CN107533512B - 目录中表项合并的方法以及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种表项合并的方法包括确定待合并的N个表项，N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，合并范围指示2a个缓存块；合并N个表项为第一表项，其中，第一表项的表项标签指示2a个缓存块，第一表项的共享者编号包括N个表项中每个表项的共享者编号，通过该方法可以有效合并目录中的表项，提升目录的使用效率。

Description

目录中表项合并的方法以及设备
技术领域
本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种目录中表项合并的方法以及设备，访问目录的方法以及设备。
背景技术
在多核处理器中，一般各个处理器核拥有私有的高速缓存，各私有高速缓存仅有其所在的处理器核能够访问，同时多核处理器上还设置有共享的高速缓存，该共享高速缓存可以被各个处理器核访问。各个处理器核从共享高速缓存中读取缓存块后，可以在其私有高速缓存中创建该缓存块的拷贝，并对其进行读写，因此共享高速缓存中存储的某一缓存块可能在多个私有高速缓存中创建有多个拷贝。当任一私有高速缓存中的该缓存块的拷贝被修改时，需要通知其他私有高速缓存以对该缓存块的其他拷贝进行无效处理，以实现同一缓存块在整个系统中的一致性。
常用的一致性协议包括基于目录的一致性协议，也即采用表项来记录每一缓存块的拷贝在各个私有高速缓存中的存储情况，当某一私有高速缓存需要对某一缓存块的拷贝进行操作时，需要获取该缓存块对应的表项以获得该缓存块的拷贝的在各个私有高速缓存的存储情况，以对该缓存块的拷贝进行一致性处理。然而，由于目录高速缓存的功耗和面积开销有限，因此存储的表项的数目也有限，一般无法为每一个缓存块设置一个表项，当目录高速缓存的表项的存储达到上限时，会引发表项的竞争，需要对表项进行替换，而被替换的表项记录的缓存块的各个拷贝均需要被无效掉，对整个缓存系统造成额外的通信开销，同时被替换的表项记录的缓存块的无效也会造成缓存块的命中率降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种对目录中表项进行合并的方法，通过该方法可以有效提升目录的使用效率，减少对表项进行替换造成的对缓存系统的影响。
本发明实施例的第一方面提供了一种目录中表项合并的方法，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块；所述方法包括：确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数；合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号包括所述N个表项中每个表项的共享者编号。
结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述合并所述N个表项为第一表项之前还包括：确定是否满足合并条件，在满足合并条件时，合并所述N个表项；所述合并条件包括以下条件任意之一：所述目录中不包括第二表项，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，所述目录包括第二表项且所述N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，所述目录包括第二表项且所述N个表项中的任一表项的表项标签均指示一个缓存块并所述N大于预设的阈值，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块。
结合第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，还包括：删除所述第二表项。
结合第一方面的第二种实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述删除所述第二表项之前还包括：确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块；执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
结合第一方面的第一种实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，所述方法还包括：确定所述第二表项是否包括两个或两个以上的共享者编号，在所述第二表项包括两个或两个以上的共享者编号时，合并所述第二表项和所述第一表项为第四表项，所述第四表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第四表项的共享者编号包括所述第二表项的共享者编号和所述第一表项的共享者编号。
结合第一方面的第四种实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，还包括：若所述第二表项仅包括一个共享者编号，删除所述第二表项。
结合第一方面的第五种实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述删除所述第二表项之前还包括：确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第二缓存块；执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第二缓存块，或者生成第五表项，所述第五表项的表项标签指示所述第二缓存块，所述第五表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
本发明实施例的第二方面提供了一种访问目录的方法，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数；所述方法包括：接收目录访问请求，所述目录访问请求携带待访问的缓存块的标签；根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项；从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中所述目录中每个表项还包括管理范围标识位，所述管理范围标识位用于指示所述表项标签指示的缓存块的数量；所述从所述一组表项中确定查询表项包括：根据所述一组表项中各个表项的管理范围标志位，确定所述查询表项。
结合第二方面或第二方面的第一种实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备；所述方法还包括：若所述查询表项的共享者编号与所述访问者编号不相同，生成第一新表项，所述第一新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第一新表项的共享者编号为所述访问者编号。
结合第二方面或第二方面的第二种实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备，所述目录访问请求还包括访问类型，所述访问类型用于指示所述目录访问请求为读请求或写请求；所述方法还包括：若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为读请求，所述查询表项的共享者编号不包括所述访问者编号，将所述访问者编号添加至所述查询表项的共享者编号中。
结合第二方面的第三种实现方式，在第二方面的第四种实现方式中，所述方法还包括：若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为写请求；生成第二新表项，所述第二新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第二新表项的共享者编号为所述访问者编号，并通知所述查询表项中除所述访问者编号之外的其它共享者编号对应的缓存设备无效所述待访问的缓存块。
本发明实施例的第三方面提供了一种用于目录中表项合并的设备，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块；所述设备包括：确认模块，用于确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数；处理模块，用于合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号为所述N个表项的共享者编号。
结合第三方面，在第三方面的第一种实现方式中，所述处理模块合并所述N个表项为所述第一表项之前还用于：确定是否满足合并条件，在满足合并条件时，合并所述N个表项；所述合并条件包括以下条件任意之一：所述目录中不包括第二表项，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，所述目录包括第二表项且所述N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，所述目录包括第二表项且所述N个表项中的任一表项的表项标签均指示一个缓存块并所述N大于预设的阈值，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块。
结合第三方面的第一种实现方式，在第三方面的第二种实现方式中，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，所述处理模块还用于：删除所述第二表项。
结合第三方面的第二种实现方式，在第三方面的第三种实现方式中，所述处理模块删除所述第二表项之前还用于：确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号相同，执行所述删除所述第二表项的动作；若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块；执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
结合第三方面的第一种实现方式，在第三方面的第四种实现方式中，所述处理模块还用于：在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，确定所述第二表项是否包括两个或两个以上的共享者编号，在所述第二表项包括两个或两个以上的共享者编号时，合并所述第二表项和所述第一表项为第四表项，所述第四表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第四表项的共享者编号包括所述第二表项的共享者编号和所述第一表项的共享者编号。
结合第三方面的第四种实现方式，在第三方面的第五种实现方式中，所述处理模块还用于若所述第二表项仅包括一个共享者编号，删除所述第二表项。
结合第三方面的第五种实现方式，在第三方面的第六种实现方式中，所述处理模块还用于删除所述第二表项之前确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第二缓存块；执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第二缓存块，或者生成第五表项，所述第五表项的表项标签指示所述第二缓存块，所述第五表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
结合第三方面或第一方面的第一种或第二种或第三种或第四种或第五种实现方式，在第三方面的第六种实现方式中，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
本发明实施例的第四方面提供了一种用于访问目录的设备，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数；所述设备包括：接收模块，用于接收目录访问请求，所述目录访问请求携带待访问的缓存块的标签；处理模块，用于根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项；从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
结合第四方面，在第四方面的第一种实现方式中，所述目录中每个表项还包括管理范围标识位，所述管理范围标识位用于指示所述表项标签指示的缓存块的数量；所述处理模块从所述一组表项中确定查询表项包括：根据所述一组表项中各个表项的管理范围标志位，确定所述查询表项。
结合第四方面或第四方面的第一种实现方式，在第四方面的第二种实现方式中，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备；所述处理模块，还用于若所述查询表项的共享者编号与所述访问者编号不相同，生成第一新表项，所述第一新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第一新表项的共享者编号为所述访问者编号。
结合第四方面或第四方面的第一种实现方式，在第四方面的第三种实现方式中，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备，所述目录访问请求还包括访问类型，所述访问类型用于指示所述目录访问请求为读请求或写请求；所述处理模块，若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为读请求，所述查询表项的共享者编号不包括所述访问者编号，将所述访问者编号添加至所述查询表项的共享者编号中。
结合第四方面的第三种实现方式，在第四方面的第四种实现方式中，还用于若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为写请求；生成第二新表项，所述第二新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第二新表项的共享者编号为所述访问者编号，并通知所述查询表项中除所述访问者编号之外的其它共享者编号对应的缓存设备无效所述待访问的缓存块。
结合第四方面或第四方面的第一种或第二种或第三种或第四种实现方式，在第四方面的第五种实现方式中，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
本发明实施例的第五方面提供了一种目录，包括：块表项，所述块表项包括第一表项标签，第一共享者编号；区域表项，所述区域表项包括第二表项标签，第二共享者编号；超区域表项，所述超区域表项包括第三表项标签，第三共享者编号；所述第一表项标签指示一缓存块，所述第二表项标签指示2n个缓存块，所述第三表项标签指示2n+m个缓存块，所述n和所述m均为正整数。
结合第五方面，在第五方面的第一种实现方式中，所述块表项还包括第一管理范围标志位，所述区域表项还包括第二管理范围标志位，所述超区域表项还包括第三管理范围标志位；所述第一管理范围标识位用于指示所述第一表项标签指示的缓存块的数量，所述第二管理范围标识位用于指示所述第二表项标签指示的缓存块的数量，所述第三管理范围标识位用于指示所述第三表项标签指示的缓存块的数量。
本发明实施例的第六方面提供了一种存储介质，用于存储本发明实施例的第五方面或第五方面的第一种实现方式所述的目录。
本发明实施例的第七方面提供了一种目录高速缓存，包括如本发明实施例的第六方面所述的存储介质、如本发明实施例的第二方面或第二方面任一种实现方式所述的用于目录中表项合并的设备、如本发明实施例的第四方面或第四方面任一种实现方式所述的用于访问目录的设备，总线；所述存储介质、所述用于目录中表项合并的设备、所述用于访问目录的设备之间通过所述总线建立通信连接。
通过以上提供的实施例，可以有效合并目录的表项，节约目录的存储空间，尽量避免了目录存储空间达到上限后必须对一部分表项管理的缓存块进行无效的额外支出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所应用的多核处理器的共享缓存架构图；
图2为本发明实施例一所应用的目录的组成结构示意图；
图3为本发明实施例一所应用的又一目录的组成结构示意图；
图4为本发明方法实施例一所应用的表项合并的方法的流程示意图；
图5为本发明设备实施例二所应用的用于目录中表项合并的设备的组成结构示意图；
图6为本发明方法实施例二所应用的访问目录的方法的流程示意图；
图7为本发明设备实施例三所应用的用于访问目录的设备的组成结构示意图；
图8为本发明设备实施例四所应用的目录高速缓存设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
贯穿本说明书，术语“处理器核”一般指多核处理器芯片的一个或者多个执行数据处理任务的处理单元，也可为称之为处理器核心或处理核心，还可能是一种具有信号的处理能力的集成电路芯片，例如通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。
贯穿本说明书，术语“目录高速缓存”(英文全称：Directory Cache)，一般指代用于基于目录的缓存一致性(英文全称：Directory Based Cache Coherence)系统中，具有存储目录以及处理表项的功能的设备。
贯穿本说明书，术语“表项”，或称为“目录表项”或“目录条目”(英文全称：Directory Entry)，一般指代基于目录的缓存一致性系统中存储于目录高速缓存的一个条目(英文全称：Entry)。每一表项记录了一个或多个表项标签，每一表项标签指示一个缓存块，每一表项还记录了一个或多个共享者编号，每一共享者编号指示一个处理器节点或私有高速缓存。
贯穿本说明书，术语“表项标签”指代某一缓存块的标签，一般而言共享缓存架构中每一缓存块具有唯一的标签，通过该标签可以确定一缓存块。实际上，假设某一系统中的缓存块的标签有4位，该缓存块在缓存设备中的地址有12位，一般而言通过12位地址可以索引到某一缓存行(英文全称：Cache Line)，再通过4位标签可以查找到一缓存块。
贯穿本说明书，术语“共享者编号”用于指示缓存设备，某一表项中的共享者编号也即指示该表项的表项标签指示的缓存块对应的缓存设备，实际上，由于表项中记录的缓存块和缓存设备的对应关系并不完全准确，例如存在表项0000至1111-1、2，但实际上1号和2号缓存设备并不一定存储了标签为0000至1111的全部缓存块。
贯穿本说明书，术语“表项标签所指示的缓存块属于合并范围”指示该缓存块的属于2a个连续缓存块，也即该缓存块的标签属于2a个连续缓存块的标签，此处的“属于”包括合并范围的两端的端点，例如缓存块A属于合并范围0000至1111，即缓存块A的标签可以为0000至1111中之任一且可以为0000或1111。
本发明实施例的多核处理器的共享缓存架构
图1描述了本发明实施例所提供的多核处理器的共享缓存架构的部分示意图。多核处理器一般有多个节点，如图1中的节点0，节点1，每个节点包括处理器或称为处理器核，以及各个节点的缓存设备，也即私有高速缓存，每个节点的缓存设备仅有该节点的处理器能否访问并对其中的数据进行读写。各个缓存设备中的数据来源于共享数据高速缓存，共享数据高速缓存可以被各缓存设备访问，因此如图1所示，共享数据高速缓存中存储的缓存块A，可能被节点0，节点1和节点N均读取过并存储于节点0，节点1和节点N的缓存设备中，因此整个共享缓存架构中缓存块A共有3个拷贝。为了保证整个架构中的各个缓存块A的拷贝之间的一致性，例如如果节点0的缓存设备对缓存块A进行了写操作，则节点1和节点N需要得知其所存储的缓存块A已经无效，共享缓存架构中采用了目录高速缓存来保证各个缓存块的拷贝之间的一致性。目录高速缓存中记录了表项，任一表项记录了一个多个缓存块的标签，以及这些缓存块的共享者编号，即这些缓存块的拷贝所在的节点的编号。各节点读写其缓存设备中的缓存块时，需先访问目录高速缓存中记录的表项，获取该缓存块的拷贝所在的节点的编号，以保证待读写的缓存块的各个拷贝的一致性。目录高速缓存除了用于存储表项之外，一般还具有一定的针对表项的处理能力，例如根据目录访问请求搜索出相应的表项、目录高速缓存中表项的存储容量达到上限时对表项进行处理、表项被修改时通知相应缓存设备等。
实施例一
本实施例一提供一种用于目录，该目录适用于前述共享缓存架构，如图2所示目录100包括：
块表项102，包括表项标签1022，共享者编号1024；
区域表项104，包括表项标签1042，共享者编号1044；
超区域表项106，包括表项标签1062，共享者编号1064；
表项标签1022指示一缓存块，表项标签1042指示2n个缓存块，表项标签1062指示2n +m个缓存块，n和m均为正整数。即超区域表项106管理的缓存块的数量可以为区域表项104的2m倍，实际中超区域表项106可以包括多种超区域表项，例如，包括表项标签指示2n+1个缓存块的超区域表项，表项标签指示2n+2个缓存块的超区域表项，表项标签指示2n+3个缓存块的超区域表项等，假设管理缓存块数量最多的超区域表项管理2n+L个缓存块。
共享者编号1024、共享者编号1044、共享者编号1064可以包括一个或多个缓存设备的编号，每一个缓存设备的编号指示架构中的一个节点或一个缓存设备，以块表项102管理图1中缓存块A为例，则表项标签1022为缓存块A的标签，共享者编号1042包括节点0的编号、节点1的编号和节点N的编号。
可选的，如图3，块表项102还包括管理范围标志位1026，区域表项104还包括管理范围标志位1046，超区域表项106还包括管理范围标志位1066；管理范围标识位1026用于指示表项标签1022指示的缓存块的数量，管理范围标识位1046用于指示表项标签1042指示的缓存块的数量，管理范围标识位1066用于指示表项标签1062指示的缓存块的数量。
实际中，由于各个表项管理的缓存块的标签必然是连续的2n个，各个表项的表项标签可能不直接指示缓存块，而是指示起始地址，再配合管理范围标志位来确定该表项管理的缓存块的范围。例如，某一表项的表项标签为0011，管理范围标志位为0010，则该管理范围标志位指示该表项管理4个缓存块，即标签为0011，0100，0101，0110的4个缓存块。或者表项标签可以仅表示缓存块的标签的高位，例如表项标签为00，管理范围标志位为0010，则该管理范围标志位指示该表项管理4个缓存块，这4个缓存块的标签的高位均为00，则这4个缓存块的标签为0000，0001，0010，0011。由于实际设计中，每一个表项的表项标签位的宽度应该为一致的，每一个表项的管理范围标志位的宽度也应该为一致的，取前例中管理缓存块数量最多的超区域表项管理2n+L个缓存块的情况，则管理范围标志位最少需要有log2(L+2)+1比特。
上述提供一种目录，该目录提供了多种不同的缓存块的管理范围的表项，管理范围大的表项管理较多的缓存块节约了目录的存储空间，管理范围小的表项提升了目录的精确程度，多种管理范围的表项的结合使用提升了目录的使用效率，节约了基于目录的一致性协议的开销。
设备实施例一
本设备实施例一提供一种用于存储实施例一中的提供的任一种目录的存储介质，该存储介质可以为RAM、ROM、EEPROM、磁盘存储介质、固态硬盘(英文全称：Solid StateDrives)或其他存储介质。
上述提供一种存储目录的存储介质，该存储介质中存储的目录提供了多种不同的缓存块的管理范围的表项，管理范围大的表项管理较多的缓存块节约了目录的存储空间，管理范围小的表项提升了目录的精确程度，多种管理范围的表项的结合使用提升了目录的使用效率，节约了基于目录的一致性的开销，使得运用该存储介质的多核处理器芯片的工作效率提升。
方法实施例一
本方法实施例一提供一种目录中表项合并的方法，具体的该方法可以运用于实施例一中任一可选方案的目录，即目录中每一个表项包括表项标签和共享者编号，表项标签用于指示缓存块，该方法的流程示意图如图4所示，包括：
步骤202，确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数。
步骤204，合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号包括所述N个表项中每个表项的共享者编号。
若所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围且所述N个表项的共享者编号相同，则步骤204中合并出的所述第一表项的共享者编号为所述N个表项的共享者编号。
举例说明，目录中包括4个表项，每一个表项的表项标签指示一个或多个缓存块，且这4个表项指示的全部缓存块的标签，均在0000至0011范围内，0000至1111即此时的合并范围，a等于2。如这4个表项，分别管理的缓存块的标签为，0000，0001，0010和0011，且这4个表项的共享者编号相同，例如这4个表项的共享者编号为1，指示编号为1的缓存设备，则合并这4个表项为第一表项，第一表项的表项标签为0000至0011和第一表项的共享者编号指示缓存设备1。下文中0000-1，指示某一表项的表项标签为0000，指示标签为0000的缓存块，共享者编号指示缓存设备1，0000至1111-1、2，指示某一表项的表项标签指示0000到1111共16个缓存块，共享者编号指示缓存设备1和缓存设备2，本文中表项的意义依此类推。
需要说明的是，a的最小取值为目录中区域表项的管理范围，如果目录中的区域表项设置为管理8个缓存块的标签，那么此处a最小可以为3，则第一表项为区域表项，a也可以取大于3的整数，此时第一表项为超区域表项。同时，表项的共享者编号还可以指示两个或两个以上缓存设备，例如，a为4，4个表项分别为，0000-1、2，0001-1、2，0010-1、2，1000至1111-1、2，则合并这4个表项为第一表项，第一表项为0000至1111-1、2。
若所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围且所述N个表项的共享者编号不全相同，则步骤204中合并出的所述第一表项的共享者编号包括所述N个表项中每个表项的共享者编号。
举例说明，目录中包括4个表项，每一个表项的表项标签指示一个或多个缓存块，且a取2，这4个表项指示的全部缓存块的标签，均在0000至0011范围内，4个表项为0000-1，0001-2，0010-1，0011-3，合并为0000至0011-1、2、3。
需要说明的是，a的最小取值为目录中区域表项的管理范围，如果目录中的区域表项设置为管理8个缓存块的标签，那么此处a最小可以为3，则第一表项为区域表项，a也可以取大于3的整数，此时第一表项为超区域表项。例如，a为4，4个表项分别为，0000-1、2，0001-1、3，0010-1，1000至1111-2、4，则合并这4个表项为第一表项，第一表项为0000至1111-1、2、3、4。
还需要说明的是，步骤202的发起一般在目录中表项的存储空间达到上限，但需要生成新的表项时，则执行步骤202和步骤204将目录中的表项合并，以节省表项所占的存储空间，为新的表项空出存储空间，避免了为了生成新的表项，必须删除现有表项对系统的负担。步骤202的发起也可以不在目录中表项的存储空间达到上限时，即可以定时发起或按照别的预设规则发起对目录中表项的合并。
可选的，如果目录中每一个表项还包括管理范围标志位，则合并N个表项为第一表项时，还需要生成第一表项的管理范围标志位，该管理范围标志位用于指示第一表项的表项标签指示2a个缓存块。例如a为4，4个表项分别为，0000-1-1、2，0001-1-1、2，0010-1-1、2，1000-8-1、2，其中0000-1-1、2指示该表项的表项标签为0000，管理范围标志位为1，因此该表项仅管理标签为0000的缓存块，共享者编号指示缓存设备1和缓存设备2，1000-8-1、2指示该表项管理范围标志位为8，因此该表项管理标签为1000至1111的8个缓存块，共享者编号指示缓存设备1和缓存设备2，本文中带管理范围标志位的表项的意义依此类推，则0000-1、2，0001-1、2，0010-1、2，1000至1111-1、2这4个表项合并而成的第一表项可以为0000-16-1、2。
可选的，步骤204中合并N个表项为第一表项之前还包括：确定是否满足合并条件，在满足合并条件时，合并所述N个表项；所述合并条件包括以下条件任意之一：目录中不包括第二表项，第二表项的表项标签指示前述连续2a个缓存块，则合并N个表项为第一表项；目录中包括第二表项，并且所述N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签；目录包括第二表项且所述N个表项中的任一表项的表项标签均指示一个缓存块并所述N大于预设的阈值。
具体的，如果目录中存在于第一表项的表项标签相同的第二表项，此时需要判断是否用第一表项替换第二表项。如前例中，0000-1、2，0001-1、2，0010-1、2，1000至1111-1、2合并为0000至1111-1、2为例，如果目录中已经存在第二表项的表项标签为0000至1111，则此时第一表项与第二表项发生冲突，目录中无法存在两个表项标签相同的表项，此时需要判断是否采用第一表项替换第二表项。而当处于以下两种情况之一时，采取合并第一表项，情况1：若N个表项中任一表项为区域表项或者超区域表项，即N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签，则采用第一表项替换第二表项，情况2：若N个表项中任一表项均为块表项，则若N大于预设的阈值就采用第一表项替换第二表项。若前述两个情况均不符合，则保留第二表项，N个表项并不合成为第一表项，放弃本次合并。一般而言，若待合并的表项中有区域表项或者超区域表项的存在，或者待合并的表项中块表项的数量较高，则本次合并对于目录的效率提升较为明显，因此在该条件下采用第一表项替换掉第二表项。
可选的，步骤204中合并得到所述第一表项之后，还包括：删除所述第二表项。如前文所述，如果存在第二表项与第一表项冲突，并且确定了合并出第一表项，则必须删除第二表项，以免目录中存在表项标签相同的两个表项。
可选的，步骤204中删除所述第二表项之前还包括：确定所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块，执行无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
具体的，如前例中，0000-1、2，0001-1、2，0010-1、2，1000至1111-1、2合并为0000至1111-1、2为例，如果目录中已经存在第二表项为0000至1111-1、2、3，确定0000至1111-1、2后，需要删除第二表项，而删除第二表项前还需要获取冗余共享者编号，此时冗余共享者编号即缓存设备3的编号，获取第一缓存块，该第一缓存块的标签即缓存设备3中存储的标签为0000至1111区间内的缓存块，如第一缓存块的标签为0011，则生成第三表项0011-3，即采用一个新的块表项来维护第一缓存块。获取冗余共享者编号后，除了为第一缓存块生成新的表项进行管理之外，还可以将冗余共享者编号对应的缓存设备中存储的标签为0000至1111区间内的缓存块无效掉。由于需要删除第二表项，而如果第二表项的共享者编号中有第一表项的共享者编号中保护不到的，此时需要为第一表项的共享者编号中保护不到的共享者编号中的0000至1111区间内的缓存块生成新的块表项保护，或者需要将这些缓存块无效，因为目录中可能并没有表项能够管理这些缓存块。
可选的，步骤204中合并得到所述第一表项之后，还包括：确定所述第二表项是否包括两个或两个以上的共享者编号，在所述第二表项包括两个或两个以上的共享者编号时，合并所述第二表项和所述第一表项为第四表项，所述第四表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第四表项的共享者编号包括所述第二表项的共享者编号和所述第一表项的共享者编号。
如前例中，0000-1、2，0001-1、3，0010-1，1000至1111-2、4，合并为0000至1111-1、2、3、4为例，如果目录中已经不存在表项的表项标签为0000至1111，则第二表项不存在，直接合并出表项0000至1111-1、2、3、4并存储于目录中即可；如果确定目录中已经存在第二表项的表项标签为0000至1111-2、3、4、5，第二表项包括两个或两个以上共享者编号，则合并第一表项和第二表项为第四表项，则第四表项为0000至1111-1、2、3、4、5。
可选的，步骤204中合并得到所述第一表项之后，所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，若所述第二表项仅包括一个共享者编号，删除所述第二表项。
如前例中，如果确定目录中已经存在第二表项的表项标签为0000至1111-3，即第二表项的仅包括一个共享者编号，则删除第二表项。
可选的，步骤204中删除所述第二表项之前还包括：确定所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块，执行无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
具体的，如前例中，0000-1、2，0001-1、2，0010-1、2，1000至1111-1、2合并为0000至1111-1、2为例，如果目录中已经存在第二表项为0000至1111-1、2、3，确定0000至1111-1、2后，需要删除第二表项，而删除第二表项前还需要获取冗余共享者编号，此时冗余共享者编号即缓存设备3的编号，获取第一缓存块，该第一缓存块的标签即缓存设备3中存储的标签为0000至1111区间内的缓存块，如第一缓存块的标签为0011，则生成第三表项0011-3，即采用一个新的块表项来维护第一缓存块。获取冗余共享者编号后，除了为第一缓存块生成新的表项进行管理之外，还可以将冗余共享者编号对应的缓存设备中存储的标签为0000至1111区间内的缓存块无效掉。由于需要删除第二表项，而如果第二表项的共享者编号中有第一表项的共享者编号中保护不到的，此时需要为第一表项的共享者编号中保护不到的共享者编号中的0000至1111区间内的缓存块生成新的块表项保护，或者需要将这些缓存块无效，因为目录中可能并没有表项能够管理这些缓存块。
上述提供一种目录中表项合并的方法，通过该方法可以有效合并目录中缓存块的标签在一定范围内的表项，节约目录的存储空间，尽量避免了目录存储空间达到上限后必须对一部分表项管理的缓存块进行无效的额外支出，并且该合并方法妥善考虑了目录合并后对目录使用效率的影响。
设备实施例二
本设备实施例二提供一种用于缓存一致性的目录中表项合并的设备400，设备400具体用于实施例一中任一可选方案的目录中表项的合并，设备400的组成结构示意图如图5所示，包括：
确认模块402，用于确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数。
处理模块404，用于合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号为所述N个表项的共享者编号。
确认模块402具体执行方法实施例一的步骤202，以及步骤202的各个可选方案。
处理模块404具体执行方法实施例一的步骤204，以及步骤204的各个可选方案。
确认模块402与处理模块404建立通信连接，确认模块402、处理模块404均与设备实施例一中的用于存储实施例一中的提供的目录的存储介质建立通信连接。
举例说明设备400的工作场景：当设备实施例一中的存储介质中存储的目录中表项的存储空间达到上限，但需要生成新的表项时，确认模块402首先访问存储介质中存储的目录，确认目录中，包括符合前述条件的N个表项，处理模块404将目录中的N个表项合并为第一表项。设备400的工作的发起也可以不在目录中表项的存储空间达到上限时，即可以定时发起或按照别的预设规则发起对目录中表项的合并。
可选的，设备400可以为ASIC或FPGA。一般而言，为了与缓存设备的高速操作频率相配合，对目录的操作也是由硬件设备实现的。
上述提供一种用于目录中表项合并的设备，设备该可以有效合并目录中共缓存块的标签在一定范围内的表项，节约目录的存储空间，尽量避免了目录存储空间达到上限后必须对一部分表项管理的缓存块进行无效的额外支出，并且该合并方法妥善考虑了目录合并后对目录使用效率的影响。
方法实施例二
本方法实施例二提供一种访问实施例一中任一可选方案的目录的方法，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数，该方法的流程示意图如图6所示，包括：
步骤602，接收目录访问请求，所述目录访问请求携带待访问的缓存块的标签。
步骤604，根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项。
步骤606，从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
例如，目录访问请求中携带待访问的缓存块的标签为0011，根据该标签，查询目录，获取全部表项标签指示标签为0011的缓存块的表项，例如表项标签的范围为0000至0011的表项，表项标签的范围为0000至1000的表项等，这些表项即构成了一组表项。获取一组表项后，从一组表项中确定查询表项。
可选的，所述目录中每个表项还包括管理范围标识位，管理范围标识位用于指示所述表项标签指示的缓存块的数量；步骤1006中从所述一组表项中确定查询表项包括：根据所述一组表项中各个表项的管理范围标志位，确定查询表项。
例如目录访问请求中携带待访问的缓存块的标签为0011，获取的一组表项包括表项标签的范围为0011的表项，表项标签的范围为0000至0011的表项，表项标签的范围为0000至1000的表项等。根据各个表项的管理范围标志位，确定一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项，例如前例表项标签的范围为0011的表项的管理范围标志位指示该表项仅管理一个缓存块，表项标签的范围为0000至0011的表项的管理范围标志位指示该表项管理4个缓存块，表项标签的范围为0000至1000的表项的管理范围标志位指示该表项管理16个缓存块的，则表项标签的范围为0011的表项为查询表项。
可选的，步骤1002中接收的目录访问请求还包括访问者编号，即发出该目录访问请求的节点的编号，或该节点的缓存设备的编号。步骤602后还包括，步骤608：若所述查询表项的共享者编号与所述访问者编号不相同；生成第一新表项，所述第一新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第一新表项的共享者编号为所述访问者编号。例如，查询表项0011-1-3，访问者编号为2，则生成0011-1-2用于管理2号缓存设备对于缓存块0011的操作。如果该查询表项的共享者编号与访问者编号相同，则直接根据第一表项对缓存块0011进行操作即可。
可选的，目录访问请求包括前述访问者编号，还包括访问类型，访问类型用于指示目录访问请求为读请求或写请求。步骤1008还包括：若访问请求类型指示目录访问请求为读请求，查询表项的共享者编号不包括所述访问者编号；将访问者编号添加至查询表项。例如，查询表项0011-1-3、4，访问者编号为2，本次目录访问请求为读请求，则将查询表项修改为0011-1-2、3、4即可，由于是读请求，不会对缓存块0011进行修改，因此也无须将缓存块0011的其他拷贝无效。如果该查询表项的共享者编号包括访问者编号，则该此目录访问请求无须对目录进行修改，直接根据第一表项对缓存块0011进行操作即可。
可选的，若访问请求类型指示目录访问请求为写请求，步骤608还包括生成第二新表项，所述第二新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第二新表项的共享者编号为所述访问者编号，通知所述查询表项的除所述访问者编号之外的共享者编号对应的缓存设备无效所述待访问的缓存块。若本次目录访问请求为写请求，则需要为缓存块0011在访问者编号对应的缓存设备中的拷贝生成一个块表项单独管理，例如访问者编号为2，第一表项0011-1-2、3、4，生成第二新表项0011-1-2，且无效编号为3、4的缓存设备中的缓存块0011，以达成缓存块0011在整个缓存系统中的一致性。
上述提供一种访问目录的方法，通过该方法可以访问多粒度、管理范围不同的表项，并且从中选取管理范围最小的表项作为访问对象，并根据实际访问的类型、访问表项的内容采取相应的操作，灵活高效地访问该目录，提升目录的使用效率。
设备实施例三
本设备实施例三提供一种用于访问目录的设备800，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数，设备800的组成结构示意图如图7所示，包括：
接收模块802，用于接收目录访问请求，目录访问请求携带待访问的缓存块的标签。
处理模块804，用于根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项；从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
接收模块802具体执行方法实施例二的步骤602，以及步骤602的各个可选方案。
处理模块804具体执行方法实施例二的步骤604、步骤606和步骤608，以及步骤604、步骤606和步骤608的各个可选方案。
接收模块802与处理模块804建立通信连接，接收模块802、处理模块804均与设备实施例一中的用于存储实施例一中的提供的目录的存储介质建立通信连接。
举例说明设备800的工作场景：当某一缓存设备中的缓存块需要被访问时，首先发送目录访问请求至设备800的接收模块802，处理模块804从接收模块802获得目录访问请求之后获得查询表项，根据查询表项记录的内容即可完成缓存块的访问操作。
可选的，设备800可以为ASIC或FPGA。一般而言，为了与缓存设备的高速操作频率相配合，对目录的访问一般也是由硬件设备实现的。
上述提供一种用于访问目录的设备，通过该设备可以访问多粒度、管理范围不同的表项，并且从中选取管理范围最小的表项作为访问对象，并根据实际访问的类型、访问表项的内容采取相应的操作，灵活高效地访问该目录，提升目录的使用效率。
设备实施例四
本设备实施例四提供一种目录高速缓存设备1000，包括如设备实施例二中任一所述的可选的设备400，如设备实施例三中任一所述的可选的设备800，如设备实施例一种所述的存储介质1004，设备400、设备800、存储介质1004之间通过总线1002建立通信连接，其组成结构示意图如图8所示。
举例说明设备1000的工作场景：当某一缓存设备中的缓存块需要被访问时，设备800负责根据接收到的目录访问请求对存储了目录的存储介质1004进行访问，以获得对应的表项，而如果访问过程中需要在目录中增加新的表项，而现有的存储介质1004中目录的存储空间已经达到上限，则设备400对目录中的表项进行合并，以节约目录的存储空间，为新的表项空出存储空间。
上述提供一种目录高速缓存设备，通过该设备可以访问多粒度、管理范围不同的表项，并且从中选取管理范围最小的表项作为访问对象，并根据实际访问的类型、访问表项的内容采取相应的操作，灵活高效地访问该目录，还可以对目录中的表项进行合并，提升目录的存储效率，避免对目录中表项进行删除时对缓存系统造成的损耗，提升目录的使用效率。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。需要说明的是，设备实施例二中的设备即执行方法实施例一中所述的方法的设备，因此二者可以互相借鉴；设备实施例三中的设备即执行方法实施例二中所述的方法的设备，因此二者可以互相借鉴。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (32)

1.一种目录中表项合并的方法，其特征在于，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块；
所述方法包括：
确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数；
合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号包括所述N个表项中每个表项的共享者编号；
其中，所述合并所述N个表项为第一表项之前还包括：
确定是否满足合并条件，在满足合并条件时，合并所述N个表项；
所述合并条件包括以下条件任意之一：
所述目录中不包括第二表项，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，
所述目录包括第二表项且所述N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，
所述目录包括第二表项且所述N个表项中的任一表项的表项标签均指示一个缓存块并所述N大于预设的阈值，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，还包括：
删除所述第二表项。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述删除所述第二表项之前还包括：
确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；
若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块；
执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，所述方法还包括：
确定所述第二表项是否包括两个或两个以上的共享者编号，在所述第二表项包括两个或两个以上的共享者编号时，合并所述第二表项和所述第一表项为第四表项，所述第四表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第四表项的共享者编号包括所述第二表项的共享者编号和所述第一表项的共享者编号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，其特征在于，还包括：
若所述第二表项仅包括一个共享者编号，删除所述第二表项。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，其特征在于，所述删除所述第二表项之前还包括：
确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；
若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第二缓存块；
执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第二缓存块，或者生成第五表项，所述第五表项的表项标签指示所述第二缓存块，所述第五表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
7.一种访问目录的方法，其特征在于，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数；
所述方法包括：
接收目录访问请求，所述目录访问请求携带待访问的缓存块的标签；
根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项；
从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目录中每个表项还包括管理范围标识位，所述管理范围标识位用于指示所述表项标签指示的缓存块的数量；
所述从所述一组表项中确定查询表项包括：根据所述一组表项中各个表项的管理范围标志位，确定所述查询表项。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备；
所述方法还包括：
若所述查询表项的共享者编号与所述访问者编号不相同，生成第一新表项，所述第一新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第一新表项的共享者编号为所述访问者编号。
10.如权利要求8或7所述的方法，其特征在于，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备，所述目录访问请求还包括访问类型，所述访问类型用于指示所述目录访问请求为读请求或写请求；
所述方法还包括：
若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为读请求，所述查询表项的共享者编号不包括所述访问者编号，将所述访问者编号添加至所述查询表项的共享者编号中。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为写请求；
生成第二新表项，所述第二新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第二新表项的共享者编号为所述访问者编号，并通知所述查询表项中除所述访问者编号之外的其它共享者编号对应的缓存设备无效所述待访问的缓存块。
12.一种用于目录中表项合并的设备，其特征在于，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块；所述设备包括：
确认模块，用于确定待合并的N个表项，其中，所述N个表项中的每个表项的表项标签所指示的缓存块属于合并范围，所述合并范围指示2a个缓存块，所述N和所述a均为正整数；
处理模块，用于合并所述N个表项为第一表项，其中，所述第一表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第一表项的共享者编号为所述N个表项的共享者编号；
其中，所述处理模块合并所述N个表项为所述第一表项之前还用于：
确定是否满足合并条件，在满足合并条件时，合并所述N个表项；
所述合并条件包括以下条件任意之一：
所述目录中不包括第二表项，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，
所述目录包括第二表项且所述N个表项中任一表项的表项标签指示2个以上缓存块的标签，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块；或者，
所述目录包括第二表项且所述N个表项中的任一表项的表项标签均指示一个缓存块并所述N大于预设的阈值，其中，所述第二表项的表项标签与所述第一表项的表项标签相同且都指示所述2a个缓存块。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，所述处理模块还用于：删除所述第二表项。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述处理模块删除所述第二表项之前还用于：
确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；
若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号相同，执行所述删除所述第二表项的动作；
若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第一缓存块；
执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第一缓存块，或者生成第三表项，所述第三表项的表项标签指示所述第一缓存块，所述第三表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理模块还用于：在所述目录包含所述第二表项并进行合并得到所述第一表项之后，确定所述第二表项是否包括两个或两个以上的共享者编号，在所述第二表项包括两个或两个以上的共享者编号时，合并所述第二表项和所述第一表项为第四表项，所述第四表项的表项标签指示所述2a个缓存块，所述第四表项的共享者编号包括所述第二表项的共享者编号和所述第一表项的共享者编号。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理模块还用于若所述第二表项仅包括一个共享者编号，删除所述第二表项。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述处理模块还用于删除所述第二表项之前确定所述第二表项的共享者编号是否与所述第一表项的共享者编号相同；
若所述第二表项的共享者编号与所述第一表项的共享者编号不同，在执行所述删除所述第二表项的动作之前，获取所述第二表项中的冗余共享者编号，所述冗余共享者编号为不同于所述第一表项的共享者编号的第二表项中的其它共享者编号，在所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中查询所述2a个缓存块，确定所述冗余共享者编号所对应的缓存设备中缓存的第二缓存块；
执行以下两种动作之一：无效所述冗余共享者编号所对应的缓存设备所缓存的所述第二缓存块，或者生成第五表项，所述第五表项的表项标签指示所述第二缓存块，所述第五表项的共享者编号为所述冗余共享者编号。
18.如权利要求12至17任一所述的设备，其特征在于，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
19.一种用于访问目录的设备，其特征在于，所述目录包括多个表项，每个表项包括表项标签和共享者编号，所述表项标签用于指示缓存块，所述多个表项中包含第一表项，所述第一表项的表项标签指示2a个缓存块，所述a为正整数；所述设备包括：
接收模块，用于接收目录访问请求，所述目录访问请求携带待访问的缓存块的标签；
处理模块，用于根据所述待访问的缓存块的标签，查询所述目录，获取一组所述待访问的缓存块对应的表项，所述一组表项包括所述目录中表项标签指示所述待访问的缓存块的所有表项；从所述一组表项中确定查询表项，所述查询表项为所述一组表项中表项标签指示的缓存块最少的表项。
20.如权利要求19所述 的设备，其特征在于，所述目录中每个表项还包括管理范围标识位，所述管理范围标识位用于指示所述表项标签指示的缓存块的数量；
所述处理模块从所述一组表项中确定查询表项包括：根据所述一组表项中各个表项的管理范围标志位，确定所述查询表项。
21.如权利要求19或20所述的设备，其特征在于，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备；
所述处理模块，还用于若所述查询表项的共享者编号与所述访问者编号不相同，生成第一新表项，所述第一新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第一新表项的共享者编号为所述访问者编号。
22.如权利要求19或20所述的设备，其特征在于，所述目录访问请求还包括访问者编号，所述访问者编号指示发出所述目录访问请求的缓存设备，所述目录访问请求还包括访问类型，所述访问类型用于指示所述目录访问请求为读请求或写请求；
所述处理模块，若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为读请求，所述查询表项的共享者编号不包括所述访问者编号，将所述访问者编号添加至所述查询表项的共享者编号中。
23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述处理模块，还用于若所述访问请求类型指示所述目录访问请求为写请求；
生成第二新表项，所述第二新表项的表项标签指示所述待访问的缓存块，所述第二新表项的共享者编号为所述访问者编号，并通知所述查询表项中除所述访问者编号之外的其它共享者编号对应的缓存设备无效所述待访问的缓存块。
24.如权利要求19、20和23中任一所述的设备，其特征在于，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
25.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
26.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备为专用集成电路ASIC或现成可编程门阵列FPGA。
27.一种目录，其特征在于，包括：
块表项，所述块表项包括第一表项标签，第一共享者编号；
区域表项，所述区域表项包括第二表项标签，第二共享者编号；
超区域表项，所述超区域表项包括第三表项标签，第三共享者编号；
所述第一表项标签指示一缓存块，所述第二表项标签指示2n个缓存块，所述第三表项标签指示2n+m个缓存块，所述n和所述m均为正整数。
28.如权利要求27所述的目录，其特征在于，所述块表项还包括第一管理范围标志位，所述区域表项还包括第二管理范围标志位，所述超区域表项还包括第三管理范围标志位；
所述第一管理范围标识位用于指示所述第一表项标签指示的缓存块的数量，
所述第二管理范围标识位用于指示所述第二表项标签指示的缓存块的数量，所述第三管理范围标识位用于指示所述第三表项标签指示的缓存块的数量。
29.一种存储介质，其特征在于，用于存储如权利要求27或28所述的目录。
30.一种目录高速缓存，其特征在于，包括如权利要求29所述的存储介质、如权利要求12至18任一所述的用于目录中表项合并的设备、如权利要求19至26任一所述的用于访问目录的设备，总线；
所述存储介质、所述用于目录中表项合并的设备、所述用于访问目录的设备之间通过所述总线建立通信连接。
31.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被硬件执行时能够实现权利要求1至6任意一项所述的方法。
32.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被硬件执行时能够实现权利要求7至11任意一项所述的方法。
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