專利名稱：用于輪詢的數據存儲環(huán)境中性能增強的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及輪詢的數據存儲環(huán)境中的性能增強，并更具體地涉及基于計數的通過使用回送地址位置對通過總線的寫的驗證的使用。
背景技術：
數據存儲系統(tǒng)可使用硬件總線系統(tǒng)來提供從主機例如網絡服務器通過總線系統(tǒng)到附接的具有存儲設備、高速緩沖存儲器、或非易失高速緩沖存儲器的數據存儲服務器的快速數據傳輸。有利的是提供這樣的數據存儲，該數據存儲以接近或匹配于主機處理器的速度的相對快的速度操作，或者在寫操作期間釋放主機處理器，從而主機處理器不減慢。
將通過在硬件總線上發(fā)送的寫命令存儲的數據通常是將在隨后的時間被檢索的用戶數據。對用戶最重要的是用戶數據不丟失或受到損害。因此，除了快速的數據存儲外，必須有某種保證，使在總線系統(tǒng)上傳輸的用戶數據被完整無缺地接收。因此，大多數用于主機的通道適配器要求對數據傳輸寫操作已成功完成的確認。
在數據存儲系統(tǒng)中經常采用的一種硬件總線類型是外圍部件互連(PCI)總線系統(tǒng)。PCI總線系統(tǒng)是一種高性能擴展總線體系結構，它采用PCI橋提供了低等待時間路徑，通過所述PCI橋主機處理器可直接訪問PCI設備。在多主機環(huán)境中，PCI總線系統(tǒng)可包括諸如數據緩沖的功能以及諸對總線系統(tǒng)的使用的仲裁的PCI中心功能。
在PCI和其他總線系統(tǒng)中，通道適配器執(zhí)行寫命令來將數據傳輸到它們的目的地。通道適配器可輪詢(一種讀操作)表示“傳輸結束”的一硬件指示器，或向盡可能沿數據路徑向下的位置發(fā)出讀命令，以嘗試獲得數據傳輸已成功完成的確認。
通過硬件總線的讀操作是緩慢和低效率的，因為當訪問并裝載所寫數據以便沿總線系統(tǒng)往回傳遞時需要長時間的等待。因此，總線體系結構通常阻擋該讀請求到總線上，直到所請求的數據已被裝載，從而允許在該裝載過程期間允許其他請求者對總線的其他使用。通常由總線采用的仲裁的一個要素是發(fā)送讀命令的適配器必須在預定時間內接收到響應，否則該請求者就不得不在仲裁器循環(huán)到下一個具有工作的代理時放棄接口。結果，始發(fā)者繼續(xù)請求讀結果，所述結果最終被提供給緩沖器以匹配該請求。因此通過總線的讀命令是完成起來極其緩慢的操作，特別是在具有多個主機并具有在通道適配器和存儲系統(tǒng)之間的多個橋的復雜總線系統(tǒng)中。在完成讀所需要的時間期間，始發(fā)正被驗證的寫的主機適配器必須暫停并等待讀命令的完成，直到接收到寫操作成功完成的確認，這實際上鎖定了主機適配器。
由通過總線的極為緩慢的讀操作所帶來的問題部分地通過使用寫命令驗證而得到解決，所述寫命令驗證在2003年3月18日頒發(fā)的標題為WRITE COMMNAD VERIFICATION ACROSS A PCI BUS SYSTEM的轉讓給相同受讓人的美國專利6,535,937中進行了描述，該專利被全文并入本說明書作為參考。在美國專利6,535,937中描述的方法和系統(tǒng)提供了對通過總線特別是在PCI總線系統(tǒng)的寫命令的異步和迅速的驗證。美國專利6,535,937公開了這樣一種系統(tǒng)，其中寫的目標具有一預定的“回送”地址，它將把一回送寫響應到該“回送”地址，以指示數據已到達其目的地。這樣，為驗證客戶數據的成功傳輸所必需的讀的數量被最小化。然而，諸如美國專利6,535,937中所描述的現(xiàn)有技術的系統(tǒng)并未指明在數據流式傳輸環(huán)境已處理了多少事務。因此，現(xiàn)有技術的系統(tǒng)將有用信息寫到回送地址，但沒有提供用于確定多少數據已達到其目的地而不使用多個輪詢或讀命令的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種驗證數據寫通過總線的傳遞的方法，該方法包括將數據寫從始發(fā)者通過總線發(fā)送到目標，用計數器計數在目標處接收到的數據條目的數量，并從目標通過總線向一返回地址傳送返回回送寫。該方法進一步包括將計數器值附加到與返回回送寫相關的其他數據并輪詢返回地址。
該方法允許通過比較在數據寫中包括的條目的數量與從返回地址輪詢的計數器值來確定數據寫的完成。另一方面，在數據流式傳輸環(huán)境中，可通過比較在選定時間點上在數據寫中包括的數據條目的數量與從返回地址輪詢的計數器值來確定數據寫的進展。被計數的典型數據條目可包括但不限于字節(jié)、字、雙字、或類似的數據量。
在本發(fā)明的一個實施例中，可在與始發(fā)者相關聯(lián)的第一總線適配器處指定所述返回地址。在另一實施例中，可在與目標相關聯(lián)的第二總線適配器處構建所述返回回送寫。
盡管以上就一種方法描述了本發(fā)明，本發(fā)明也可實現(xiàn)為一種數據處理系統(tǒng)，該數據處理系統(tǒng)具有能夠根據上述方法驗證數據寫通過總線的傳遞的裝置。本發(fā)明也可被實現(xiàn)為一種制造物品，該制造物品包含用于使得根據上述方法驗證通過總線的數據寫的指令。此外，本發(fā)明可被實現(xiàn)為一種部署計算基礎設施的方法，該方法包括將計算機可讀代碼與數據處理系統(tǒng)集成在一起，從而與該系統(tǒng)組合在一起的該代碼能夠驗證通過總線的數據寫。


圖1是根據本發(fā)明的實施例的總線系統(tǒng)和附接的主機系統(tǒng)和設備的框圖；圖2是PCI總線適配器的框圖；以及圖3是示出了本發(fā)明的方法的實施例的流程圖。
具體實施例方式
這里相對于一示例性總線系統(tǒng)即一PCI總線來描述本發(fā)明。應注意本發(fā)明并不限于PCI總線系統(tǒng)，而是可適用于任何相似的硬件總線。
參照圖1，其示出了根據本發(fā)明的實施例的PCI總線系統(tǒng)11。總線11提供了例如在一個或多個主機系統(tǒng)4和都與設備6相關聯(lián)的各設備例如處理器10、12和NVS(非易失性存儲器)單元32、34之間的通信路徑。該示例性PCI總線系統(tǒng)12是基于在并入本文的美國專利6,535,937中說明的采用相似部件的系統(tǒng)，并根據本發(fā)明做了修改。如在并入本文的美國專利6,535,937中所討論的，設備6可包括一直接存取存儲設備(DASD)子系統(tǒng)，例如一DASD串(a string of DASDs)。
該PCI總線系統(tǒng)11允許主機系統(tǒng)4使用適配器14A、14B、14C、14D以及16A、16B、16C、16D或其他通信代理(未示出)包括通常在總線上通信的任何設備與處理器10、12通信。通道適配器14、16可包括通道適配器卡，每個通道適配器卡通過PCI總線系統(tǒng)11上的一槽與遠程橋18、20連接。每個通道適配器卡在二級PCI總線上提供了到一個或多個主機系統(tǒng)4的連接。簡單地說，處理器10控制一級PCI總線88，并且處理器12控制一級PCI總線90，每個一級PCI總線提供了可由二級PCI總線44、45上的適配器14、16訪問的地址。
可提供兩個連接到不同組的通道適配器或其他通信代理的遠程橋18、20，并且每個遠程橋連接到本地橋。這樣，遠程橋18連接到本地橋22、26，并且遠程橋20連接到本地橋24、28。在當前示例中，本地橋22、24可與一級PCI總線88上的處理器10和NVS單元32通信，盡管本領域的技術人員可設想其他的安排。因此，在PCI總線系統(tǒng)的本示例中，連接到遠程橋18、20的適配器14A、14B、14C、14D，16A、16B、16C、16D或者代理都可通過PCI總線系統(tǒng)11與處理器10或NVS單元32通信。
任何總線系統(tǒng)中用于數據存儲的一種重要通信是由主機系統(tǒng)4以冗余的方式例如在相對的本地橋上的處理器10、12的控制下在NVS單元32、34和在設備6上寫數據。主機系統(tǒng)通常應對和處理大量的數據并需要對該數據的迅速訪問和存儲，以允許主機系統(tǒng)繼續(xù)處理而沒有大量的等待時間。因此，為了這種迅速訪問或存儲，需要總線系統(tǒng)的低等待時間。
圖2示出了PCI總線適配器70的一示例，該適配器將通常被運行地安置在遠程橋18、20的輸入處或本地橋22、24、26、28的輸出處。PCI總線適配器可例如包括由PLX Technology，Inc.，390 Potrero Avenue，Sunnyvale，California 94086提供的商業(yè)上可獲得的PCI 9060 PCI BusMaster Interface芯片。
PCI總線適配器70包括被配置為帶有可編程存儲器104例如串行EEPROM、例如到PCI總線88的PCI總線接口106、和本地接口108的控制邏輯100。該PCI總線適配器提供了兩個獨立的雙向直接存儲器訪問(DMA)通道，并具有幾個FIFO緩沖器102。每個DMA通道支持猝發(fā)傳輸和直接總線主控傳輸。此外，PCI總線適配器配備有一系列郵箱寄存器109，用于存儲可由PCI總線適配器使用的信息。
需要PCI總線系統(tǒng)的復雜性來確保命令在該系統(tǒng)中被適當地順序化。如以上討論的，要被存儲的數據通常是將在以后的時間被檢索的用戶數據，并且對用戶最重要的是用戶數據在PCI總線系統(tǒng)中被完整無缺地傳輸。因此，大多數用于主機的通道適配器要求對它們的數據傳輸寫操作已成功完成的確認或驗證。如以上討論的，現(xiàn)有技術的使用PCI讀命令以試圖獲得對數據傳輸已成功完成的確認導致長的等待時間，并在響應在進行中時，不能為始發(fā)適配器啟動其他操作。
在美國專利6,535,937中提供了一種用于異步地驗證一個或多個寫命令和它們的伴隨數據的傳遞的方法和系統(tǒng)，所述寫命令和伴隨數據是在二級PCI總線例如總線44上通過PCI總線系統(tǒng)例如PCI總線系統(tǒng)11從與該二級PCI總線相連接的始發(fā)位置例如適配器14發(fā)送到目標位置的。
美國專利6,535,937的總線系統(tǒng)通過向一特殊預定返回地址返回一回送寫命令而減少了為驗證給定寫操作的成功而必須進行的讀或輪詢操作的數量和延遲，所述返回地址通常為與總線適配器70相關聯(lián)的基本在總線系統(tǒng)11的末端的一本來未使用的郵箱109。以高效率將所述返回回送寫命令通過PCI總線系統(tǒng)發(fā)送到返回地址。在返回地址接收到返回回送寫命令就驗證了一個或多個寫命令和數據通過PCI總線系統(tǒng)從始發(fā)位置到基本在PCI總線系統(tǒng)末端的位置的傳遞。
然而，根據美國專利6,535,937的現(xiàn)有技術的系統(tǒng)，寫命令的始發(fā)者沒有能力確定在數據流式傳輸環(huán)境中已處理或接收了多少事務。因此，始發(fā)者無法精確地確定在給定時間點上多少數據已到達其目的地。因此，在美國專利6,535,937中描述的系統(tǒng)的能力或依賴于輪詢來確定寫操作的成功的任何硬件總線系統(tǒng)的能力通過本發(fā)明增強在寫數據命令的目標處的回送地址的使用而得到改進。當寫數據命令被發(fā)送到目標時，在接收數據條目時計數數據條目(其可以是字節(jié)、字、雙字、或任何其他可量化的數據條目)的數量。除了在現(xiàn)有技術的系統(tǒng)中被傳輸到返回地址的回送信息外，可將計數器的值發(fā)送給回送地址位置。以這種方式，始發(fā)單元可精確地得知多少數據已到達其目的地。可將該方法和系統(tǒng)擴展以允許很多存儲器段，每一段具有其自己的計數器。
圖3中示出了本發(fā)明的方法的一實施例。附加地參照圖1和圖2，始發(fā)者在步驟150例如經由適配器14A、14B、14C通過PCI總線系統(tǒng)l1向目的地例如NVS單元32發(fā)送一寫命令。在步驟152，始發(fā)者適配器14確定所述特殊的返回地址。
與PCI總線系統(tǒng)相連接的始發(fā)者適配器在步驟154將該寫命令連同數據發(fā)送到PCI總線44上，該數據包括預定的特殊回送地址。該寫命令的地址為特殊的末端位置地址例如郵箱109。一旦該寫命令在總線上，則在步驟156釋放該通道適配器以進行其他工作，例如發(fā)送寫命令給處理器12。
總線系統(tǒng)11使得任何先前的寫命令和數據在任何隨后發(fā)送的寫命令之前在總線系統(tǒng)11中前進(步驟160)。
當前數據寫命令由所述特殊的末端位置地址標識。與目標(NVS 32)相關聯(lián)的適配器70的總線控制100，在檢測到當前寫命令(步驟164)時，構建返回回送寫命令，以便返回到所述預定的回送返回地址。此外，與目標例如NVS單元32相關聯(lián)的一計數器將計數數據條目的數量。如以上所討論的，數據條目可以是字節(jié)、字、雙字、或任何其他可量化的數據包。當數據條目被接收時計數它們。附加到返回回送寫命令的數據可以是在美國專利6,535,937中描述的數據加上計數器的值(步驟166)。
然后將返回回送寫命令和附帶的數據通過PCI總線系統(tǒng)11傳回(步驟168)。
在步驟170，始發(fā)適配器70輪詢所述回送寫命令已被發(fā)送到的預定的特殊回送地址。經過輪詢，始發(fā)適配器70可確定在目標處接收到的字節(jié)、字、雙字等的計數，并從而直接驗證寫在硬件總線上的進展和/或成功完成。如果該數據計數是正確的，其指示一成功的寫，則始發(fā)適配器就驗證了寫命令通過PCI總線系統(tǒng)11到基本在PCI總線系統(tǒng)的末端的位置的傳遞(步驟172)。然后始發(fā)適配器向主機系統(tǒng)4以信號通知“完成”狀態(tài)。
當寫命令正在根據本發(fā)明被處理時，釋放始發(fā)適配器70以進行其他操作。
本發(fā)明也適用于寫命令在圖1的處理器10、12中的一個始發(fā)并被引向在PCI總線系統(tǒng)1的另一分支處的NVS 32、34。所述特殊回送地址將在與始發(fā)處理器相關聯(lián)的適配器70處，并且隨后的寫命令將被發(fā)送到在與目標處理器相關聯(lián)的本地橋22、24、26、28的末端位置處的適配器70。
盡管已詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，顯而易見的是本領域的技術人員可想到對這些實施例進行修改和改造而不脫離在以下權利要求中指出的本發(fā)明的范圍。
重要的是注意到盡管已在全功能的數據處理系統(tǒng)的情境中描述了本發(fā)明，本領域的普通技術人員將認識到本發(fā)明的過程能夠以指令的計算機可讀介質的形式以及各種形式被分發(fā)，并且不管實際用于進行這種分發(fā)的信號承載介質的特定類型本發(fā)明都適用。計算機可讀介質的例子包括可記錄類型的介質例如軟盤、硬盤驅動器、RAM、和CD-ROM以及傳輸類型的介質例如數字和模擬通信鏈路。
對本發(fā)明的描述僅是為了說明和描述的目的呈現(xiàn)的，而并非旨在是窮盡性的或限于本發(fā)明的所公開的形式。對本領域的普通技術人員來說很多修改和改變都是顯然的。實施例的選擇和描述是為了最好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，并使得本領域的其他普通技術人員能夠理解本發(fā)明，以用于適合于所考慮的特定應用的具有各種修改的各種實施例。此外，盡管以上相對于裝置進行了描述，本領域中的需要也可由一種輪詢的數據存儲環(huán)境中的性能增強的方法、一種包含用于輪詢的數據存儲環(huán)境中的性能增強的指令的計算機程序產品、或一種用于部署計算基礎設施的包括將計算機可讀代碼集成到計算系統(tǒng)中以用于輪詢的數據存儲環(huán)境中的性能增強的方法來滿足。
權利要求
1.一種驗證數據寫通過總線的傳遞的方法，包括將該數據寫從始發(fā)者通過該總線發(fā)送到目標；用計數器計數在該目標處接收到的數據條目的數量；將返回回送寫從該目標通過該總線傳送到返回地址；將該計數器的值包括在該返回回送寫中；以及輪詢該返回地址。
2.根據權利要求1的方法，還包括通過比較在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫的完成。
3.根據權利要求2的方法，還包括將所述數據寫的成功完成返回給所述始發(fā)者。
4.根據權利要求1的方法，還包括通過比較在選定時間點上在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫在數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)。
5.根據權利要求4的方法，還包括將所述數據寫在所述數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)返回給所述始發(fā)者。
6.根據權利要求1的方法，其中所述數據條目是從包括字節(jié)、字和雙字的組中選擇的。
7.根據權利要求1的方法，還包括在與所述始發(fā)者相關聯(lián)的第一總線適配器處指定所述返回地址。
8.根據權利要求1的方法，還包括在與所述目標相關聯(lián)的第二總線適配器處構建所述返回回送寫。
9.一種數據處理系統(tǒng)，包括包括用于將數據寫通過總線發(fā)送的裝置的始發(fā)者；與該始發(fā)者通信的總線；與該總線通信的目標，該目標包括用于接收該數據寫的裝置以及用于將返回回送寫從該目標通過該總線傳送到返回地址的裝置；與該目標相關聯(lián)的計數器，該計數器包括用于計數在該目標處接收到的數據條目的數量的裝置；用于將該計數器的值包括在所述返回回送寫中的裝置；以及用于輪詢所述返回地址的裝置。
10.根據權利要求9的數據處理系統(tǒng)，還包括用于通過比較在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫的完成的裝置。
11.根據權利要求10的數據處理系統(tǒng)，還包括用于將所述數據寫的成功完成返回給所述始發(fā)者的裝置。
12.根據權利要求9的數據處理系統(tǒng)，還包括用于通過比較在選定時間點上在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫在數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)的裝置。
13.根據權利要求12的數據處理系統(tǒng)，還包括用于將所述數據寫在所述數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)返回給所述始發(fā)者的裝置。
14.根據權利要求9的數據處理系統(tǒng)，其中所述數據條目是從包括字節(jié)、字和雙字的組中選擇的。
15.根據權利要求9的數據處理系統(tǒng)，還包括與所述始發(fā)者相關聯(lián)的第一總線適配器，該第一總線適配器包括用于指定所述返回地址的裝置。
16.根據權利要求9的數據處理系統(tǒng)，還包括與所述目標相關聯(lián)的第二總線適配器，該第二總線適配器包括用于構建所述返回回送寫的裝置。
17.一種用于對數據存儲系統(tǒng)進行編程以驗證數據寫通過總線的傳遞的制造物品，該制造物品包括用于以下操作的指令將該數據寫從始發(fā)者通過該總線發(fā)送到目標；用計數器計數在該目標處接收到的數據條目的數量；將返回回送寫從該目標通過該總線傳送到返回地址；將該計數器的值包括在該返回回送寫中；以及輪詢該返回地址。
18.根據權利要求17的制造物品，還包括用于通過比較在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫的完成的指令。
19.根據權利要求18的制造物品，還包括用于將所述數據寫的成功完成返回給所述始發(fā)者的指令。
20.根據權利要求17的制造物品，還包括用于通過比較在選定時間點上在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫在數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)的指令。
21.根據權利要求20的制造物品，還包括用于將所述數據寫在所述數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)返回給所述始發(fā)者的指令。
22.根據權利要求17的制造物品，還包括用于從包括字節(jié)、字和雙字的組中選擇要被計數的所述數據條目的指令。
23.根據權利要求17的制造物品，還包括用于在與所述始發(fā)者相關聯(lián)的第一總線適配器處指定所述返回地址的指令。
24.根據權利要求17的制造物品，還包括用于在與所述目標相關聯(lián)的第二總線適配器處構建所述返回回送寫的指令。
25.一種用于部署數據處理基礎設施的方法，包括將計算機可讀代碼集成到數據處理系統(tǒng)中以驗證數據寫通過總線的傳遞，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)能夠執(zhí)行以下操作將該數據寫從始發(fā)者通過該總線發(fā)送到目標；用計數器計數在該目標處接收到的數據條目的數量；將返回回送寫從該目標通過該總線傳送到返回地址；將該計數器的值包括在該返回回送寫中；以及輪詢該返回地址。
26.根據權利要求25的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠通過比較在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫的完成。
27.根據權利要求26的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠將所述數據寫的成功完成返回給所述始發(fā)者。
28.根據權利要求25的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠通過比較在選定時間點上在所述數據寫中包括的數據條目的數量與從所述返回地址輪詢的計數器值來確定所述數據寫在數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)。
29.根據權利要求28的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠將所述數據寫在所述數據流式傳輸環(huán)境中的狀態(tài)返回給所述始發(fā)者。
30.根據權利要求25的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠從包括字節(jié)、字和雙字的組中選擇要被計數的所述數據條目。
31.根據權利要求25的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠在與所述始發(fā)者相關聯(lián)的第一總線適配器處指定所述返回地址。
32.根據權利要求25的用于部署數據處理基礎設施的方法，其中所述代碼結合所述數據處理系統(tǒng)還能夠在與所述目標相關聯(lián)的第二總線適配器處構建所述返回回送寫。
全文摘要
提供了一種驗證數據寫通過總線的傳遞的方法，該方法包括將數據寫從始發(fā)者通過總線發(fā)送到目標，用計數器計數在目標處接收到的數據條目的數量，并從目標通過總線向一返回地址傳送返回回送寫。該方法還包括將該計數器值附加到與返回回送寫相關的其他數據并輪詢返回地址。該方法允許通過比較在數據寫中包括的條目的數量與從返回地址輪詢的計數器值來確定數據寫的完成。另一方面，在數據流式傳輸環(huán)境中，可通過比較在選定時間點上在數據寫中包括的數據條目的數量與從返回地址輪詢的計數器值來確定數據寫的進展。被計數的典型數據條目可包括但不限于字節(jié)、字、雙字、或類似的數據量。
文檔編號G06F13/38GK1776655SQ20051011497
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權日2004年11月17日
發(fā)明者R·J·查普曼, M·T·本哈斯, G·W·巴徹勒, 宋正中 申請人:國際商業(yè)機器公司