[發明專利]使用冗余虛擬機的錯誤檢測

有效

• 申請號: 201310067346.9
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN103176863A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: S.賴因哈德特;S.穆克赫吉
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;朱海煜

技術領域

本公開涉及計算和計算機系統的領域，而且更詳細地涉及使用虛擬機監視器的計算機系統中的錯誤檢測的領域。

背景技術

一些計算機系統對于在操作期間處理錯誤可能是易受影響的。例如，由于計算機系統暴露于輻射或其它電磁場引起的瞬時錯誤(“軟錯誤”)可能損壞正在貫穿計算機系統傳輸的數據，從而引起不正確或非預期的計算結果。例如，軟錯誤可引起計算機系統內不正確的數據在運行于處理器上的軟件應用和由該軟件應用生成的輸入/輸出(I/O)數據流之間傳遞。在該示例中，軟錯誤可存在于應用軟件、操作系統、系統軟件或I/O數據自身中。

計算機系統中軟錯誤的問題已經通過技術定位，例如冗余軟件執行，其中將軟件的段處理兩次或更多次，有時候在不同的處理硬件上，以便產生能相互比較的多個結果以在結果中檢測錯誤。冗余軟件處理，雖然在計算機系統中對于檢測軟錯誤有些效果，但會需要額外的計算資源，例如冗余的硬件，以冗余地處理軟件。

用在一些計算機系統中的另一種技術是在軟件中虛擬化硬件并且在硬件的冗余虛擬版本內冗余地處理不同的代碼段，以便檢測軟錯誤。冗余的虛擬硬件，或冗余的“虛擬機”(RVM)，能提供底層處理硬件的軟件表示，以使得軟件代碼能冗余地在RVM上并行處理。

圖1示出了冗余的虛擬機環境，其中軟件段，例如軟件線程，能冗余地處理以便檢測軟件中的軟錯誤。具體地，圖1示出表示相同處理硬件的兩個虛擬機(VM)，其中軟件線程能冗余地和并行地處理。來自軟件線程中的一個或多個操作的冗余拷貝的結果能相互比較，以便在軟件線程實際上提交到硬件上下文狀態之前或之后檢測軟錯誤。

然而，為了確保軟件在兩個VM上等同地處理，通過這些VM的代碼的執行路徑必須由例如復制管理層(RML)的軟件模塊控制(或管理)成為相同的。此外，RML可能需要比較兩個VM的輸出。不幸地是，RML，或等同軟件模塊，會引入額外的處理開銷，這些額外的處理開銷會引起計算機系統中的性能下降。此外，RML自身可能包含軟錯誤，并且因此是不可信任的。

附圖說明

本發明以示例而非限制的方式在附圖中示出。

圖1示出現有技術的冗余虛擬機(RVM)環境。

圖2示出可與本發明的一個或多個實施例協作使用的計算機系統的組件。

圖3示出可與本發明的一個或多個實施例協作使用的處理器和輸入/輸出(I/O)控制器。

圖4是流程圖，示出可在本發明的一個或多個實施例中使用的多個操作。

圖5是共享總線型計算機系統，其中可執行本發明的一個或多個實施例。

圖6是點對點計算機系統，其中可執行本發明的一個或多個實施例。

具體實施方式

本發明的實施例涉及計算機系統。更具體地，本發明的至少一個實施例涉及計算機系統內檢測和響應對應輸入/輸出(I/O)操作的錯誤的技術。

本發明的至少一個實施例使用硬件邏輯執行與利用冗余虛擬機(RVM)檢測軟錯誤相關的功能的一部分。更具體地，本發明的一個或多個實施例使用一對指定的存儲區域以及對應的輸入復制和輸出比較邏輯，以檢測與在一個或多個處理器和一個或多個I/O設備之間的I/O數據的傳輸相關的軟錯誤。

在一個實施例中，指定的存儲區域包括兩個或更多寄存器組，這些寄存器組位于I/O控制器內或否則與I/O控制器相關，以存儲在兩個或更多虛擬機和I/O設備之間通信的數據。在一個實施例中，指定存儲區域也可包括存儲器的兩個或更多段(例如，VM緩沖區)，以存儲與在存儲器和I/O設備之間的直接存儲器訪問(DMA)操作相關的數據。

本發明的實施例可合并在I/O控制器設備內的邏輯或否則與I/O控制器設備相關的邏輯，以執行由現有技術的RML執行的多個功能。例如，在一個實施例中，與表示處理硬件資源的兩個或更多RVM相關的I/O控制器內的邏輯，可用來復制由I/O設備提供給RVM的輸入并且比較由RVM生成的輸出，以便確定軟錯誤是否已經發生。有利的是，在硬件邏輯中包括輸入復制和/或輸出比較功能性的實施例能提高處理吞吐量，減少軟件開銷，并且減少軟錯誤影響軟錯誤檢測處理的機會。