履行硬件線程的硬件權(quán)利的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及計(jì)算機(jī)虛擬化領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及硬件線程權(quán)利(entitlement)。
【背景技術(shù)】
[0002]系統(tǒng)虛擬化通過單個(gè)物理系統(tǒng)創(chuàng)建多個(gè)虛擬系統(tǒng)。該物理系統(tǒng)可以是獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，或者可以是利用計(jì)算機(jī)和組件集群的計(jì)算系統(tǒng)。虛擬系統(tǒng)是獨(dú)立的操作環(huán)境，其使用由處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出(I/o)適配器之類的物理資源的邏輯分類構(gòu)成的虛擬資源。系統(tǒng)虛擬化一般通過系統(tǒng)管理程序(hypervisor)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)管理程序也稱為虛擬機(jī)管理器，它使用薄層軟件或固件代碼實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度動(dòng)態(tài)資源共享。
[0003]系統(tǒng)管理程序提供將物理系統(tǒng)資源分為隔離的邏輯分區(qū)(也稱為LPAR)的能力。每個(gè)LPAR像獨(dú)立的系統(tǒng)那樣操作，運(yùn)行自己的操作環(huán)境(即，虛擬系統(tǒng))。系統(tǒng)管理程序可將專用的處理器、I/O適配器和存儲(chǔ)器分配給每個(gè)LPAR。系統(tǒng)管理程序也可將共享的處理器分配給每個(gè)LPAR。更具體地說，系統(tǒng)管理程序通過物理處理器創(chuàng)建虛擬處理器，這樣，LPAR便可在運(yùn)行獨(dú)立操作環(huán)境的同時(shí)共享物理處理器。
[0004]盡管每個(gè)LPAR充當(dāng)獨(dú)立的服務(wù)器，但是物理服務(wù)器上的LPAR可彼此共享資源。系統(tǒng)管理程序在許多LPAR之間共享資源的能力允許通過將服務(wù)器資源轉(zhuǎn)移到所需位置來提高資源利用率。
[0005]處理器是執(zhí)行可編程指令的設(shè)備。處理器核由用于執(zhí)行可編程指令的組件構(gòu)成:浮點(diǎn)單元、定點(diǎn)單元、分支單元、加載/存儲(chǔ)單元、內(nèi)部高速緩沖存儲(chǔ)器、關(guān)聯(lián)的管線、通用寄存器(GPR)、專用寄存器(SPR)和浮點(diǎn)寄存器(FPR)。在現(xiàn)代超標(biāo)量處理器中，為了提高執(zhí)行單元的利用率，從而增加處理器的工作吞吐量，以分時(shí)使用的方式在多個(gè)硬件線程之間共享執(zhí)行單元，從而對于執(zhí)行軟件而言，就像處理器專用于它自己一樣。為此，復(fù)制諸如GPR、FPR、SPR之類的某些重要處理器資源以創(chuàng)建“硬件線程”的概念，有時(shí)也稱為“中央處理單元(CPU)線程”。在某種意義上，LPAR由多個(gè)軟件進(jìn)程構(gòu)成，其中軟件進(jìn)程由多個(gè)軟件線程構(gòu)成，其中每個(gè)軟件線程可在硬件線程上執(zhí)行。
[0006]分配給LPAR的處理器越多，LPAR在任何給定時(shí)間可運(yùn)行的并發(fā)操作數(shù)就越大。專用處理器是被分配給單個(gè)分區(qū)的物理處理器。相反，共享處理器是其處理能力在多個(gè)LPAR之間共享的處理器。
[0007]同時(shí)多線程是單個(gè)物理處理器同時(shí)調(diào)度來自一個(gè)以上硬件線程的指令的能力。由于每個(gè)物理處理器具有兩個(gè)或更多硬件線程，因此附加的指令可同時(shí)運(yùn)行。
[0008]上下文切換是這樣的過程:將一個(gè)程序換出中央處理單元(CPU)并使用另一進(jìn)程的指令取代它。上下文切換是計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)同時(shí)處理不同程序的方式。使用上下文切換，一個(gè)程序執(zhí)行一段時(shí)間，然后保存程序執(zhí)行狀態(tài)(例如寄存器值)的副本，恢復(fù)下一程序的執(zhí)行狀態(tài)以在處理器上執(zhí)行。上下文切換可稱為“寄存器上下文切換”或“幀切換”或“線程上下文切換”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的實(shí)施例的方面公開了一種調(diào)度計(jì)算機(jī)指令的執(zhí)行的方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和計(jì)算系統(tǒng)。所述方法包括接收計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上邏輯分區(qū)的權(quán)利處理器資源百分比。所述方法進(jìn)一步包括將所述邏輯分區(qū)與所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器的硬件線程進(jìn)行關(guān)聯(lián)。所述方法進(jìn)一步包括將所述邏輯分區(qū)的所述權(quán)利處理器資源百分比存儲(chǔ)在與所述邏輯分區(qū)關(guān)聯(lián)的硬件線程的寄存器中。所述方法進(jìn)一步包括從所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所述邏輯分區(qū)接收指令以及所述處理器基于存儲(chǔ)在與所述邏輯分區(qū)關(guān)聯(lián)的硬件線程的寄存器中的權(quán)利處理器資源百分比調(diào)度所述指令。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)的圖表。
[0011]圖2示出LPAR、SPR和硬件線程之間的關(guān)系。
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例由指令調(diào)度單元控制的硬件處理器的操作。
[0013]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的任意權(quán)利能力(arbitrary entitlementcapacity)程序的步驟的流程圖。
[0014]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的硬件處理器管理程序的步驟的流程圖。
[0015]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的計(jì)算機(jī)組件的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的各方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即，完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)、或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的各方面還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼/指令。
[0017]可以采用計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任意組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是一但不限于一電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。
[0018]計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0019]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無線、有線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0020]可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語言的任意組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述程序設(shè)計(jì)語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言一諸如Java、Smalltalk、C++等，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語言一諸如“C”語言或類似的程序設(shè)計(jì)語言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計(jì)算機(jī)，或者，可以連接到外部計(jì)算機(jī)(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。
[0021]下面將參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機(jī)器，使得這些計(jì)算機(jī)程序指令在通過計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時(shí)，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的裝置。
[0022]也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這些指令使得計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的指令的制造品(article of manufacture)。
[0023]也可以把計(jì)算機(jī)程序指令加載到計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，從而在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令提供實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的過程。
[0024]現(xiàn)在參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。下面的圖提供一個(gè)實(shí)施例的說明。無論部分地還是整體地使用，該實(shí)施例都不暗示對其中可實(shí)現(xiàn)不同實(shí)施例的環(huán)境的任何限制。
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)100的圖。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)100包括:中央電子復(fù)合體(CEC) 102、系統(tǒng)管理程序105、LPAR IlOa到LPAR 110d、需求百分比(REQ) % Illa到REQ% llld、處理器資源120、硬件處理器管理程序150、權(quán)利專用寄存器(ESPR) I % 160a,ESPR2% 160b,ESP