[發明專利]用于指派輸入/輸出端口的方法、存儲介質和系統

有效

• 申請號: 201380013728.1
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN104603738B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: T·J·范帕滕;S·E·克萊恩
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 酆迅,陳穎

技術領域

本描述涉及一種用于在存儲區域網絡中指派輸入/輸出端口的方法、系統和計算機程序。

背景技術

存儲區域網絡(SAN)被頻繁使用以允許存儲設備對主機的操作系統表現為就像其在本地接合至主機那樣的方式將諸如磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫或其它存儲設備的遠程計算機存儲設備耦合至主機。光纖信道(FC)是一種高速聯網技術，其中信號可以通過例如包括光纖線纜或雙絞銅線線纜的各種傳輸媒體進行傳送。

存儲控制器可以具有被主機指派以輸入/輸出(I/O)任務的多個服務器。I/O可以是針對存儲中的具體卷。存儲控制器可以進一步具有多個輸入/輸出(I/O)適配器，諸如使得服務器能夠與主機進行通信的主機適配器，使得存儲控制器的服務器能夠與存儲設備進行通信的設備適配器。I/O適配器可以具有多個CPU，其從存儲控制器的一個或多個服務器接收輸入/輸出請求以執行輸入/輸出操作，其中數據通過I/O適配器的各個I/O端口而往來于存儲進行讀取或寫入。I/O適配器經常具有共享資源環境，例如，在上述共享資源環境中，諸如硬件資源和存儲器資源的資源可以被多個CPU所共享，上述硬件資源諸如I/O端口，而上述存儲器資源則諸如存儲器中的數據結構。I/O適配器中所使用的共享資源環境的示例例如是對稱多處理(SMP)環境。

例如，對共享資源的訪問可以使用諸如單一所有權或共享所有權規則之類的適當規則進行控制。在一種典型的共享資源環境中，對共享資源的訪問可以通過使用控制針對所訪問資源的訪問的共享存儲器數據結構中的鎖定字(lock word)來完成。本領域已知的另一種方法是將各種資源的相關聯數據結構在任務控制模塊中分組在一起，該任務控制模塊在任務每次開始時進行指派并且由每個CPU作為所執行任務的操作進行鎖定和解鎖。

在典型的共享資源環境中，每個I/O端口將使得其工作幾乎完全在單個CPU的控制下執行，直至該I/O端口的任務完成。這樣的指派被認為例如通過減少高速緩存置換而提高了多CPU適配器的性能。

被指派給特定CPU的I/O端口或多個端口的列表可以存儲在該CPU的數據結構的元素中。指派給特定I/O端口的特定CPU也可以由存儲在指派給該特定I/O端口的數據結構的元素中的適當CPU所有者ID進行識別。

指派特定I/O端口的CPU可以通過在指派給該特定I/O端口的數據結構的元素中設置鎖定而防止其它CPU訪問該特定I/O端口。一旦I/O端口不再被特定CPU所有，則該鎖定元素可以被清除。

要結合特定I/O端口執行的I/O任務可以在指派給特定I/O端口的數據結構的元素中進行識別。結合I/O端口執行的I/O工作指派例如包括與諸如光纖信道光學硬件的特定通信端口硬件進行通信例如向諸如ASIC的邏輯硬件中的直接存儲器訪問(DMA)引擎提交工作，例如在I/O適配器中將數據移入或移出一個或多個高速緩存，等等。

發明內容

過程、硬件、軟件、固件及其組合可以執行操作，包括：向輸入/輸出(I/O)適配器的多個中央處理單元(CPU)以及針對每個CPU指派I/O端口，并且在CPU和指派至該CPU的每個I/O端口之間傳輸數據。在本描述的一個方面，以上所提到的操作可以與I/O端口輪換的循環相結合，其中一個循環的每次端口輪換包括將至少一個I/O端口的指派從一個CPU輪換至該多個CPU中的不同CPU。此外，針對多個CPU中的每個CPU的I/O指派可以在該循環的至少一部分內進行輪換。

在另一方面，數據傳輸可以包括在一個CPU的控制下在至少一個I/O端口發起傳輸數據的任務，并且在對該至少一個I/O端口的指派從一個CPU輪換至不同CPU之后，在該不同CPU的控制下在該至少一個I/O端口繼續該數據傳輸的任務。而且，確定是否發起I/O端口輪換的循環可以包括確定多個CPU中的CPU數量是否大于或等于I/O適配器的I/O端口的數量。

在另一個方面，確定是否發起I/O端口輪換的循環可以包括確定預定的時間段是否已經到期。此外，發起I/O端口輪換的循環可以包括由一個CPU針對多個CPU中的其余CPU設置輪換標志，以針對多個CPU中的其余CPU發起端口輪換。

在又另一個方面，I/O端口輪換的循環中的每次端口輪換可以包括針對每個CPU確定是否將特定CPU的端口指派輪換至多個CPU中的不同CPU。此外，發起I/O端口輪換的循環可以包括由一個CPU針對多個CPU中的其余CPU設置輪換標志以針對多個CPU中的其余CPU發起端口輪換，并且針對每個CPU確定是否輪換端口指派可以包括檢查是否已經針對該特定CPU設置了輪換標志。