[發明專利]用于在多個輸入/輸出(I/O)裝置當中執行I/O操作的系統及方法

有效

• 申請號: 201410095388.8
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104050117B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 路易茲·安德烈·巴羅索;詹姆斯·勞頓
• 申請（專利權）人: 谷歌公司
• 主分類號: G06F13/20
• 分類號: G06F13/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邵亞麗

技術領域

本發明涉及用于高效輸入/輸出(I/O)操作的系統及方法。

背景技術

現代計算機系統可包含多個輸入/輸出(I/O)裝置。舉例來說，典型的計算機服務器系統可包含使用具有整合式及外部I/O裝置兩者的芯片多處理器(CMP)的單芯片或多芯片對稱多處理器(SMP)。I/O裝置可使用例如(舉例來說)PCI-Express(PCIe)的I/O互連而連接到處理器及存儲器。計算機服務器系統中的I/O裝置的實例可包含磁盤控制器、磁盤、快閃控制器、固態驅動機(SSD)、高速網絡連線組件、通用串行總線(USB)控制器、通用非同步接收器/傳輸器(UART)控制器及其它裝置。在這些計算機系統中，每一I/O裝置可為I/O互連上的單獨實體。雖然I/O裝置可執行各種不同功能，但I/O裝置中的每一者可包含所述裝置上的相同或類似功能集，所述功能集可為無效的。計算機系統中的數據移動也可為無效的。可期望具有包含更高效I/O操作的計算機系統。

發明內容

此文件描述用于多個輸入/輸出裝置及處理器或多處理器(例如，對稱多處理器(SMP)單元)當中的輸入/輸出(I/O)操作的系統及技術。一種系統可包含共享I/O單元，其組合多個共享I/O功能作為所述共享I/O單元的部分，其中從I/O裝置中的每一者移除所述共享功能。所述共享I/O單元可為所述系統中的單獨組件或可為處理器或多處理器的一部分。以此方式，可為多個I/O裝置所共有的功能可從I/O裝置移除且替代地由共享I/O單元執行。所述處理器及所述I/O裝置可與所述共享I/O單元互動且使用所述共享I/O單元來執行所述共享功能中的一者或一者以上。所述I/O裝置及所述處理器或所述多處理器可使用所述共享I/O單元互動作為總線上的同級。所述I/O裝置可留存控制一組寄存器及其它組件以執行特定I/O裝置特有的功能。

根據一個一股方面，一種系統包含：總線；處理器，其可操作地耦合到所述總線；存儲器，其可操作地耦合到所述總線；多個輸入/輸出(I/O)裝置，其可操作地耦合到所述總線，其中所述I/O裝置中的每一者具有一組控制寄存器；及第一共享I/O單元，其可操作地耦合到所述總線。所述第一共享I/O單元具有多個共享功能且經配置以執行所述共享功能，其中所述共享I/O功能不包含為所述I/O裝置上的功能且所述I/O裝置及所述處理器與所述第一共享I/O單元互動以使用由所述第一共享I/O單元執行的所述共享功能中的一者或一者以上。

根據另一一股方面，一種系統包含：總線；多處理器，其具有至少兩個處理器，所述多處理器可操作地耦合到所述總線；存儲器，其可操作地耦合到所述總線；多個輸入/輸出(I/O)裝置，其可操作地耦合到所述總線；及第一共享I/O單元，其可操作地耦合到所述總線。所述第一共享I/O單元包含多個共享功能且經配置以執行所述共享功能，其中所述I/O裝置及所述多處理器與所述第一共享I/O單元互動以使用由所述第一共享I/O單元執行的所述共享功能中的一者或一者以上。所述共享I/O功能包含一個或一個以上中斷控制器、一個或一個以上I/O存儲器管理單元(MMU)及多個數據隊列。

根據另一一股方面，一種用于執行多個輸入/輸出(I/O)裝置當中的I/O操作的方法包含在系統處接收數據，其中所述系統包含：總線；處理器，其可操作地耦合到所述總線；多個I/O裝置，其可操作地耦合到所述總線；及共享I/O單元，其可操作地耦合到所述總線，其中所述共享I/O單元包含多個共享功能。所述方法包含在所述I/O裝置中的一者或一者以上、所述處理器及所述共享I/O裝置之間傳遞所述數據以及由所述共享I/O單元對所述數據中執行所述共享功能中的一者或一者以上。

根據另一一股方面，一種系統包含：用于傳遞的構件(例如，總線)；用于處理的構件(例如，處理器)，其可操作地耦合到用于傳遞的所述構件；用于存儲的構件(例如，存儲器)，其可操作地耦合到用于傳遞的所述構件；多個輸入/輸出(I/O)裝置，其可操作地耦合到用于傳遞的所述構件，其中所述I/O裝置中的每一者具有一組控制寄存器；及用于共享I/O功能的構件(例如，共享I/O單元)，其可操作地耦合到用于傳遞的所述構件。用于共享I/O功能的所述構件具有多個共享功能且經配置以執行所述共享功能，其中所述共享I/O功能不包含為所述I/O裝置上的功能且所述I/O裝置及用于處理的所述構件與用于共享I/O功能的所述構件互動以使用由用于共享I/O功能的所述構件執行的所述共享功能中的一者或一者以上。

在附圖及下文說明中陳述一個或一個以上實施方案的細節。從所述說明及圖式且從權利要求書將明了其它特征。