[发明专利]用于处理器功能查询的功能虚拟化设施

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统，更具体地，涉及计算机系统处理器指令功能。

背景技术

商标：是位于美国纽约州阿蒙克的国际商业机器公司的注册商标，S/390、z900、z990和z10及其他产品名称是国际商业机器公司或其他公司的注册商标或产品名称。

通过许多卓越的工程师的工作，IBM从20世纪60年代已知为系统360的机器开始至今已创建了一种特殊架构，该特殊架构由于其计算系统的本质，已知为“大型机”，其操作原理通过描述可在由IBM发明人发明的指令的“大型机”实现上执行的指令而阐述了机器的架构，这些指令由于其对改善由“大型机”代表的计算机器的状态有显著的贡献，通过包括在过去几年所阐述的IBM的Principles of Operation（操作原理），被接受是显著贡献。2009年2月发表的第八版IBM的Principles of Operation作为SA22-7832-07成为标准发表参考，并包含在IBM的大型机服务器中。

参考图1A，示出了现有技术的主机计算机系统50的代表性组件。也可在计算机系统中使用在本领域已知的组件的其他安排。代表性主机计算机50包括与主存储器（计算机存储器2）通信的一个或多个CPU 1，以及到存储设备11和网络10的I/O接口以与其他计算机或SAN等通信。CPU1遵循具有架构指令集和架构功能的架构。CPU 1可具有动态地址转换（DAT）3，以用于将程序地址（虚拟地址）转换为存储器的真实地址。DAT典型地包括转换后备缓冲器（TLB）7，其用于缓存转换，从而对计算机存储器2的块的后来的存取不需要地址转换的延迟。典型地，在计算机存储器2和处理器1之间使用高速缓存9。高速缓存9可以分层，具有可用于多于一个CPU的大高速缓存，以及在大高速缓存和每个CPU之间是更小更快（较低级）的高速缓存。在某些实现中，较低级高速缓存被划分为用于指令获取和数据访问的单独的低级高速缓存。在一实施例中，指令获取单元4通过高速缓存9从存储器2获取指令。该指令在指令解码单元6中被解码并（在某些实施例中与其他指令一起）被分派到指令执行单元8。典型地，使用几个指令执行单元8，例如，算术执行单元、浮点执行单元和分支指令执行单元。指令由执行单元来执行，在需要时从指令指定寄存器或存储器访问操作数。如果要从存储器2访问（载入或存储）操作数，载入存储单元5典型地在被执行的指令的控制下处理该访问。指令可在硬件电路或内部微代码（固件）中或由两者的组合来执行。

在图1B中，提供了现有技术的仿真主机计算机系统21的例子，其仿真主机架构的主机计算机系统50。在仿真主机计算机系统21中，主机处理器（CPU）1是仿真主机处理器（或虚拟主机处理器），并包含仿真处理器27，该仿真处理器具有与主机计算机50的处理器1不同的本机指令集架构。仿真主机计算机系统21具有可被仿真处理器27访问的存储器22。在示例性实施例中，存储器27被划分为主机计算机存储器2部分和仿真例程23部分。主机计算机存储器2可用于根据主机计算机架构的仿真主机计算机21的程序。仿真处理器27执行不同于被仿真处理器1的架构的架构指令集的本机指令，所述本机指令是从仿真例程存储器23获取的，且可以通过使用从序列和访问/解码例程获取的一个或多个指令从主机计算机存储器2中的程序来访问用于执行的主机指令，该序列和访问/解码例程可以对访问的主机指令进行解码，以确定用于仿真所访问的主机指令的功能的本机指令执行例程。为主机计算机系统50架构定义的其他工具（facility）可由架构工具例程来仿真，例如包括通用目的寄存器、控制寄存器、动态地址转换和I/O子系统支持以及处理器高速缓存等工具。仿真例程还可利用在仿真处理器27中可用的功能（例如通用寄存器和虚拟地址的动态转换），以改善仿真例程的性能。还可以提供特殊硬件和卸载引擎，以帮助处理器27来仿真主机计算机50的功能。