用于管理共享存儲器的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開一般地涉及數(shù)據(jù)處理環(huán)境，更具體地講，涉及一種用于數(shù)據(jù)處理環(huán)境的交 叉分區(qū)共享存儲器掛接（attach)。
【背景技術】
[0002] 當一個進程（其具有其自己的地址空間和唯一的用戶空間）需要與另一進程（其 具有其自己的地址空間和唯一的用戶空間）通信時，該進程可向內核發(fā)送請求以分配用于 進程間通信（IPC)的存儲器空間。進程也可與另一進程經由這兩個進程都可訪問的文件進 行通信。然而，要求進程打開和讀/寫文件以與另一進程通信，通常需要多個輸入/輸出 (I/O)操作，所述多個I/O操作可能消耗不希望的量的時間。
[0003] 在UNIX?中，也存在允許進程與同一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中或同一網(wǎng)絡中的不同數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)中的其它進程通信的各種IPC。例如，"管道（pipe)"提供一種進程通過交換消 息來彼此通信的方式。作為另一例子，"命名管道"提供一種在不同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上運行的 進程通過網(wǎng)絡進行通信的方式。作為另一例子，進程能夠在共享存儲器中交換值。在這種 情況下，一個進程指定其它進程能夠訪問的一部分存儲器。作為另一例子，進程可使用消息 隊列與其它進程通信，消息隊列是進程存儲或取回數(shù)據(jù)的存儲器段的結構化的有序列表。 另外，進程也可使用信號量與其它進程通信，信號量為訪問同一資源的進程提供同步機制。 通常，信號量簡單地協(xié)調對共享資源的訪問。也就是說，并不利用信號量在進程之間傳遞數(shù) 據(jù)。
[0004] UNIX共享存儲器掛接（SHMAT)命令或函數(shù)也可被用于把識別的共享存儲器段掛 接到主調進程的地址空間，從而一個進程可與另一進程通信。傳統(tǒng)的SHMT允許在OS下 運行的進程同時執(zhí)行針對相同存儲器位置的字節(jié)級別的細粒度的加載（load)和/或存儲 (store)訪問。也就是說，傳統(tǒng)的SHMT局限于在單個OS的環(huán)境內操作。已知被構造為使 對象進入一個處理器的本地存儲器空間中的傳統(tǒng)的共享/集群文件系統(tǒng)，其中該處理器能 夠對該對象進行更新。當該處理器完成更新該對象時，整個對象隨后被移動到共享處理器 的本地存儲器。
[0005] 在第一傳統(tǒng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總是被返回到它在非易失性文件系統(tǒng)存儲器（例如，盤） 中的原始位置。在第二傳統(tǒng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可被直接從第一用戶的本地存儲器復制到第二用 戶的本地存儲器。在第二傳統(tǒng)系統(tǒng)中，訪問虛擬對象包括：把對象固定（pin)在存儲器中， 在發(fā)送者和接收者上都啟動輸入/輸出（I/O)操作（通常包括直接存儲器存取（DMA))，并 且在共享處理器能夠啟動對對象的更新之前處理"操作完成"中斷。
[0006] 第三傳統(tǒng)系統(tǒng)實質上是虛擬化對稱多處理器（SMP)機器的集群版本。在第三傳統(tǒng) 系統(tǒng)中，每個機器能夠在物理上對整個系統(tǒng)的存儲器進行尋址。在這種情況下，在系統(tǒng)上運 行的OS之間劃分整個系統(tǒng)存儲器，并且通常實現(xiàn)防止一個OS訪問分派給另一OS的存儲器 的機制。盡管能夠繞開所述機制，但與虛擬地址相對，在傳統(tǒng)上，該繞開提供操作系統(tǒng)"A" 對分派給操作系統(tǒng)"B"的物理地址的訪問。通常，在虛擬存儲器OS中執(zhí)行的應用不使用物 理地址。也就是說，應用訪問虛擬對象內的偏移，該偏移是由虛擬地址（VA)代表的。通常， 僅本地OS理解由應用產生的VA和底層的機器物理地址之間的不斷改變的關系。這種關系 的至少一個子集的當前快照通常由本地OS在本地機器的地址轉換表中捕捉。

【發(fā)明內容】

[0007] -種用于管理共享存儲器的技術，包括：鏈接由第一共享應用和第二共享應用使 用的地址轉換數(shù)據(jù)結構（例如，表）。第一共享應用由第一操作系統(tǒng)（OS)管理，并且第二共 享應用由容納（host)關聯(lián)的虛擬對象的第二OS管理?；谠撴溄?，第一共享應用和第二 共享應用的虛擬地址被綁定到第二OS分派給關聯(lián)的虛擬對象的物理地址的可變集合，從 而由共享應用所共享的關聯(lián)的虛擬對象可由第二OS在沒有第一OS的許可的情況下調頁。
[0008] 以上
【發(fā)明內容】
包含細節(jié)的簡化、歸納和省略，并且不應視為要求保護的主題的全 面描述，而是旨在提供與之關聯(lián)的一些功能的簡要概述。通過檢查下面的附圖和詳細的書 面描述，對于本領域技術人員而言，要求保護的主題的其它系統(tǒng)、方法、功能、特征和優(yōu)點將 會是清楚的或者將會變得清楚。
[0009] 在下面的詳細的書面描述中，本發(fā)明的以上以及另外的目的、特征和優(yōu)點將會變 得清楚。
【附圖說明】
[0010] 將結合附圖閱讀說明性實施例的描述，其中：
[0011] 圖1是根據(jù)本公開的包括被構造為實現(xiàn)交叉分區(qū)共享存儲器掛接（XSHMAT)的數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的示例性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)環(huán)境的相關部分的示圖；
[0012] 圖2是使用虛擬通信裝置在兩個操作系統(tǒng)鏡像之間執(zhí)行傳統(tǒng)UNIX通信的傳統(tǒng)數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)的相關部分的示圖；
[0013] 圖3是根據(jù)本公開的實施例被構造為執(zhí)行XSHMAT的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的相關部分的 示圖；
[0014] 圖4是根據(jù)本公開的另一實施例被構造為執(zhí)行XSHMAT的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的相關部 分的示圖，其中最右邊的操作系統(tǒng)（OS)鏡像保持在不同OS鏡像中執(zhí)行的應用之間共享的 虛擬對象；
[0015] 圖5是根據(jù)本公開的另一實施例被構造為執(zhí)行XSHMAT的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的相關部 分的示圖，其中最左邊的OS鏡像保持在不同OS鏡像中執(zhí)行的應用之間共享的虛擬對象；
[0016] 圖6是根據(jù)本公開的另一實施例被構造為執(zhí)行XSHMAT的數(shù)據(jù)處理環(huán)境的相關部 分的示圖，其中最右邊的OS鏡像保持在不同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上的不同OS鏡像中執(zhí)行的應用 之間共享的虛擬對象；
[0017] 圖7是根據(jù)本公開的另一實施例被構造為執(zhí)行XSHMAT的數(shù)據(jù)處理環(huán)境的相關部 分的示圖，其中最左邊的OS鏡像保持在不同數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上的不同OS鏡像中執(zhí)行的應用 之間共享的虛擬對象；以及
[0018] 圖8是根據(jù)本公開的一個實施例的用于共享存儲器的示例性處理的流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 說明性實施例提供一種用于執(zhí)行交叉分區(qū)共享存儲器掛接（XSHMT)的方法、數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)和計算機程序產品（實施在計算機可讀存儲裝置上）。
[0020] 在本發(fā)明的示例性實施例的下面的詳細描述中，足夠詳細地描述可實施本發(fā)明的 具體示例性實施例以使本領域技術人員能夠實施本發(fā)明，并且應該理解，可使用其它實施 例，并且在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可做出邏輯、架構、編程、機械、電氣和其它 變化。下面的詳細描述因此不應在限制性意義上理解，并且本發(fā)明的范圍由所附權利要求 及其等同物定義。
[0021] 應該理解，特定部件、裝置和/或參數(shù)名稱的使用僅是示例，而非意圖暗示對本發(fā) 明的任何限制。本發(fā)明可因此利用用于非限制性地在這里描述部件/裝置/參數(shù)的不同命 名法/術語實現(xiàn)。考慮到使用在這里使用的每個術語的上下文，該術語應該被給予它的最 廣泛的解釋。
[0022] 根據(jù)本公開，公開一種交叉分區(qū)共享存儲器掛接（XSHMT)命令/函數(shù)，其擴展傳 統(tǒng)UNIXSHMAT命令的語義，以在可包括許多互連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理環(huán)境的所有操 作系統(tǒng)（OS)鏡像的所有進程之間起作用。通常，傳統(tǒng)的SHMAT命令局限于單個OS鏡像的 進程之間共享存儲器。在互連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的所有OS鏡像的所有進程之間共享存儲器 的傳統(tǒng)方案要求共享的系統(tǒng)存儲器被固定（即，共享的系統(tǒng)存儲器不被調頁（page))。共享 存儲器的傳統(tǒng)方案的固定存儲器要求提出了可伸縮性問題，因為共享進程的數(shù)量受到共享 存儲器所需的固定物理存儲器的限制。盡管在單個UNIXOS鏡像中執(zhí)行的進程之間的共享 存儲器可利用SHMT調頁，但在不同OS鏡像（分區(qū)）中執(zhí)行的進程之間的共享存儲器不可 利用SHMAT調頁。
[0023] 根據(jù)本公開的一方面，代表共享存儲器的OS鏡像的虛擬存儲器轉換的各部分被 鏈接，從而存儲器訪問可能出錯并且存儲器訪問錯誤能夠被引導至創(chuàng)建共享存儲器段（并 且負責解決轉換/頁錯誤）的OS鏡像。傳統(tǒng)的SHMT把共享公共虛擬存儲器的兩個進程 的虛擬地址（VA)轉換捆綁在一起，從而當這兩個進程訪問公共虛擬存儲器時，使用公共OS 的地址轉換表的公共部分進行訪問。根據(jù)本公開，多個不同OS的地址轉換數(shù)據(jù)結構（例如， 表）在虛擬機中被鏈接。多個不同OS的地址轉換表可按照許多方式在虛擬機中被鏈接。作 為一個例子，當兩個或更多的共享OS在單個對稱多處理器系統(tǒng)中執(zhí)行時，不同OS的管理程 序頁表樹（HPTT)可經由交叉分區(qū)描述符（CPD)被鏈接。在一個或多個實施例中，當共享OS 在不同系統(tǒng)中運行時，不同OS的HPTT可使用(PD用請求者代理和接收者代理（例如，二者 都以硬件實現(xiàn)）被鏈接。
[0024] 根據(jù)本公開，公開了在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（例如，POWER?系統(tǒng)）中實現(xiàn)分布式共 享存儲器的技術，這些技術通常提供用于使不同OS使用像UNIXSHMAT-樣的接口共享存 儲器的更高效的方式。根據(jù)一個實施例，公開了一種修改的SHMT接口，其使用交叉分區(qū)描 述符（CPD)把虛擬地址（VA)從非主機OS(即，未容納要共享的虛擬對象的OS)映射到由 容納要共享的虛擬對象的OS保持的HPTT(和HPTT內的共享存儲器偏移）。（PD的使用允 許OS使用共