专利名称：用于进行非侵害性的性能监视和调节的方法和系统的制作方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及一种改进的数据处理系统，具体来说，涉及一种用于在数据处理系统中进行性能监视的方法、设备和计算机产品。具体来说，本发明提供不必使用远程输入/输出(RIO)电缆来监视输入/输出(I/O)性能的方法、系统和计算机产品。
背景技术：
多处理器数据处理系统是包含多个中央处理单元的数据处理系统。该系统允许进行逻辑分区，其中，单个多处理器数据处理系统可以这样运行好像系统是两个或多个独立系统。在这样的系统中，每一个逻辑分区都代表系统中的资源的划分，并作为独立的逻辑系统来操作。这些分区中的每一个分区都是逻辑的，因为资源的划分可以是物理的，也可以是虚拟的。例如，可以将多处理器数据处理系统分隔为多个独立的服务器，其中，每一个分区都具有其自己的处理器、主存储器和输入/输出设备。
许多系统都包括多个远程输入/输出(RIO)子系统，其中，每一个子系统都包括桥或某些其他接口，以通过主要或主输入/输出集线器将子系统与数据处理系统的其他部分进行连接。这些远程I/O子系统中的每一个子系统也被称为“RIO抽屉”。这些RIO抽屉中的每一个都可以包括外围组件，如，硬盘驱动器、磁带驱动器或图形适配器。
RIO抽屉通常在物理上与计算机的处理器和存储器组件分离。RIO抽屉和它们的组件使用RIO网络电缆连接到主计算机，RIO网络电缆允许RIO抽屉内包含的I/O设备利用计算机的其余部分进行操作，好像它们位于系统总线上。
在优化系统的性能时，常常使用性能监视。一般而言，性能监视器被视为包括在处理器内的功能，以通过确定机器在特定时间点的状态来分析系统的所选择的特征。一些系统，如IBM eServer pSeriesRegatta 690和IBM eServer pSeries and iSeries Squadrons系统(位于New York，Armonk的IBM公司制造的产品)使用RIO链路将中心电子综合体(CEC)连接到许多I/O设备。这些系统没有对RIO抽屉的JTAG访问权限，如此这些RIO链路只提供从CEC中的处理器到I/O抽屉的通信路径。因此，所有性能监视命令都必须经过RIO电缆。然而，通过RIO电缆发送性能监视命令给RIO电缆添加了更大的通信量，并可能影响系统性能。
因此，具有用于不必使用RIO总线来监视I/O性能的非侵害性的方法而是有利的。
发明内容
本发明提供用于不必使用RIO总线来监视I/O性能的非侵害性的方法、系统和计算机产品。当执行在远程I/O抽屉中运行的性能基准程序时，系统登录到批量电源控制器中，其中，批量电源控制器在数据处理系统和I/O抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问I/O抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用RIO链路。通过使用通信路径，系统可以监视I/O性能并获取芯片寄存器信息。系统可以通过使用软件来检测负载不平衡的状况，进一步提高性能。通过通信路径，软件能够通过改变芯片寄存器设置以允许初始化寄存器更加有效地处理负载，动态地平衡负载。
在所附的权利要求中阐述了本发明的新颖的特征。然而，本发明本身，以及优选的使用模式，进一步的目标和优点，通过参考对说明性的实施例的详细描述并参考附图，将得到最好的理解，其中图1是根据本发明的可以在其中实现本发明的示范性数据处理系统的方框图；图2是根据本发明的优选实施例的提供用于监视远程I/O抽屉的备用路径的系统的方框图；以及图3是根据本发明的优选实施例的不必使用RIO总线来监视I/O性能的过程的流程图。
具体实施例方式
现在参考附图，具体来说，参考图1，该图描述了其中可以实现本发明的数据处理系统的方框图。数据处理系统100包括中心电子综合体101，该综合体101包括逻辑上分区的硬件。CEC101包括连接到系统总线106的多个处理器102、103、104和105。或者，也可以使用单处理器系统。连接到系统总线106的还有存储器控制器/高速缓存108，它提供到多个本地存储器160-163的接口。RIO集线器110连接到系统总线106，并提供到RIO总线112的接口。如本文所述，存储器控制器/高速缓存108和RIO集线器110也可以集成在一起。
数据处理系统100是在逻辑上分区的数据处理系统。如此，数据处理系统100可以具有同时运行的多个异构操作系统(或单个操作系统的多个实例)。这些多个操作系统中的每一个操作系统都可以具有任意数量的软件程序在其内执行。数据处理系统100是在逻辑上分区的，以便可以向其中连接PCI I/O适配器的不同的PCI插槽，如插槽120、121，以及127-130，图形适配器148和硬盘适配器149都可以分配给不同的逻辑分区。在此情况下，图形适配器148提供到显示设备(未显示)的连接，而硬盘适配器149提供连接，以控制硬盘150。
在数据处理系统100内执行的每一个操作系统都分配给不同的逻辑分区。如此，在数据处理系统100内执行的每一个操作系统只能访问其逻辑分区内的那些I/O单元。如此，高级交互执行(AIX)操作系统的一个实例可以在分区P1内执行，AIX操作系统的第二个实例(也叫做“映像”)可以在分区P2内执行，Windows 2000操作系统可以在逻辑分区P3内操作。Windows 2000是位于华盛顿州Redmond的微软公司的产品和商标。
数据处理系统100包括RIO外壳150，外壳150包括连接到RIO总线112的多个I/O抽屉151和152。I/O抽屉151中的RIO到PCI桥114连接到RIO总线112，并提供到PCI总线117和PCI总线118的接口。RIO到PCI桥114包括诸如PHB115和PHB116之类的一个或多个PCI主机桥(PHB)。每一个PHB都通过PCI总线连接到PCI到PCI桥。例如，PHB115通过PCI总线117连接到PCI到PCI桥119。PHB116通过PCI总线118连接到PCI到PCI桥126。每一个PCI到PCI桥都连接到一个或多个PCI插槽。例如，PCI到PCI桥119使用PCI总线122连接到插槽120和插槽121。虽然只显示了两个插槽，但是，每一个PHB通常可以支持四个或八个插槽。PCI到PCI桥126使用PCI总线131连接到插槽127-130。
Each插槽都包括可以向其中连接PCI I/O适配器的EADS芯片。例如，插槽120包括EADS124。I/O适配器可以插入到插槽中，如此连接到EADS。例如，I/O适配器125插入到插槽120，并连接到EADS124。I/O设备可以利用I/O适配器连接到数据处理系统100。例如，如上文所述，I/O设备123连接到I/O适配器125。
存储器映射图形适配器148通过PCI总线144、EADS142、PCI总线141，以及RIO到PCI桥140可以连接到RIO总线112。硬盘150可以连接到硬盘适配器149，该硬盘适配器149连接到PCI总线145。而此总线又连接到EADS142，EADS142通过PCI总线141连接到RIO到PCI桥140。
RIO到PCI桥132为PCI总线133提供一个接口，以连接到RIO总线112。PCI I/O适配器136通过PCI总线135连接到EADS134。EADS132连接到PCI总线133。此PCI总线还将RIO到PCI桥132连接到服务处理器邮箱接口和ISA总线访问通路逻辑194和PCI到PCI桥路132。服务处理器邮箱接口和ISA总线访问通路逻辑194将转发发往到PCI/ISA桥193的PCI访问。NVRAM存储器192连接到ISA总线196。服务处理器135通过其本地PCI总线195连接到服务处理器邮箱接口和ISA总线访问通路逻辑194。服务处理器135还通过多个JTAG/I2C总线134连接到处理器102-105。JTAG/I2C总线134是JTAG/扫描总线(请参见IEEE1149.1)和Phillips I2C总线的组合。然而，或者，JTAG/I2C总线134只可以被Phillips I2C总线或只可以被JTAG/扫描总线替代。主机处理器102、103、104和105的所有SP-ATTN信号一起连接到服务处理器的中断输入信号。服务处理器135具有其自己的本地存储器191，并可以访问硬件OP面板190。
当数据处理系统100最初被通电时，服务处理器135使用JTAG/扫描I2C总线134询问系统(主机)处理器102-105、存储器控制器/高速缓存108，以及RIO集线器110。在完成此步骤时，服务处理器135具有数据处理系统100的库存和拓扑理解。服务处理器135还对通过查询主机处理器102-105、存储器控制器/高速缓存108和RIO集线器110查找到的所有元件执行Built-In-Self-Test(BIST)、基本保证测试(BAT)和存储器测试。在BIST、BAT和存储器测试期间检测到的故障的任何错误信息都由服务处理器135收集和报告。
如果系统资源的有意义的/有效配置在提取了在BIST、BAT和存储器测试期间发现有故障的元件之后仍是可能的，那么，数据处理系统100被允许继续将可执行代码加载到本地(主机)存储器160-163中。然后，服务处理器135释放主机处理器102-105，以便执行加载到主机存储器160-163中的代码。当主机处理器102-105执行来自数据处理系统100内的相应的操作系统的代码时，服务处理器135进入监视和报告错误的模式。被服务处理器135监视的项目的类型包括，例如，冷风扇的速度和操作、热传感器、电源调节器、处理器102-105报告的可恢复的和不可恢复的错误，本地存储器160-163，以及RIO集线器110。服务处理器135负责保存和报告与数据处理系统100中的被监视的所有项目相关的错误信息。
数据处理系统100被批量电源控制器(BPC)190通电，批量电源控制器(BPC)190向数据处理系统中的诸如处理器和I/O外壳之类的各个组件提供电源。例如，批量电源控制器190使用I2C路径将电源分布到CEC101、服务处理器135，以及RIO外壳150。每一个I2C路径主要用于进行功率控制。
数据处理系统100可以使用各种市场上买得到的计算机系统来实现。例如，数据处理系统100可以使用IBM eServer pSeriesRegatta 690系统或IBM eServer pSeries Squadron系统来实现，这两个产品都由IBM公司所提供。
那些精通本技术的普通人员将认识到，图1所描述的硬件可以不同。例如，除了所描述的硬件，也可以使用诸如光盘驱动器之类的其他外围设备，或者代替所描述的硬件。所描述的示例不对本发明的体系结构作出限制。
如前面所述，在优化系统的性能时，将使用性能监视。在诸如IBM eServer pSeries Regatta 690服务器和IBM eServer pSeries和iSeries Squadrons服务器之类的系统(它们只使用RIO电缆将CEC中的处理器连接到I/O抽屉)中，所有性能监视命令都必须经过这些RIO电缆。本发明的机制通过向抽屉提供备用路径来允许访问RIO抽屉上的芯片性能寄存器。此备用路径向只使用RIO链路访问I/O抽屉的系统提供访问I/O抽屉中的芯片性能寄存器的另一个装置。如此，备用路径向该系统提供监视I/O性能的非侵害性的方法，而不对RIO链路产生更多的通信。
使用批量电源控制器来向I/O抽屉提供备用路径。批量电源控制器接口提供的路径允许访问I/O抽屉上的芯片性能寄存器，包括JTAG可访问的寄存器。测试器可以使用系统本身或单独的工作站来登录到批量电源控制器。然后，测试器可以使用由批量电源控制器提供的备用路径来访问I/O抽屉上的芯片性能寄存器。命令被使用以太网连接发给批量电源控制器。这些命令被使用来自批量电源控制器和DCA的RS422连接而转发到I/O抽屉中的DCA。DCA具有连接到I/O抽屉上的芯片的I2C路径，该路径用于读取和写入到芯片寄存器。如此，使用备用路径发送到I/O抽屉的事务不会影响系统性能，因为它们不是使用同一个总线发送的。
此外，某些初始化寄存器将基于寄存器中的设置更加有效地处理不同种类的负载。考虑到这一点，为获得更进一步的性能，可以编写软件，以监视I/O性能，以查找负载不平衡的情况。负载不平衡可以发生在RIO链路级别、PHB级别或I/O插槽级别。软件可以通过使用本发明的备用路径来改变芯片寄存器设置，如此提高系统性能，从而动态地平衡负载。此动态调节和负载平衡可以在运行时过程中执行。由于监视和调节是非侵害性的(即，使用备用路径读取I/O区域中的寄存器来确定性能特征不会使用RIO链路路径上的任何带宽)，然后，性能基准程序使用所有RIO流量。
现在参考图2，根据本发明的优选实施例，描述了提供用于监视远程I/O抽屉的备用路径的系统的方框图。图2中的组件可以以图1中的数据处理系统100来实现。
I/O抽屉202包含一个PCI主机桥(PHB)204。然而，虽然图2中具有一个I/O抽屉202和一个PHB204，精通本技术的人可以认识到，但是，可以包括比图2中所描述的更多的I/O抽屉和PHB。每一个PHB可以支持4到8之间的PCI扩展槽，这些扩展槽作为图1中的I/O适配器136来实现。
在现有的系统中，RIO链路206可以用将中心电子综合体(CEC)208连接到I/O抽屉202。由于CEC208包括一个或多个系统处理器和存储器，这些RIO链路提供从CEC中的处理器到I/O抽屉的通信路径。
然而，如图2所示，由批量电源控制器216提供的通信路径用于监视I/O抽屉上的芯片性能寄存器。在说明性示例中，诸如服务分区210、柔性服务处理器(FSP)212和服务控制台214之类的各个组件被允许读取和写入到抽屉上的芯片性能寄存器。如图所示，服务控制台214可以包括，Linux伙伴系统、硬件管理控制台(HMC)或膝上型电脑，它们中的每一个都允许系统管理员来监视系统200中的硬件问题，虽然可以使用其他系统来实现本发明的功能。
服务分区210、FSP212和服务控制台214可以通过批量电源控制器216访问I/O抽屉上的芯片性能寄存器。诸如以太网接口或系统电源控制网络(SPCN)接口之类的连接接口可以用将服务分区210、FSP212，和服务控制台214连接到批量电源控制器216。系统200使用服务分区210、FSP212，和服务控制台214登录到批量电源控制器216。由于批量电源控制器216连接到I/O抽屉202，然后，服务分区210、FSP212，服务控制台214将命令发送到I/O抽屉202。
系统200使用RS422/UART连接222(该连接将批量电源控制器216连接到DCA220)将命令发送到I/O抽屉202内的分布式转换器组件(DCA)220。RS422是处理数据通信的电子行业联盟规范。DCA220被直接插入到I/O抽屉202，并从批量电源控制器216接收电源。DCA220转换电源，并提供I/O抽屉的逻辑和存储器电路所需的准确的电压。在I/O抽屉202内，DCA220包括到抽屉上的芯片寄存器的I2C路径。系统可以使用I2C连接226来访问芯片寄存器224。
由于芯片性能寄存器通过备用路径可被系统访问，系统200可以以非侵害性的方式监视I/O性能。系统200可以在处理事务时获取有关系统的性能的信息，包括事务处理时间、生成的错误消息等等。然后，可以分析使用备用路径获取的信息以判断系统操作是否符合性能要求。由于备用路径允许系统200访问抽屉上的性能寄存器，而不必使用RIO总线，因此可以获取性能信息，而不会影响系统性能。
图3是根据本发明的优选实施例的不必使用RIO总线来监视I/O性能的过程的流程图。图3中所描述的过程可以以诸如图1所示的数据处理系统100之类的数据处理系统来实现。
过程以执行性能基准程序开始(步骤302)。在性能基准程序运行期间，测试器可以使用系统或单独的工作站登录到批量电源控制器(步骤304)。一旦系统登录到批量电源控制器，系统可以使用由批量电源控制器提供的备用路径将命令发送到远程I/O抽屉(步骤306)，而不必使用由RIO电缆提供的路径。测试器可以使用由批量电源控制器提供的备用路径来监视上的I/O抽屉上的性能寄存器信息(步骤308)，而不必使用由RIO电缆提供的路径。如此，I/O抽屉上的寄存器信息可以被访问，而不必创建另外的RIO通信。
为获得更高的性能，可以编写软件，以监视I/O性能，以查找负载不平衡的情况。由于某些初始化寄存器将基于寄存器中的设置更加有效地处理不同种类的负载，软件可以通过使用本发明的备用路径来改变芯片寄存器设置(步骤310)，如此提高系统性能，从而动态地平衡负载。
如此，本发明提供备用路径以访问远程I/O抽屉中的芯片性能寄存器。在没有对远程抽屉的JTAG访问权限并只使用RIO路径来监视I/O性能的系统中，使用RIO路径发送事务会增大RIO总线上的通信量，从而对系统性能造成负面影响。相反，本发明的机制允许监视I/O性能而不必使用RIO总线。使用由批量电源控制器提供的备用路径，测试器能够通过系统本身或单独的工作站读取和写入到I/O抽屉上的芯片性能寄存器。本发明提供允许系统来以非侵害性的方式监视I/O性能而不影响系统性能的优点。由本发明提供的另一个优点是，在运行时过程中，通过设置芯片寄存器，可以执行动态调节和负载平衡。此过程允许所有RIO流量被性能基准程序使用。
值得注意的是，尽管是在完全运转的数据处理系统的上下文中描述本发明的，那些精通本技术的普通人员将认识到，本发明的进程能够以存储了指令的计算机可读的介质的形式和各种各样的形式进行分发，本发明同样适用，不管实际用于进行分发的承载信号的介质的特定类型是什么。计算机可读的介质的示例包括可记录类型的介质，如软盘、硬盘驱动器、RAM、CD-ROM、DVD-ROM、传输类型的介质，例如使用诸如射频和光波传输的传输形式的数字和模拟通信链路、有线或无线通信链路。计算机可读的介质可以采取编码格式的形式，这些编码在特定数据处理系统中实际使用时被解码。
本发明的说明书只作说明，而不是详尽的说明或限于所说明的形式。那些精通本技术的普通人员将认识到，可以进行许多修改。所选择的实施例只是为了最好地说明本发明的原理，实际应用，并使精通本技术的其他人懂得，带有各种修改的各种实施例也是可以接受的。
权利要求
1.一种用于监视数据处理系统中的输入/输出性能的方法，包括执行在具有远程输入/输出抽屉的数据处理系统上运行的性能基准程序；响应执行运行的性能基准程序，登录到批量电源控制器上，其中，批量电源控制器在数据处理系统和远程输入/输出抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问远程输入/输出抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用远程输入/输出链路；以及使用通信路径获取芯片寄存器信息并监视输入/输出性能。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测负载不平衡状况；以及通过使用通信路径改变芯片寄存器内的设置，动态地平衡负载。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，芯片寄存器是初始化寄存器。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，改变芯片寄存器中的设置允许芯片逻辑更加有效地处理负载。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，芯片寄存器包括JTAG可访问的寄存器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，当远程输入/输出链路中断时，通信路径允许数据处理系统监视输入/输出性能。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通信路径包括I2C链路。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，使用以太网接口或系统电源控制网络接口之中的一个接口将数据处理系统连接到批量电源控制器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，批量电源控制器使用RS422/UART链路连接到远程输入/输出抽屉内的分布式转换器组件。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，数据处理系统使用RS422/UART链路向分布式转换器组件发送命令。
11.一种用于监视数据处理系统中的输入/输出性能的数据处理系统，包括用于执行在具有远程输入/输出抽屉的数据处理系统上运行的性能基准程序的执行装置；登录装置，用于，响应执行运行的性能基准程序，登录到批量电源控制器上，其中，批量电源控制器在数据处理系统和远程输入/输出抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问远程输入/输出抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用远程输入/输出链路；以及获取装置，用于使用通信路径获取芯片寄存器信息并监视输入/输出性能。
12.根据权利要求11所述的数据处理系统，进一步包括检测装置，用于检测负载不平衡的状况；以及平衡装置，用于通过使用通信路径改变芯片寄存器内的设置来动态地平衡负载。
13.根据权利要求12所述的数据处理系统，其中，芯片寄存器是初始化寄存器。
14.根据权利要求12所述的数据处理系统，其中，改变芯片寄存器中的设置允许芯片逻辑更加有效地处理负载。
15.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，芯片寄存器包括JTAG可访问的寄存器。
16.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，当远程输入/输出链路中断时，通信路径允许数据处理系统监视输入/输出性能。
17.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，通信路径包括I2C链路。
18.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，使用以太网接口或系统电源控制网络接口之中的一个接口将数据处理系统连接到批量电源控制器。
19.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，批量电源控制器使用RS422/UART链路连接到远程输入/输出抽屉内的分布式转换器组件。
20.根据权利要求11所述的数据处理系统，其中，数据处理系统使用RS422/UART链路向分布式转换器组件发送命令。
21.计算机可读的介质中的用于监视输入/输出性能的计算机程序产品，包括用于执行在具有远程输入/输出抽屉的数据处理系统上运行的性能基准程序的第一指令；第二指令，用于，响应执行运行的性能基准程序，登录到批量电源控制器上，其中，批量电源控制器在数据处理系统和远程输入/输出抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问远程输入/输出抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用远程输入/输出链路；以及第三指令，用于使用通信路径获取芯片寄存器信息并监视输入/输出性能。
22.根据权利要求21所述的计算机程序产品，进一步包括第四指令，用于检测负载不平衡的状况；以及第五指令，用于通过使用通信路径改变芯片寄存器内的设置来动态地平衡负载。
23.根据权利要求22所述的计算机程序产品，其中，芯片寄存器是初始化寄存器。
24.根据权利要求22所述的计算机程序产品，其中，改变芯片寄存器中的设置允许芯片逻辑更加有效地处理负载。
25.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，芯片寄存器包括JTAG可访问的寄存器。
26.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，当远程输入/输出链路中断时，通信路径允许数据处理系统监视输入/输出性能。
27.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，通信路径包括I2C链路。
28.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，使用以太网接口或系统电源控制网络接口之中的一个接口将数据处理系统连接到批量电源控制器。
29.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，批量电源控制器使用RS422/UART链路连接到远程输入/输出抽屉内的分布式转换器组件。
30.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中，数据处理系统使用RS422/UART链路向分布式转换器组件发送命令。
31.一种用于监视数据处理系统中的输入/输出性能的数据处理系统，包括远程输入/输出抽屉；批量电源控制器，其中，批量电源控制器在数据处理系统和远程输入/输出抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问远程输入/输出抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用远程输入/输出链路；以及服务处理器，其中，服务处理器响应执行在具有远程输入/输出抽屉的数据处理系统上运行的性能基准程序，登录到批量电源控制器上，并且服务处理器使用通信路径获取芯片寄存器信息并监视输入/输出性能。
32.根据权利要求31所述的数据处理系统，其中，响应检测到负载不平衡的状况，服务处理器通过使用通信路径改变芯片寄存器内的设置而动态地平衡负载。
全文摘要
一种用于不必使用RIO总线来监视I/O性能的非侵害性的监视方法、系统和计算机产品。当执行在远程I/O抽屉中运行的性能基准程序时，系统登录到批量电源控制器中，其中，批量电源控制器在数据处理系统和I/O抽屉之间提供通信路径，并且通信路径允许数据处理系统访问I/O抽屉上的芯片寄存器信息而不必使用RIO链路。通过使用通信路径，系统可以监视I/O性能并获取芯片寄存器信息。系统可以通过使用软件来检测负载不平衡的状况，进一步提高性能。通过通信路径，软件能够通过改变芯片寄存器设置以允许初始化寄存器更加有效地处理负载，从而动态地平衡负载。
文档编号H04L12/28GK1744050SQ20051009398
公开日2006年3月8日 申请日期2005年9月1日 优先权日2004年9月2日
发明者迈克·康拉德·杜洛恩, 马克·大卫·麦克劳林 申请人:国际商业机器公司