[发明专利]管理多处理器操作

说明书

技术领域

本发明涉及管理多处理器操作。

背景技术

在某些计算环境中，为了存储设备中的数据，多个主机系统可以与诸如IBM企业存储服务器(Enterprise Storage Server，ESS)这样的控制单元通信，其中，通过ESS接收请求、提供对诸如通过一个或多个逻辑路径互连的硬磁盘驱动器这样的存储设备的访问来管理上述存储设备(IBM和ESS是IBM的注册商标)。互连的驱动器可以被配置为直接访问存储设备(Direct Access Storage Device，DASD)、独立磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)、简单磁盘捆绑(Justa Bunch of Disks，JBOD)等。控制单元可以是多处理器类型的系统。例如，控制单元可以包括重复和冗余处理复合体，也被称为群集，以便在有一个出故障的情况下允许故障修复(failover)到依然完好的群集。

存在各种类型的多处理器系统。在一种类型中，处理器可以各自具有其自己的存储器和高速缓存。处理器可以并行运行并共享磁盘。在一种类型的多处理器系统中，每个处理器均可以运行操作系统的副本，并且举例来说，处理器可以通过局域网(LAN)而被松耦合。处理器之间的通信可以通过消息传递来实现。

在另一种类型的多处理器系统中，处理器可以较为紧密地耦合，例如通过交换机或桥接器连接。举例来说，处理器之间的通信可以通过共享存储器来实现。

在又一种类型的多处理器系统中，仅有操作系统的一个副本可以跨越所有的处理器运行。这些类型的多处理器系统倾向于在具有高速总线或交换机的同一机箱内部紧耦合。此外，处理器可以共享相同的全局存储器、磁盘以及输入/输出(I/O)设备。

如果诸如共享磁盘这样的共享资源失效，则多处理器系统的处理器可以简单地停止使用失效的磁盘。在这样的多处理器系统中，即在该多处理器系统中操作系统的一个副本跨越系统的处理器运行，可以容易地对恢复操作进行协调。例如，如果诸如桥接器的共享资源可以通过处理器之一进行恢复操作(例如重置桥接器)而恢复，则可以由处理器的常见操作系统在各种处理器之间协调那些恢复操作。

多处理器系统中的每个处理器还可以具有可以在其中高速缓存共享存储器的一行或多行的高速缓存。因而，两个或多个高速缓存可以具有共享存储器的相同行的副本。如果一个处理器改变了高速缓存于其它处理器的高速缓存中的共享存储器的行中的数据，则各高速缓存可能具有该共享存储器的行的不同的、错误的版本。因此，高速缓存的数据可能不再相对于其它高速缓存或共享存储器“一致”。

可以采用各种高速缓存一致性协议来同步几个高速缓存之中的数据。一种高速缓存一致性协议利用四种状态(修改、专用、共享或无效(Modified，Exclusive，Shared，Invalid，MESI))中的一种来标记各高速缓存行。标记为处于修改状态的高速缓存行指示该高速缓存行已被修改并且因此在共享存储器的该行中的基础数据(underlying data)不再有效。标记为处于专用状态的高速缓存行指示该高速缓存行仅仅存储在该特定的高速缓存中并且未曾改变。标记为处于共享状态的高速缓存行指示该特定的高速缓存行可以存储在其它处理器的其它高速缓存中。标记为处于无效状态的高速缓存行指示该高速缓存行无效。

通常采用监听逻辑(snooping logic)，利用特定的一致性协议来提供高速缓存一致性。处理器中的监听逻辑可以在其它处理器所共享的公共总线线路上广播消息，每次处理器修改其高速缓存中的数据都通知其它的处理器。监听逻辑还可以在从其它处理器寻找这样的消息的总线上监听。

当处理器检测到另一处理器已经改变了存在于其自己的高速缓存中的地址上的值的时候，监听逻辑依照包括MESI协议在内的各种协议来使其高速缓存中的条目无效。对高速缓存行的无效状态标记可以通知处理器该高速缓存中的值无效。因此，处理器可以在共享存储器或另一高速缓存中寻找正确的值。

发明内容