(shí)來自描述符環(huán)24的讀取，因?yàn)檫@些讀取將來自介于起始位置和結(jié)束位置之間的范圍中的地址。對(duì)描述符環(huán)24進(jìn)行規(guī)定的可編程數(shù)據(jù)的另一形式是使用頁(yè)表數(shù)據(jù)28內(nèi)針對(duì)將用作描述符環(huán)24的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)域的字段，即形成描述符環(huán)24的(一個(gè)或多個(gè))存儲(chǔ)器區(qū)域可在頁(yè)表數(shù)據(jù)28內(nèi)被這樣的標(biāo)記。可通過指針的使用來輔助對(duì)描述符環(huán)24內(nèi)的條目的管理，指針被維護(hù)以便指向描述符環(huán)24內(nèi)要由(一個(gè)或多個(gè))活動(dòng)設(shè)備20、22使用的下一新條目位置。與描述符環(huán)24相關(guān)聯(lián)的最后的條目指針可被用于向設(shè)備20、22指示它們要使用的下一指針能夠在哪里被找到。[0019]圖3示意性地示出了系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元18的一部分。這包括用來存儲(chǔ)地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)34的多個(gè)實(shí)例的系統(tǒng)存儲(chǔ)器管理單元轉(zhuǎn)換后備緩沖器30。當(dāng)從設(shè)備20、22中的一個(gè)設(shè)備接收到虛擬地址時(shí)，將該虛擬地址與這些地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)條目進(jìn)行匹配，并且如果發(fā)生命中(hit)，則命中的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)條目被用于生成合適的物理地址，該物理地址然后被轉(zhuǎn)發(fā)至主存儲(chǔ)器16。如果虛擬地址在轉(zhuǎn)換后備緩沖器30內(nèi)未命中，則頁(yè)表遍歷電路36用來發(fā)起在整個(gè)頁(yè)表數(shù)據(jù)28中進(jìn)行頁(yè)表遍歷處理以確定要被存儲(chǔ)在轉(zhuǎn)換后備緩沖器30內(nèi)的合適地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。如果必要的話，轉(zhuǎn)換后備緩沖器30內(nèi)的一個(gè)現(xiàn)有條目將被驅(qū)逐，從而容納新抓取的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換后備緩沖器30的這樣的動(dòng)作將與本
技術(shù)領(lǐng)域：
中的那些動(dòng)作類似。[0020]預(yù)抓取電路38用來監(jiān)聽(snoop)從存儲(chǔ)器16讀取的數(shù)據(jù)、主存儲(chǔ)器16內(nèi)被訪問的存儲(chǔ)器位置的物理地址、以及這些訪問是讀還是寫。此監(jiān)聽到的信息被預(yù)抓取電路38用于檢測(cè)從描述符環(huán)24讀取的指針并用于在這樣的地址轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)不存在于轉(zhuǎn)換后備緩沖器30內(nèi)時(shí)，觸發(fā)對(duì)針對(duì)與從描述符環(huán)24讀取的指針相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器地址的地址轉(zhuǎn)換的預(yù)抓取。更具體地，預(yù)抓取電路38包括環(huán)識(shí)別電路40和指針識(shí)別電路42。[0021]環(huán)識(shí)別電路40用來根據(jù)用于讀操作的物理地址識(shí)當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3