專利名稱：用于編織排序的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，尤其是，涉及在多處理器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中事務(wù)處理的排序。
現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)編入許多處理節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)本身包括一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(“CPU”)，系統(tǒng)存貯器，其本身可包括高速緩存存貯器，外圍設(shè)備，以及連接系統(tǒng)總線至外圍總線的外圍主橋(“PHB”)。
此外，具有多處理器的現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一種共享存貯器環(huán)境。在這樣的環(huán)境中，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)處理器或多個(gè)處理器可以存取其它節(jié)點(diǎn)中的存貯器。實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)上共享存貯器的典型環(huán)境是非均勻存貯器存取(NUMA)環(huán)境和只高速緩存存貯器存取(COMA)環(huán)境。另外，在這些系統(tǒng)中希望通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的設(shè)備實(shí)現(xiàn)既到本地存貯器也到遠(yuǎn)距離存貯器的直接存貯器存取(DMA)。
在這樣一種NUMA或COMA系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)通過一種稱為“編織器”的設(shè)備連接，這種設(shè)備傳遞在其間的事務(wù)。越過編織器的節(jié)點(diǎn)對節(jié)點(diǎn)的事務(wù)可以包括對I/O設(shè)備的加載/存貯(L/S)操作和DMA對等關(guān)系的事務(wù)，除非編織器包括一種事務(wù)排序的機(jī)構(gòu)，否則這些事務(wù)可能引起相干性損失。相干性抑制可以由每個(gè)節(jié)點(diǎn)中CPU的結(jié)構(gòu)強(qiáng)加上的，也可以由每個(gè)節(jié)點(diǎn)中總線的結(jié)構(gòu)強(qiáng)加上的。此外，事務(wù)排序必須被強(qiáng)加上以避免死鎖及保證在I/O中斷后系統(tǒng)相干域中的數(shù)據(jù)。因此，在技術(shù)上需要一種設(shè)備與方法，用于在一種共享存貯器環(huán)境中連接多重節(jié)點(diǎn)的編織器上實(shí)現(xiàn)事務(wù)排序規(guī)則。
本發(fā)明解決了上面提到的需要。因此，在此以第一形式提供包括編織器橋的一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。該編織器橋用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間傳遞事務(wù)，編織器控制節(jié)點(diǎn)間事務(wù)的順序，其中，編織橋確定前面事務(wù)和后繼事務(wù)的排序。該排序是后繼事務(wù)可以繞過前面的事務(wù)，必須繞過前面的事務(wù)，和不允許繞過前面的事務(wù)之中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載/存貯(L/S)，和直接存貯器存取(DMA)對等關(guān)系事務(wù)。
在此也以第二形式提供一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間傳遞事務(wù)的方法。此方法包括步驟通過確定前面事務(wù)和后繼事務(wù)的排序來控制節(jié)點(diǎn)間事務(wù)順序，該排序是后繼事務(wù)可以繞過前面的事務(wù)，必須繞過前面的事務(wù)，和不允許繞過前面的事務(wù)之中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載存貯(L/S)，和直接存貯器存取(DMA)對等關(guān)系事務(wù)。
此外，在此以第三形式提供一種可操作的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于在程序存貯媒介上存貯，此程序產(chǎn)品可用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)傳遞。該程序產(chǎn)品包括通過確定前面事務(wù)與后繼事務(wù)的排序來控制節(jié)點(diǎn)之間事務(wù)的順序的編程，該排序是后繼事務(wù)可以繞過前面事務(wù)，必須繞過前面事務(wù)，和必須不繞過前面事務(wù)之中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載/存貯(L/S)，和直接存貯器存取(DMA)對等關(guān)系的事務(wù)。
以上已經(jīng)相當(dāng)廣泛扼要地?cái)⑹隽吮景l(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便更好地理解后續(xù)的發(fā)明詳述。以下將描述本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，這些構(gòu)成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。
為了更全面地理解本發(fā)明，及其優(yōu)點(diǎn)，在此參考結(jié)合附圖所做的下列描述，其中

圖1用作說明依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種共享存貯器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；圖2A以方框圖的形式，用作說明依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一種編織器橋；圖2B以方框圖的形式，用作說明依據(jù)本發(fā)明的一種替代的實(shí)施方案的一種編織器橋；圖3以流程圖的形式，用作說明依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案的一種事務(wù)排序方法；和圖4以表格形式，說明由圖3中的方法實(shí)現(xiàn)的排序規(guī)則。
本發(fā)明提供一種機(jī)構(gòu)，用于在一個(gè)共享資源數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)環(huán)境中通過連接多重節(jié)點(diǎn)的一個(gè)編織器對L/S到I/O，DMA對等關(guān)系事務(wù)，L/S到系統(tǒng)存貯器和DMA到系統(tǒng)存貯器排序。越過編織器的L/S和DMA事務(wù)由對事務(wù)排序的一個(gè)狀態(tài)機(jī)構(gòu)控制。此狀態(tài)機(jī)構(gòu)確定依據(jù)預(yù)先規(guī)定的規(guī)則組一個(gè)后繼的事務(wù)是否可以繞過一個(gè)前面的事務(wù)。在總線橋中的事務(wù)排序已經(jīng)公開在共同指定的美國專利No.5,694,556 to Neal，etal中，引入于此作為參考，本發(fā)明提供一種在NUMA或COMA環(huán)境中事務(wù)排序的機(jī)構(gòu)。
在以下的描述中，為了對本發(fā)明的透徹理解，闡明了許多專門的細(xì)節(jié)。然而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯然的，即沒有這樣一些專門的細(xì)節(jié)本發(fā)明也可被實(shí)現(xiàn)，另外，大家熟知的電路用方框圖形式示出，以便不讓本發(fā)明在不必要的細(xì)節(jié)中弄得含糊不清，對于大多數(shù)部分來說，與定時(shí)考慮有關(guān)的細(xì)節(jié)以及對于本發(fā)明的充分理解是不必要的并且在有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員的技能范圍內(nèi)的細(xì)節(jié)均被略去。
現(xiàn)參看附圖，其中所描述的部件并不必要按比例示出，并且相同或類似的部件在幾個(gè)圖中用相同的參考數(shù)字標(biāo)記。
現(xiàn)參看圖1，用作說明依據(jù)本發(fā)明的原理的一種多重節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100，每個(gè)節(jié)點(diǎn)102包括許多，N個(gè)，連接到系統(tǒng)總線106的CPU 104，系統(tǒng)存貯器部分，存貯器108也包括在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中，并被連到系統(tǒng)總線106上。
外圍設(shè)備位于外圍總線110上，并通過外圍主橋(PHB)112接合到系統(tǒng)總線。另外，外圍設(shè)備，譬如設(shè)備114，可以位于一個(gè)或多個(gè)子總線116上，而這些子總線通過外圍對外圍(在圖1上標(biāo)記為PtP)橋連到外圍總線110，這樣一種實(shí)施方案可被采用是為了滿足關(guān)于外圍總線110的扇出技術(shù)指標(biāo)。例如，在本發(fā)明的實(shí)施方案中，外圍總線110可以是一種外圍部件互聯(lián)(PCI)總線，其中這種類型的每個(gè)總線支持在總線上十個(gè)負(fù)載。然而，熟悉常規(guī)技術(shù)的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可被提供在共享存貯器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的其它實(shí)施方案中而并不限于外圍總線110是PCI總線的系統(tǒng)。
節(jié)點(diǎn)102通過編織器120連接，編織器120包括編織器橋122和多重節(jié)點(diǎn)編織器互聯(lián)126。在第一節(jié)點(diǎn)102內(nèi)的設(shè)備，如CPU104或外圍設(shè)備114之一可以參與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)102中的另一個(gè)設(shè)備或存貯器的事務(wù)，這些事務(wù)由編織器橋122傳遞，編織器橋122和多重節(jié)點(diǎn)編織器互聯(lián)126，例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中可以是一個(gè)可比相干接口(SCI)，或，替換為一個(gè)電子切換編織器。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，編織橋122可以傳遞到I/O的加載/存貯事務(wù)。另外，事務(wù)可包括DMA對等關(guān)系事務(wù)，雖然在圖1中的系統(tǒng)100已被說明為具有四個(gè)節(jié)點(diǎn)102，熟悉常規(guī)技術(shù)的技術(shù)人員將理解，依據(jù)本發(fā)明的原理，一個(gè)多重節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括任何預(yù)先規(guī)定的節(jié)點(diǎn)數(shù)102，這樣一種實(shí)施方案將在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)。
現(xiàn)參看圖2，用作更詳細(xì)地說明編織器橋122。橋122通過多重節(jié)點(diǎn)編織器互聯(lián)126連到每個(gè)節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)和橋之間傳送數(shù)據(jù)和控制信號，控制信號通知互聯(lián)事務(wù)已被執(zhí)行，在事務(wù)中要傳遞的數(shù)據(jù)可被安置在緩沖器202中，例如，對于一個(gè)用DMA操作方式對系統(tǒng)存貯器的延時(shí)讀請求來說，在第一節(jié)點(diǎn)102中的請求設(shè)備114可以試圖對物理上位于第二節(jié)點(diǎn)102中的存貯器108為目標(biāo)進(jìn)行讀請求，此讀請求被緩存在編織器橋122中。然后編織器橋122將此請求傳交給第二節(jié)點(diǎn)102中的存貯器108，從第二，目的地，節(jié)點(diǎn)102中的存貯器108接收到的數(shù)據(jù)可以存貯在緩沖器202中并被轉(zhuǎn)交給請求的PHB112，然后當(dāng)請求設(shè)備114再次試圖其請求時(shí)提供給請求設(shè)備114。
在系統(tǒng)總線106上PHB 112執(zhí)行指定給另一個(gè)節(jié)點(diǎn)102的事務(wù)請求由請求節(jié)點(diǎn)102中的編織器橋112接受。然后這些事務(wù)在緩沖器202中緩存，由控制和路由邏輯204接收，狀態(tài)機(jī)構(gòu)206執(zhí)行控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的事務(wù)的操作，在圖2B中所示的編織器橋122的一種替代實(shí)施方案中，CPU205依據(jù)存貯在存貯器207中指令程序作為排序規(guī)則狀態(tài)機(jī)構(gòu)起作用。在節(jié)點(diǎn)102上來自或去系統(tǒng)的事務(wù)在節(jié)點(diǎn)接口208上出或入編織器橋，同樣地，來自或去其它節(jié)點(diǎn)102的事務(wù)在編織器連接接口210上出或入編織器橋。
在節(jié)點(diǎn)102之間的事務(wù)在圖1中的編織器120上被連續(xù)地傳遞。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)連貫性和遵守可由CPU104和外圍總線110加上的適當(dāng)?shù)呐判蛳拗疲瑺顟B(tài)機(jī)構(gòu)206或，替換為在存貯器207中的指令控制下的CPU205，必須執(zhí)行事務(wù)排序規(guī)則，由此后繼事務(wù)的執(zhí)行受前面事務(wù)的制約，換句話說，狀態(tài)機(jī)構(gòu)206或，替換為CPU205由一套排序規(guī)則確定何時(shí)可以允許后續(xù)事務(wù)在前面事務(wù)前執(zhí)行，如果已有臨時(shí)性失速的話，必須允許在前面事務(wù)以前執(zhí)行，或者必須按次序執(zhí)行，也就是說不允許在前面事務(wù)以前執(zhí)行，狀態(tài)機(jī)構(gòu)206或CPU205依據(jù)在圖3中以流程圖形式示出的方法300確定排序。
現(xiàn)參看圖3，以流程圖形式示出的一種對圖1的編織器122中的事務(wù)排序的方法300，支持對I/O設(shè)備的L/S操作，對等關(guān)系DMA事務(wù)，和對系統(tǒng)存貯器的L/S以及對系統(tǒng)存貯器的DMA。此外，CPU 104可以執(zhí)行對總線事務(wù)強(qiáng)制排序的指令，例如，Power PC結(jié)構(gòu)(“Power PC”是IBM公司的一個(gè)商標(biāo))執(zhí)行Sync和eieio(強(qiáng)制按次序執(zhí)行I/O)指令。執(zhí)行Sync指令保證在Sync指令以前的所有Load和store指令在程序執(zhí)行經(jīng)過Sync指令以前的總線上被完成，eieio指令的執(zhí)行使所有在執(zhí)行eieio指令以前的Load和store指令，在任何執(zhí)行eieio指令以后可被發(fā)出的寫操作以前，為在總線上執(zhí)行作記號。方法300在步驟302中開始，并在步驟304中確定是否允許對I/O事務(wù)L/S。如果在步驟304中允許對I/O作L/S，那末在步驟306中，確定是否前面的事務(wù)是DMA操作或者對系統(tǒng)存貯器的L/S或者eieio或Sync事務(wù)。如果不是，方法300在步驟308中確定，是否前面的事務(wù)是L/S對I/O或者來自I/O的加載。如果不是，方法300在步驟310中繼續(xù)確定是否允許DMA對等關(guān)系事務(wù)。
然而，如果在步驟308中，前面的事務(wù)是L/S對I/O或來自I/O的加載，在步驟312中確定是否后繼的事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成。如果是的，那末在步驟314中后續(xù)的事務(wù)被允許繞過前面的事務(wù)，方法300在步驟399結(jié)束?？墒牵粼诓襟E312中后繼的事務(wù)不是對系統(tǒng)存貯器的L/S，或者來自系統(tǒng)存貯器的加載完成，那末在步驟316中，確定是否后繼事務(wù)是eieio或Sync事務(wù)。如果在步驟316中，后繼事務(wù)是eieio或Sync，那末在步驟318中方法300確定后繼事務(wù)不允許繞過前面的對I/O的L/S或來自I/O的加載完成。然而，如果在步驟316中，后繼事務(wù)不是eieio或sync事務(wù)，那末方法300在步驟320中確定是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA讀。如果是的，那末在步驟314中確定后繼事務(wù)可以繞過前面的事務(wù)，否則在步驟321中確定，是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，如果是的，在步驟324中，此事務(wù)必須被允許繞過，否則，在步驟322中確定是否后繼事務(wù)是來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成并且前面的事務(wù)不是加載完成。如果是的，在步驟324中確定必須允許繞過。如果，在步驟322中后繼事務(wù)不是DMA讀完成或前面的事務(wù)不是加載完成，那末，在步驟326中確定是否對等關(guān)系傳送被允許。如不是，在步驟328中辨識后繼事務(wù)或者是加載或者是存貯到I/O，否則，在步驟326中，如果對等關(guān)系的事務(wù)被允許，確定是否后繼事務(wù)是加載或存貯到I/O。如果是的，或者，如果在步驟326中，已確定不允許對等關(guān)系的事務(wù)，和因此后繼事務(wù)必須或者是加載或者是存貯到I/O，在步驟332中確定是否前面的L/S到I/O或來自I/O的加載完成以及后繼的L/S到I/O是到相同的目的地地址。如果是的，在步驟318中確定不允許繞過?？墒牵绻康牡氐刂放c步驟332中的不相同，在步驟314中確定可以允許繞過。
如果在步驟326中對等關(guān)系被允許，并且在步驟330中，后繼的事務(wù)不是L/S到I/O，那末，在步驟334中確定是否后繼事務(wù)是對I/O的DMA寫或?qū)ο到y(tǒng)存貯器的DMA寫。如果是的，確定在步驟324中必須允許繞過?？墒牵绻诓襟E334中后繼事務(wù)不是對I/O的DMA寫或?qū)ο到y(tǒng)存貯器的DMA寫，確定在步驟336中是否后繼事務(wù)是對I/O的讀請求。如果是的，對I/O的后繼讀請求可以繞過前面的對I/O的L/S或來自I/O的加載完成，步驟314。可是如果后繼事務(wù)不是對I/O的讀，方法300確定在步驟338中是否后繼事務(wù)是來自I/O的DMA讀完成和前面的事務(wù)，在步驟308中是來自I/O的加載完成，如果不是，在步驟340中確定，是否后繼事務(wù)是對I/O的DMA讀，然而若在步驟338中，后繼事務(wù)是來自I/O的DMA讀完成，在步驟308中前面事務(wù)是來自I/O的加載完成，那末在步驟314中可以允許繞過，如果，在步驟340中確定后繼事務(wù)是對I/O的DMA讀和在步驟342中，事務(wù)是到相同的目的地，那末前面的來自I/O的加載完成被后繼的來自I/O的讀完成繞過必須被允許，步驟324。否則，在步驟314中此事務(wù)被允許繞過。
回到步驟306，如果確定，前面的事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA操作或L/S，或者eieio或者sync，那末在步驟344中確定，是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA操作或加載或存貯。如果后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA操作或L/S，那末方法300，在步驟346中，按對系統(tǒng)存貯器L/S和DMA事務(wù)排序的方法對事務(wù)排序，后述的方法描述在共同未決，共同指定的美國專利申請中，標(biāo)題是“Apparatus and Method for FafricOrdering of Load/Store and Direct Memory Access Transactions，”引入于此作為參考?？墒侨绻诓襟E344中，后繼事務(wù)不是對系統(tǒng)存貯器的DMA操作或L/S操作，那末，在步驟346中確定，是否來自步驟306的前面事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成。如果是的，在步驟348中確定是否對等關(guān)系的事務(wù)被允許。如果不是，那末方法300確定，在步驟350中是否后繼事務(wù)或者是對I/O的加載或存貯，或者是來自I/O的加載完成，如果是的，在步驟314中確定前面的事務(wù)被后繼的L/S或加載完成繞過可以被允許。如果不是，方法300回到步驟399。
否則，如果在步驟348中對等關(guān)系的事務(wù)被允許，在步驟352中確定，是否后繼事務(wù)是對I/O的DMA寫或?qū)ο到y(tǒng)存貯器的DMA寫，如果是的，在步驟234中后繼的對I/O或系統(tǒng)存貯器的DMA寫必須被允許繞過來自步驟346的前面的對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成。
然而，如果在步驟352中后繼的事務(wù)不是對I/O或系統(tǒng)存貯器的DMA寫，那末在步驟354中確定，是否后繼事務(wù)是對I/O的L/S或來自I/O的加載完成。如果是的，那末在步驟346，314中后繼事務(wù)可被允許繞過前面的對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成。然而，如在步驟354中，后繼的事務(wù)不是對I/O的L/S或來自I/O的加載完成，那末，在步驟356中確定是否后繼的事務(wù)是對I/O的DMA讀或來自I/O的DMA讀完成，如果是的，后繼的DMA讀在步驟356中可被允許繞過，在步驟314中，前面的在步驟346中被確定的對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成。否則，方法300走到步驟399。
回到步驟346，如果確定前面的事務(wù)不是對系統(tǒng)存貯器的L/S或來自系統(tǒng)存貯器的加載完成，在步驟358中確定是否前面的事務(wù)是eieio或sync。如果是的，在步驟360中確定是否后繼事務(wù)是對I/O的加載或存貯。如果是的，后繼的對I/O的加載或存貯，在步驟318中不允許繞過前面的eieio或sync。否則，方法300在步驟362中辨識，后繼事務(wù)是來自I/O的加載完成，并且在步驟314中前面的eieio或sync，來自步驟358，可允許被后繼的來自步驟362的來自I/O的讀完成繞過。
回到步驟358。如果前面的事務(wù)不是eieio或sync，那末在步驟364中，方法300辨識前面的事務(wù)是DMA系統(tǒng)存貯器操作，并且在步驟366中確定是否后繼的事務(wù)是來自I/O的讀完成和前面的事務(wù)不是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，或者是否后繼的事務(wù)是對I/O的L/S。如果是的，那末在步驟314中后繼事務(wù)可被允許繞過前面的DMA系統(tǒng)存貯器操作。否則，在步驟368中確定是否DMA對等關(guān)系的事務(wù)被允許。如果不是，在步驟370中，方法300辨識，后繼事務(wù)是來自I/O的加載完成和前面事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，后繼的來自I/O的加載完成不允許繞過前面的對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，后繼的來自I/O的加載完成不允許繞過前面的DMA寫。這是因?yàn)榍懊娴膶ο到y(tǒng)存貯器的DMA寫在完成后繼事務(wù)，即來自I/O的加載完成以前必須是完全地連貫的。
然而，如果在步驟368中DMA對等關(guān)系事務(wù)被允許，那末在步驟372中確定，是否前面的事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA讀或來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成并且后繼事務(wù)或者是對I/O的DMA讀或來自I/O的DMA讀完成或者前面事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫以及后繼事務(wù)或者是對I/O的DMA讀或?qū)懟騺碜訧/O的DMA讀完成。如果前面的和后繼的事務(wù)滿足這些條件組之一，那末在步驟314中，后繼事務(wù)可被允許繞過前面的事務(wù)。如果在步驟372中，前面的和后繼的事務(wù)被確定不滿足這些條件組之一，那末在步驟374中方法300確定，是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫或者來自I/O的加載完成，前面的事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫。
如果后繼的和前面的事務(wù)滿足此條件，那末，在步驟318中，后繼事務(wù)，或者是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫或來自I/O的加載完成不允許繞過前面的對系統(tǒng)存貯器的DMA寫。否則，在步驟376中，方法300確定是否后繼事務(wù)或者是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫或者對I/O的DMA寫并且在前面事務(wù)中的DMA或者是對系統(tǒng)存貯器的DMA讀請求或者是來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成。如果是的，在步驟324中確定后繼的事務(wù)或者是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫或者是對I/O的DMA寫必須允許繞過前面的DMA讀請求或讀完成，否則，方法300走到步驟399。
再次回到步驟306，如果前面的事務(wù)既不是DMA操作也不是對系統(tǒng)存貯器的L/S或者eieio或sync，那末在步驟308中確定，是否前面事務(wù)是對I/O的L/S或者來自I/O的加載完成。來自步驟308的“是”通路在以上已描述過了。如果在步驟308中確定是否前面事務(wù)不是對I/O的L/S或者來自I/O的加載完成，那末方法300回到步驟310，并確定是否DMA對等關(guān)系事務(wù)被允許，如果不是，那末方法300對事務(wù)排序采用L/S和DMA對系統(tǒng)存貯器的排序協(xié)議，描述在共同擁有，共同未決的美國專利申請中，標(biāo)題是“Appratns and Method for Fafric Orderingfor Load/Store and Direct Memory Accecc Transactions”，引入于此作為參考。
然而，如果在步驟310中，DMA對等關(guān)系事務(wù)被允許，在步驟378中方法300辨識前面的事務(wù)是DMA對等關(guān)系的操作，其中，所有其它的可能性已在前面考慮過了。在步驟379中確定是否前面的事務(wù)是對I/O的DMA讀或?qū)?。如果是的，在步驟381中確定，是否后繼事務(wù)是來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成。如果是的，在步驟324中，后繼事務(wù)必須被允許繞過，否則方法走到步驟399，如果在步驟379中，無通路可取，則本方法進(jìn)行到步驟380。然后在步驟380中確定，是否后繼事務(wù)是對I/O或系統(tǒng)存貯器的L/S，或者來自I/O或系統(tǒng)存貯器的加載完成或eieio或sync事務(wù)，如果是的，在步驟382中進(jìn)一步確定，是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的加載，如果不是，在步驟314中前面的事務(wù)被后繼的事務(wù)繞過被允許，后繼的事務(wù)可以是對I/O的加載或存貯，或?qū)ο到y(tǒng)存貯器存貯，或者來自I/O或系統(tǒng)存貯器的加載完成，或者eieio或sync，來自步驟380，然而，如果后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的加載，那末進(jìn)一步在步驟385中確定，是否前面和后繼的事務(wù)是到不同的節(jié)點(diǎn)或目標(biāo)I/O設(shè)備，如果是的，在步驟314中，對系統(tǒng)存貯器的后繼加載，在步驟382中，可被允許繞過前面的事務(wù)，否則，如果在步驟385中，后繼的對系統(tǒng)存貯器的加載是到與前面的事務(wù)相同的節(jié)點(diǎn)，那末在步驟318中，對系統(tǒng)存貯器的后繼的加載不允許繞過前面的事務(wù)，因?yàn)榍懊娴氖聞?wù)必須在后繼事務(wù)以前完成。
回到步驟380，如果后繼事務(wù)不是對I/O或系統(tǒng)存貯器的L/S，或來自I/O或系統(tǒng)存貯器的加載完成，或者eieio或sync，那末在步驟384中確定是否前面的事務(wù)是對I/O的DMA讀或來自I/O的DMA讀完成。如果是的，在步驟386中確定是否后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，或者對I/O的DMA寫。如果是的，那末在步驟324中確定后繼事務(wù)必須被允許繞過前面的對I/O的DMA讀，或者來自I/O的DMA讀完成。如果在步驟386中，確定后繼事務(wù)不是對系統(tǒng)存貯器的DMA寫，或來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成，或?qū)/O的DMA寫，在步驟387中確定是否前面的事務(wù)是來自I/O的DMA讀完成。如果不是，方法300進(jìn)行到步驟399。否則，在步驟383確定是否后繼事務(wù)是來自系統(tǒng)存貯器的DMA讀完成。如果是的，前面的事務(wù)可以被繞過，步驟314。否則方法300在步驟399中結(jié)束。
如果在步驟384中前面的事務(wù)不是對I/O的DMA讀或者來自I/O的DMA讀完成，在步驟388中確定是否后繼事務(wù)是來自I/O的DMA讀完成。如果是的，在步驟389中，方法300確定是否前面的事務(wù)是對I/O的DMA寫或?qū)/O的DMA讀，如果是的，在步驟324中確定后繼的來自I/O的DMA讀完成，步驟389，必須被允許繞過前面的步驟389中的DMA事務(wù)。然而如果在步驟389中前面事務(wù)不是對I/O的DMA寫或?qū)/O的DMA讀，方法300辨認(rèn)，在步驟390中，前面的事務(wù)是來自I/O的DMA讀完成，并且在步驟314中確定，后繼的來自I/O的DMA讀完成，步驟388，可以被允許繞過前面的來自I/O的DMA讀完成。
然而，如果在步驟388中確定，后繼的事務(wù)不是來自I/O的DMA讀完成，在步驟391中確定，是否前面的事務(wù)是對I/O的DMA寫，如果不是，在步驟392中，方法300辨認(rèn)前面的事務(wù)必須是對I/O的DMA讀或來自I/O的DMA讀完成，通過步驟386到達(dá)步驟392，后繼事務(wù)必須是對I/O的DMA讀或?qū)ο到y(tǒng)存貯器的DMA讀。然后，在步驟314中，后繼的對I/O的DMA讀或?qū)ο到y(tǒng)存貯器的DMA讀可被允許繞過前面的對I/O的DMA讀或來自I/O的DMA讀完成。
可是若在步驟391中前面的事務(wù)是對I/O的DMA寫，那末在步驟393中確定是否后繼事務(wù)是對I/O的DMA讀或?qū)?，如果不是，那末辨認(rèn)后繼事務(wù)是對系統(tǒng)存貯器的讀或?qū)?，步驟394，和在步驟314中后繼的對系統(tǒng)存貯器的DMA讀或?qū)懣梢员辉试S繞過前面的對I/O的DMA寫。
可是如在步驟393中確定后繼事務(wù)是對I/O的讀或?qū)?，在步驟395中進(jìn)一步確定是否后繼事務(wù)是對I/O的DMA寫。如果是的，后繼的對I/O的DMA寫不允許繞過前面的對I/O的DMA寫，步驟318。然而，如果在步驟395中后繼事務(wù)不是對I/O的DMA寫。那末，在步驟396中辨認(rèn)后繼事務(wù)必須是對I/O的DMA讀。那末，在步驟385中確定是否后繼的對I/O的DMA讀和前面的對I/O的DMA寫，來自步驟391，是到不同的節(jié)點(diǎn)或目標(biāo)I/O設(shè)備。如果是的，那末在步驟314中，后繼的DMA讀可被允許繞過前面的DMA寫。然而，如果在步驟385中，后繼的DMA讀是與前面的DMA寫到相同的節(jié)點(diǎn)或目標(biāo)I/O設(shè)備，那末后繼的DMA讀必須不繞過前面的DMA寫，步驟318，那末方法300在步驟399中結(jié)束。
可將方法300實(shí)施的排序協(xié)議扼要敘述在圖4的表中。在圖4中的表規(guī)定了事務(wù)對的組，這些組按表中相應(yīng)的入口指明的順序排序，其中“A”指明前面的/后繼的事務(wù)，其中后繼事務(wù)可被允許繞過前面的事務(wù)，“Y”指明后繼事務(wù)必須被允許繞過前面的事務(wù)，和“N”指明后繼事務(wù)一定不允許繞過前面的前務(wù)。
本發(fā)明提供一種機(jī)構(gòu)，用于在多節(jié)點(diǎn)，NUMA/COMA數(shù)據(jù)處理環(huán)境中編織器橋。在包括在編織器橋中的狀態(tài)機(jī)構(gòu)的控制下，通過橋交換的節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)可依據(jù)由狀態(tài)機(jī)構(gòu)執(zhí)行的方法排序。橋?qū)τ蓸騻鬟f的事務(wù)排序，使得連接性要求被保持，死鎖被避免。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括一個(gè)編織器橋，用于在所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間傳遞事務(wù)，所述的編織器橋用于控制所述的節(jié)點(diǎn)之間事務(wù)的順序，其中所述的編織器橋確定前面事務(wù)與后繼事務(wù)的排序，所述的排序就是所述的后繼事務(wù)可被允許繞過，必須允許繞過，和必須不允許繞過所述的前面事務(wù)之中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載/存貯(L/S)，和直接存貯器存取(DMA)對等關(guān)系的事務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的排序是當(dāng)所述的第一和第二事務(wù)分別處于第一，第二和第三預(yù)先規(guī)定的事務(wù)對組時(shí)，所述的后繼事務(wù)可被允許繞過，所述的后繼事務(wù)必須被允許繞過，和所述的后繼事務(wù)必須不允許繞過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的編織橋依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定所述的事務(wù)排序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的第一、第二和第三組是依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的編織器橋進(jìn)一步包括控制電路，用于控制所述節(jié)點(diǎn)之間事務(wù)的順序，所述的控制電路確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的控制電路包括一個(gè)狀態(tài)機(jī)構(gòu)，所述的狀態(tài)機(jī)構(gòu)依據(jù)一種預(yù)定的協(xié)議確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)緩沖器，用于存貯事務(wù)信息，所述的緩沖器對來自所述的控制電路的信號作出響應(yīng)傳送事務(wù)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的事務(wù)序列進(jìn)一步包括對系統(tǒng)存貯器的直接存貯器存取(DMA)和對系統(tǒng)存貯器的加載/存貯。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其中所述的事務(wù)序列還包括eieio和sync事務(wù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還包括中央處理單元(CPU)，連接到所述編織器橋，每個(gè)CPU用于產(chǎn)生所述的事務(wù)序列的一個(gè)或多個(gè)事務(wù)。
11.一種在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間傳遞事務(wù)的方法包括以下步驟通過確定前面事務(wù)和后繼事務(wù)的排序控制所述節(jié)點(diǎn)之間事務(wù)的順序，所述的排序是所述的后繼事務(wù)可被允許繞過所述的前面事務(wù)，必須被允許繞過所述的前面事務(wù)，和必須不允許繞過前面事務(wù)中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載/存貯(L/S)，和直接存貯器存取(DMA)對等關(guān)系的事務(wù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的排序是當(dāng)所述的第一和第二事務(wù)分別處于第一、第二和第三預(yù)定的事務(wù)對組時(shí)，所述的后繼事務(wù)可被允許繞過，所述的后繼事務(wù)必須被允許繞過，和所述的后繼事務(wù)必須不允許繞過前面的事務(wù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的事務(wù)排序是依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述的第一，第二和第三組是依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中控制所述的事務(wù)順序的步驟包括提供控制電路，用于控制所述的節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)順序，所述的控制電路確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述的控制電路包括一個(gè)狀態(tài)機(jī)構(gòu)，所述的狀態(tài)機(jī)構(gòu)依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中控制所述的事務(wù)順序的步驟進(jìn)一步包括提供至少一個(gè)緩沖器，用于存貯事務(wù)信息，和對來自所述的控制電路的信號作出響應(yīng)，通過所述的緩沖器傳遞事務(wù)信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的事務(wù)序列進(jìn)一步包括對系統(tǒng)存貯器的直接存貯器存取(DMA)和對系統(tǒng)存貯器的加載/存貯。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中所述的事務(wù)序列還包括eieio和sync指令。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述的事務(wù)序列包括進(jìn)一步或多個(gè)中央處理單元(CPU)產(chǎn)生的事務(wù)。
21.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于在程序存貯媒介上存貯，程序產(chǎn)品用于在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間傳遞事務(wù)，程序產(chǎn)品包括通過確定前面事務(wù)和后繼事務(wù)的排序，編程控制所述的節(jié)點(diǎn)之間事務(wù)的順序，所述的排序是所述的后繼事務(wù)可被允許繞過前面事務(wù)，必須被允許繞過和必須不允許繞過前面事務(wù)中的一種，其中所述的事務(wù)序列包括對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的加載/存貯(L/S)，和直接存貯器(DMA)對等關(guān)系事務(wù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的程序產(chǎn)品，其中所述的排序是當(dāng)所述的第一和第二事務(wù)分別是第一、第二和第三預(yù)定的事務(wù)對組之一時(shí)，所述的后繼事務(wù)可被允許繞過，所述的后繼事務(wù)必須被允許繞過，和所述的后繼事務(wù)必須不允許被繞過，所述的前面事務(wù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的程序產(chǎn)品，其中所述的事務(wù)排序依據(jù)預(yù)定協(xié)議確定。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的程序產(chǎn)品，其中所述的第一，第二和第三組是依據(jù)預(yù)定協(xié)議確定的。
25.根據(jù)權(quán)利要求21的程序產(chǎn)品，其中所述的用于控制所述的事務(wù)順序的編程包括對控制所述的節(jié)點(diǎn)之間的事務(wù)順序的控制電路編程，所述的控制電路對所述的編程作出響應(yīng)確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的程序產(chǎn)品，其中所述的控制電路包括狀態(tài)機(jī)構(gòu)，所述的狀態(tài)機(jī)構(gòu)對所述的編程作出響應(yīng)，依據(jù)預(yù)定的協(xié)議確定所述的前面事務(wù)和所述的后繼事務(wù)的排序。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的程序產(chǎn)品，其中對所述的控制事務(wù)順序的編程進(jìn)一步包括對控制至少一個(gè)用于存貯事務(wù)信息的緩沖器的編程；和對來自所述的控制電路的信號作出響應(yīng)通過所述的緩沖器傳遞事務(wù)信息編程。
28.根據(jù)權(quán)利要求21的程序產(chǎn)品，其中所述的事務(wù)序列進(jìn)一步包括對系統(tǒng)存貯器的直接存貯器存取(DMA)和對系統(tǒng)存貯器的加載/存貯。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的程序產(chǎn)品，其中所述的事務(wù)序列還包括eieio和sync指令。
30.根據(jù)權(quán)利要求21的程序產(chǎn)品，其中所述的事務(wù)序列包括由一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(CPU)產(chǎn)生的事務(wù)。
全文摘要
實(shí)現(xiàn)一種在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中越過編織器傳遞事務(wù)序列的設(shè)備和方法。編織器橋依據(jù)預(yù)定的協(xié)議將前面事務(wù)與后繼事務(wù)排序。利用協(xié)議確定是否后繼事務(wù)可被允許繞過前面事務(wù),必須被允許繞過前面事務(wù),或必須不允許繞過前面事務(wù)。事務(wù)包括加載/存貯(L/S)系統(tǒng)存貯器和對輸入/輸出(I/O)設(shè)備的L/S,以及對系統(tǒng)存貯器的直接存貯器存取(DMA)和DMA對等關(guān)系事務(wù)。
文檔編號G06F13/40GK1259702SQ9912476
公開日2000年7月12日 申請日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月28日
發(fā)明者D·M·尼爾, S·M·瑟伯 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司