在這篇文章中，我將討論規(guī)范中與訪問(wèn)重疊地址相關(guān)的一些細(xì)微差別。由于多個(gè)主站可能共享同一位置，并且數(shù)據(jù)可以分布在不同主站的緩存中，因此這是驗(yàn)證相干系統(tǒng)的重要組成部分?；ミB在維護(hù)此類訪問(wèn)的一致性方面起著非常重要的作用。

相對(duì)于對(duì)重疊事務(wù)的訪問(wèn)，互連應(yīng)注意三個(gè)關(guān)鍵方面。

對(duì)事務(wù)進(jìn)行排序

窺探訪問(wèn)的時(shí)間相對(duì)于對(duì)連貫事務(wù)的響應(yīng)

如果從內(nèi)存讀取的數(shù)據(jù)可能與所有相關(guān) snoop 事務(wù)完成后讀取的數(shù)據(jù)不同，則從內(nèi)存中“重新獲取”數(shù)據(jù)

對(duì)事務(wù)進(jìn)行排序

請(qǐng)考慮以下示例：

在這里，主站 1 和主 2 希望寫(xiě)入同一位置，并將其大致同時(shí)存儲(chǔ)在其本地緩存中。為此，主節(jié)點(diǎn) 1 和主節(jié)點(diǎn) 2 發(fā)送 MakeUnique 事務(wù)（如圖 1a 和 2a 表示）。讓我們暫時(shí)考慮一下互連不正確的行為模式的影響。假設(shè)互連發(fā)送主站 1 和主 2 MakeInvalid 偵聽(tīng)事務(wù)（由 1b 和 2b 表示），分別對(duì)應(yīng)于它從主站 2 和主 1 收到的 MakeUnique 事務(wù)。一旦主站響應(yīng) snoop 響應(yīng)（由 1c 和 2c 表示），互連將響應(yīng)發(fā)送回主站（由 1d 和 2d 表示）。當(dāng)事務(wù)在主服務(wù)器 1 和主服務(wù)器 2 中完成時(shí)，兩個(gè)主服務(wù)器都會(huì)將緩存更新為唯一狀態(tài)。這違反了協(xié)議，因?yàn)榫彺嫘兄荒苡芍鞴?jié)點(diǎn)保持唯一狀態(tài)。此外，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)可能會(huì)在其本地緩存中存儲(chǔ)不同的值，而兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)都錯(cuò)誤地認(rèn)為它們具有緩存行的唯一副本。顯然，未正確排序的影響是不連貫的，如圖所示，其中兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)有兩種不同的視圖。為了解決這個(gè)問(wèn)題，規(guī)范要求對(duì)重疊地址的此類訪問(wèn)進(jìn)行排序。規(guī)范指出：

“互連有責(zé)任確保有一個(gè)定義的順序，可以發(fā)生到同一緩存行的事務(wù)，并且所有組件的定義順序都是相同的。如果兩個(gè)主站幾乎同時(shí)向同一緩存行發(fā)出事務(wù)，則互連將確定哪些事務(wù)首先排序，哪個(gè)事務(wù)最后排序?；ミB使用的仲裁方法未由協(xié)議定義。互連通過(guò)對(duì)事務(wù)響應(yīng)和對(duì)主節(jié)點(diǎn)的偵聽(tīng)事務(wù)進(jìn)行排序來(lái)指示到同一緩存行的事務(wù)順序。排序規(guī)則如下：

? 如果主服務(wù)器向緩存行發(fā)出事務(wù)，并且在收到對(duì)其發(fā)出的事務(wù)的響應(yīng)之前，它在同一緩存行接收偵聽(tīng)事務(wù)，則偵聽(tīng)事務(wù)定義為優(yōu)先排序。

? 如果主服務(wù)器向緩存行發(fā)出事務(wù)，并且在收到到同一緩存行的偵聽(tīng)事務(wù)之前收到對(duì)該事務(wù)的響應(yīng)，則主服務(wù)器發(fā)出的事務(wù)被定義為優(yōu)先排序。

在上面的例子中，讓我們假設(shè)互連優(yōu)先于主站1。如果是這樣，它必須向主站1發(fā)送一個(gè)窺探事務(wù)（2b），等待窺探響應(yīng)（1c）并將響應(yīng)發(fā)送回主站1（1d）。在此序列結(jié)束時(shí)，主 1 的緩存行將處于唯一狀態(tài)，并可能在其緩存中寫(xiě)入值。然后，互連可以對(duì)主站 2 進(jìn)行排序，并可以將偵聽(tīng)事務(wù) （2b） 發(fā)送到主站 1，這將使主站 1 中的緩存行無(wú)效，等待偵聽(tīng)響應(yīng) （2c） 并將響應(yīng)發(fā)送回主站 2 （2d）。在此序列結(jié)束時(shí)，主 1 的緩存行無(wú)效，主 2 的緩存行將分配給唯一狀態(tài)。

Snoop 訪問(wèn)的時(shí)間相對(duì)于對(duì)連貫事務(wù)的響應(yīng)

該規(guī)范規(guī)定了對(duì)同一緩存行的一致性事務(wù)和偵聽(tīng)事務(wù)的響應(yīng)順序的一些規(guī)則。這些給出如下：

“互連必須確保以下幾點(diǎn)：

? 如果互連為主站提供對(duì)事務(wù)的響應(yīng)，則在收到來(lái)自該主站的相關(guān) RACK 或 WACK 響應(yīng)之前，它不得將該主站發(fā)送偵聽(tīng)事務(wù)到同一緩存行

? 如果互連將偵聽(tīng)事務(wù)發(fā)送到主站，則在收到來(lái)自該主站的相關(guān) CRRESP 響應(yīng)之前，它不得向該主站提供對(duì)同一緩存行事務(wù)的響應(yīng)。

與協(xié)議的這一方面相比，需要注意的重要一點(diǎn)是，此要求不適用于 WriteBack 和 WriteClean 事務(wù)，盡管規(guī)范中沒(méi)有明確說(shuō)明。將上述規(guī)則應(yīng)用于 WriteBack 和 WriteClean 事務(wù)可能會(huì)導(dǎo)致死鎖。這是因?yàn)樵试S接收到緩存行的偵聽(tīng)事務(wù)的主服務(wù)器將其停止，直到它啟動(dòng)或即將啟動(dòng)到同一緩存行的任何掛起的寫(xiě)回或 WriteClean 事務(wù)完成。換句話說(shuō)，必須允許此主服務(wù)器接收對(duì) WriteBack 或 WriteClean 事務(wù)的響應(yīng)，然后才能允許傳入的窺探繼續(xù)（即響應(yīng)它）。如果上述規(guī)則應(yīng)用于 WriteBack 或 WriteClean 事務(wù)，則互連將無(wú)法向 WriteBack 或 WriteClean 事務(wù)發(fā)送響應(yīng)，因?yàn)閭陕?tīng)事務(wù)已發(fā)送到主服務(wù)器。因此，此規(guī)則不適用于寫(xiě)回和寫(xiě)清理事務(wù)非常重要。

從內(nèi)存中重新獲取數(shù)據(jù)

在某些情況下，可能必須從內(nèi)存中重新獲取數(shù)據(jù)。例如，假設(shè)主 1 發(fā)出 ReadShared 事務(wù)，而具有緩存行臟副本的主 2 發(fā)出寫(xiě)回事務(wù)。假設(shè)互連發(fā)出從主內(nèi)存讀取 ReadShared 事務(wù)。發(fā)送到主內(nèi)存的讀取事務(wù)完成后，讓我們假設(shè)寫(xiě)回有進(jìn)展。在此之后，互連發(fā)送的任何窺探事務(wù)都不會(huì)返回?cái)?shù)據(jù)，因?yàn)閷?xiě)回會(huì)使主 2 中的緩存行無(wú)效。但是，如果互連使用先前讀取內(nèi)存中接收的數(shù)據(jù)，則該互連將過(guò)時(shí)，因?yàn)?WriteBack 事務(wù)在發(fā)出讀取內(nèi)存后更新了內(nèi)存。因此，有必要從內(nèi)存中重新獲取數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)來(lái)響應(yīng)主 1。我們?nèi)绾螜z測(cè)與此相關(guān)的問(wèn)題？這些可以通過(guò)一致性檢查來(lái)檢測(cè)。在上面的示例中，ReadShared 事務(wù)將傳遞干凈的數(shù)據(jù)，其內(nèi)容應(yīng)與內(nèi)存的內(nèi)容匹配。如果沒(méi)有，則可能意味著互連使用了過(guò)時(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)響應(yīng) ReadShared 事務(wù)。

測(cè)試對(duì)重疊地址的訪問(wèn)

測(cè)試與訪問(wèn)重疊地址相關(guān)的所有方案可能會(huì)讓人不知所措。給定一個(gè)系統(tǒng)，有多個(gè)不同接口類型的端口可以將事務(wù)發(fā)送到重疊的地址。但是，并非所有訪問(wèn)給定地址的主節(jié)點(diǎn)組合都有效，因?yàn)槟承┲鞴?jié)點(diǎn)可能只允許訪問(wèn)某些地址空間，而一組主節(jié)點(diǎn)可能只訪問(wèn)一組有限的地址空間，而這些主節(jié)點(diǎn)組形成一個(gè)可共享性域。除此之外，對(duì)于給定地址的緩存行，具有不同初始狀態(tài)的主節(jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)許多不同的事務(wù)類型。隨機(jī)化和配置感知序列的強(qiáng)大功能可以滿足這些要求。對(duì)此進(jìn)行測(cè)試的序列可以執(zhí)行以下操作：

根據(jù)用戶給出的可共享性域，在該域中隨機(jī)選擇兩個(gè)主節(jié)點(diǎn)

根據(jù)這些主節(jié)點(diǎn)的接口類型，為每個(gè)主節(jié)點(diǎn)選擇一個(gè)隨機(jī)交易類型

將緩存行初始化為一組地址的有效隨機(jī)狀態(tài)

同時(shí)從兩個(gè)主服務(wù)器發(fā)送交易

審核編輯：郭婷