Weryfikacja protokołu zgodności cachu COMA

Transkrypt

1 Weryfikacja protokołu zgodności cachu COMA Krzysztof Nozderko 8 maj 2006

2 Architektura systemu Communication Bus Wiele procesorów Każdy procesor ma swoja lokalna pamięć (cache) Wspólna szyna służaca do komunikacji i wymiany danych

3 Architektura systemu Communication Bus Wiele procesorów Każdy procesor ma swoja lokalna pamięć (cache) Wspólna szyna służaca do komunikacji i wymiany danych

4 Architektura systemu Communication Bus Wiele procesorów Każdy procesor ma swoja lokalna pamięć (cache) Wspólna szyna służaca do komunikacji i wymiany danych

5 COMA - Cache Only ory Architecture COMA - Cache Only ory Architecture To mechanizm zapewniajacy spójność cachów Chcemy ograniczyć ilość przesyłów

6 Protokół COMA Stany procesora Każdy z procesorów jest w jednym z 3 stanów: exclusive Procesor ma jedyna aktualna kopię danych shared Procesor ma aktualna kopię danych, ale jest ktoś inny, kto też ja ma invalid Procesor nie ma aktualnej kopii danych

7 Protokół COMA lista procesorów majacych aktualne dane validity chain wyróżniony 1 procesor węzeł katalogowy (directory) Directory Client 1 Client 3 Invalid Client 2 Directory wskazuje na głowę łańcucha (Client 2) Łańcuch jest lista cykliczna Directory może być w stanie invalid lub w stanie exclusive

8 Protokół COMA lista procesorów majacych aktualne dane validity chain wyróżniony 1 procesor węzeł katalogowy (directory) Directory Invalid Client 1 Client 3 Invalid Client 2 Directory wskazuje na głowę łańcucha (Client 2) Łańcuch jest lista cykliczna Directory może być w stanie invalid lub w stanie exclusive

9 Protokół COMA lista procesorów majacych aktualne dane validity chain wyróżniony 1 procesor węzeł katalogowy (directory) Directory Exclusive Client 1 Invalid Client 3 Invalid Client 2 Invalid Directory wskazuje na głowę łańcucha (Client 2) Łańcuch jest lista cykliczna Directory może być w stanie invalid lub w stanie exclusive

10 Protokół COMA - gdy proces chce czytać Proces, który chce czytać dane: Jeśli ma aktualne dane (stan shared lub exclusive) czyta je Jeśli ma nieaktualne dane (stan invalid) wysyła żadanie do Directory (read request)

11 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 1 Directory ma aktualne dane (jest w stanie shared lub exclusive). read Client 3 request Invalid Directory Client 2 Client 1

12 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 1 Directory ma aktualne dane (jest w stanie shared lub exclusive). read Client 3 request Invalid stan(directory) := Directory shared Client 1 Client 2 next(directory) := Client 3 stan(client 3) := shared

13 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 1 Directory ma aktualne dane (jest w stanie shared lub exclusive). Directory Client 3 Client 2 Client 1

14 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 2 Directory nie ma aktualnych danych (jest w stanie invalid). Directory Invalid read request Client 3 Invalid Client 2 Client 1

15 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 2 Directory nie ma aktualnych danych (jest w stanie invalid). Directory Invalid Client 1 read request Client 3 Invalid Client 2 Directory forwarduje żadanie do Client 2 stan(client 2) := shared next(client 2) := Client 3 stan(client 3) := shared

16 Protokół COMA - odpowiedź Directory na read request Przypadek 2 Directory nie ma aktualnych danych (jest w stanie invalid). Directory Invalid Client 3 Client 2 Client 1

17 Protokół coma Proces, który chce zapisać dane: Jeśli ma aktualne dane na wyłaczność (stan exclusive) zapisuje Jeśli ma aktualne dane bez wyłaczności (stan shared) wysyła żadanie do Directory (write request), by uzyskać do nich dostęp na wyłaczność. Directory wysyła żadanie inwalidacji (invalidation request) wzdłuż łańcucha validity chain Kiedy żadanie wraca do Directory, Directory nadaje proszacemu procesowi dostęp na wyłaczność. Jeśli ma nieaktualne dane (stan invalid) j.w. ale jednocześnie trzeba pobrać aktualne dane; po łańcuchu przesyłane jest invalidate with data

18 Protokół coma Proces, który chce zapisać dane: Jeśli ma aktualne dane na wyłaczność (stan exclusive) zapisuje Jeśli ma aktualne dane bez wyłaczności (stan shared) wysyła żadanie do Directory (write request), by uzyskać do nich dostęp na wyłaczność. Directory wysyła żadanie inwalidacji (invalidation request) wzdłuż łańcucha validity chain Kiedy żadanie wraca do Directory, Directory nadaje proszacemu procesowi dostęp na wyłaczność. Jeśli ma nieaktualne dane (stan invalid) j.w. ale jednocześnie trzeba pobrać aktualne dane; po łańcuchu przesyłane jest invalidate with data

19 Protokół coma Proces, który chce zapisać dane: Jeśli ma aktualne dane na wyłaczność (stan exclusive) zapisuje Jeśli ma aktualne dane bez wyłaczności (stan shared) wysyła żadanie do Directory (write request), by uzyskać do nich dostęp na wyłaczność. Directory wysyła żadanie inwalidacji (invalidation request) wzdłuż łańcucha validity chain Kiedy żadanie wraca do Directory, Directory nadaje proszacemu procesowi dostęp na wyłaczność. Jeśli ma nieaktualne dane (stan invalid) j.w. ale jednocześnie trzeba pobrać aktualne dane; po łańcuchu przesyłane jest invalidate with data

20 Model w CCS nie modelujemy przekazywanych wartości nie musimy więc korzystać z value passing struktura komunikacji dla ustalonej liczby procesorów (Directory + 2 Clients) stan procesu w COMA modelowany jest w postaci kilku stanów w CCS, bo w stanie kodujemy wskaźnik next agent Protocol = ( DIRe CLIENT1i CLIENT2i ) \ InternalEvents ; Poczatkowo Directory jest w stanie exclusive, a dwaj Clients w stanie invalid

21 Model w CCS Zewnętrznie widoczne akcje error wskazuje wystapienie niemożliwego żadania w danym stanie excl0, noexcl0, excl1, noexcl1, excl2, noexcl2 wskazuja, że dany procesor nabywa lub traci dostęp na wyłaczność do danych dirva, oneva, twova wskazuja, że dany proces ma aktualna kopię danych

22 Ciag dalszy Ciag dalszy... w plikach źródłowych.