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片上嵌入式多處理器的一致性機(jī)制設(shè)計

作者: 時間:2011-07-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  如果在向前移動的過程中出現(xiàn)停頓,分布式系統(tǒng)將出現(xiàn)活鎖現(xiàn)象。在上,這將在沒有向前發(fā)展的“載入/存儲”的程序計數(shù)器中得到反映。當(dāng)多個緩存試圖獲得緩存線的所有權(quán)失敗時,這種情況常常發(fā)生。如果在該系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)亟⒁粋€全局串行順序,則每個代理程序就可以按照這個順序來處理請求。必須按照公平方式來建立全局串行順序,并且公平地將各種資源(端口、總線、緩沖器)分配給多線程/多。

  另一個與防止活鎖有關(guān)的問題是流量控制。系統(tǒng)的流量控制將限制資源的分配。以ad-hoc方式實現(xiàn)的流量控制可能導(dǎo)致活鎖,而常見的一種情況就是在響應(yīng)請求的同時,過度地使用重試或否定應(yīng)答(NACK)。

  其它考慮

  除了死鎖和活鎖之外,工程師還應(yīng)該考慮以下的問題:

  緩存層次和DMA:當(dāng)事務(wù)穿過緩存層次時將產(chǎn)生死鎖問題。通常,我們可以采納在更廣泛的協(xié)議中使用的相同,以便在單獨(dú)的(虛擬或真實)通道/FIFO中保留請求和回復(fù)。

  另一個問題是確定增強(qiáng)的緩存級別(L1緩存、L2緩存或L3緩存),以及I/O應(yīng)在哪個位置上從域進(jìn)入和提取緩存線。通常情況下,包含(inclusion)問題的相關(guān)解決機(jī)在很大程度上依賴于具體的應(yīng)用或系統(tǒng)。通過在系統(tǒng)的事務(wù)集合包含線索(hint),可一致性系統(tǒng)中使用線索來進(jìn)行預(yù)取和數(shù)據(jù)放置。一個顯而易見的例子就是路由。在路由系統(tǒng)中,需要把外來IP包的頭文件與一個表進(jìn)行匹配,以該IP包的目標(biāo)緩沖器/接口。通過利用線索對事務(wù)進(jìn)行分類(如讀出/寫入、命中/不命中策略),可以將這些頭文件放在靠近較低緩存級別的位置。

  同步和屏障(barrier)操作:許多ISA提供各種必須映射到一致性系統(tǒng)的原子語義(atomic primitive)。較弱的內(nèi)存系統(tǒng)要求一種被稱為屏障的安全網(wǎng)落,它可以在發(fā)送敏感代碼序列期間,強(qiáng)迫發(fā)生某種行為(通常在或線程發(fā)出的“存儲”和“載入”操作之間)。這種屏障一般通過插入ISA支持的專用屏障指令來實現(xiàn)。一致性系統(tǒng)可能需要通過動態(tài)地停滯某些事務(wù)來對這些操作作出響應(yīng),以支持這些行為。

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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