JP2009543170A5 - - Google Patents

Description

本発明の好ましい実施形態は、各々が多数の同期点を備えた、マルチスレッドプロセッサ上の複数のスレッドの実行を同期させるための方法及び装置を提供する。いずれかのスレッドが同期点に到達したときに、同じ同期点に到達するように同期されることが意図される他のスレッドを待機し、次いで実行が再開できるようになる。同期点を含むコードの１セクションをスレッドが分岐して飛び越すときは、停止され、分岐しているとフラグが立てられる。次いで、同期点に到達するいずれかのスレッドは、分岐されているとフラグが立てられていないスレッドだけを待機する。このことは、分岐されなかったあらゆるスレッドが互いに同期することを保証する。

同期点の動作は、図２を参照してより詳細に説明される。２０において、媒体制御コアは、特定のスレッドに対して、ここで次の命令を処理できることを識別する。その第１のタスクは、２２において、その命令が同期点を含むかどうか判断することである。同期点がある場合には、実行スレッドは、２４の同期開始待機状態に移動する。この状態は、２６において、媒体制御コアがすべての他のスレッドを反復的に調査して、同期開始／終了待機状態にあるかどうかを判断するようにする。これらのすべてが、これらの状態の１つにない場合には、システムは、反復的に周りをループして、同期されるすべてのスレッドがストールされるまでチェックする。すべての他のスレッドがこれらの状態の１つに入ると、媒体制御コアは、再び２０において、次の命令を処理し、再び２２において、同期点を探すことができる。同期点はないと判断された場合には、２８において、スレッドが、同期点を分岐して飛び越したかについて判断がなされる。こうした分岐が生じていなかった場合には、システムは２０に戻り、次の命令を処理する。

システムが同期点を分岐して飛び越した場合には、ビットは、同期点を飛び越す分岐が生じたことをＭＣＣに示すように設定され、３０において、すべての他のスレッドが同期終了待機状態にあるかどうかについて判断がなされる。分岐スレッドが、他のスレッドの実行を再開しないようにする唯一のスレッドであると示す場合には、次の命令が２０において処理される。すべての他のスレッドが同期終了待機状態にない場合には、３２において、実行スレッドが同期終了待機状態になり、３４において、他のスレッドが同期終了状態に到達したかどうか判断するループに入る。別のスレッドがこの点に到達すると、システムは、２０において、次の命令を処理するようにループを戻る。

同期点及び分岐点の検出は、そのコンパイラによりスレッドに含まれるデータに応答して、媒体制御コア２において生じることができる。或いは、情報は、命令を処理するときに、データ処理コア８により媒体制御コアにフィードバックされることができる。
同期開始待機状態と同期終了待機状態との間の違いは、同期開始待機状態は、同期点がスレッドの通常のフローにおいて処理されるときに生じることである。
同期点を飛び越して分岐されると知られる分岐命令が処理された場合に、いずれかの他のスレッドがプログラムにおける同じ点に到達していてもいなくても、同期終了待機状態になる。したがって、スレッドが同期点を飛び越して分岐されると、別のスレッドがその実行において追いつくまで、すなわち、プログラムの同じ点に到達するまで、効率的にストールされる。

ＭＣＣ２は、命令デコードユニット３４からのフィードバック経路４０により、データを受信して、各々のスレッドに対して含むレジスタを更新する。このことは、スレッドがコードの１セクションを分岐して飛び越したときを認識し、したがって、このスレッドは、他のスレッドが分岐の終わり又は分岐内の同期点に到達するのを待機する間、同期終了待機状態に入る必要がある。さらに、スレッドが、分岐して飛び越すことができるコードを実行したときを認識し、スレッドを、コードのセクションの終わりにおいて、又は、コードのセクション内の同期点において、同期終了待機状態に入れる。この状態は、さらに、ＭＣＣ２にフィードバックされ、そのスレッドに対するレジスタ内に格納される。

本発明の実施形態に用いられるスレッドがコンパイルされるときには、コンパイラは、スレッドのどこで同期点が生じるかを検出し、コンパイルされたスレッドにおいて、ＭＣＣに対して同期点の存在を示す命令を含む。分岐がある場合には、コンパイラは、分岐が同期点を含むかどうか判断しなければならない。含む場合には代替的な分岐、含まない場合には対応する同期点が、同期点を分岐して飛び越したことをＭＣＣに示し、分岐の終わりにおいて実行を停止する命令を含む。