CN102906694B

CN102906694B - 用于与适配器进行通信的加载指令的方法和系统

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Publication number: CN102906694B
Application number: CN201080066954.2A
Authority: CN
Inventors: D·格雷纳; D·克拉多克; T·格雷格; M·法雷尔
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2030-11-08
Also published as: US20110320764A1; HK1180802A1; BR112012032857A2; WO2011160716A1; EP2430523B1; CN102906694A; JP5680194B2; US8566480B2; EP2430523A1; JP2013536487A; BR112012032857B1; PL2430523T3

Abstract

促进与计算环境的适配器的通信。提供明确地定向到适配器的指令。将指令中提供的信息用于将指令导向适配器内的适当位置。

Description

用于与适配器进行通信的加载指令的方法和系统

技术领域

本发明一般涉及计算环境的输入/输出处理，并且更具体而言，涉及促进与计算环境的适配器的通信。

背景技术

计算环境可包括一个或多个类型的输入/输出设备，包括各种类型的适配器。一种类型的适配器是外围组件互连(PCI)或外围组件互连标准(PCIe)适配器。所述适配器包括在适配器和与适配器连接的系统之间传送数据时使用的一个或多个地址空间。可从万维网www.pcisig.com/home获得PCI规范。

Avery在2004年3月9日发布的题为“Method and Apparatus for Converting Address Information Between PCI Bus Protocol and a Message-Passing Queue-Oriented Bus Protocol”(用于在PCI总线协议和消息传递面向队列的总线协议之间转换地址信息的方法和装置)的第6,704,831号美国专利描述了PCI加载/存储操作并且经由消息传递的、面向队列的总线架构中的工作队列对来实现DMA操作。将PCI地址空间分成段，并且然后将每个段分成区域。将单独的工作队列分配给每个段。PCI地址的第一部分匹配于由段所表示的地址范围并且用于选择存储器段和其相应的工作队列。工作队列中的项持有PCI地址的第二部分，其指定了被分配给特定PCI设备的所选段中的区域。在一个实施方式中，通过选择被分配给PIO操作的工作队列以及利用PCI设备上的寄存器和指向PIO数据的指针的PCI地址创建工作队列项，来实现PIO加载/存储操作。将工作队列项发送到PCI桥，其中提取PCI地址并且利用PCI地址通过使用数据指针的数据对适当的设备寄存器进行编程。还可以通过将PCI设备生成的PCI地址的一部分与地址范围表进行比较来选择工作队列并且选择为地址范围提供服务的工作队列，实现DMA传递。利用PCI地址的剩余物和指向DMA数据的指针来创建工作队列项。使用RDMA操作来执行DMA传递。结合主机信道适配器中的转换保护表来使用页和区域数据，以访问物理存储器且执行DMA传递。

Kjos等在2009年11月3日发布的题为“Partially Virtualizing an I/ODevice for Use by Virtual Machines”（部分地虚拟化由虚拟机使用的I/O设备）描述了计算机系统，其包括在物理计算机上可执行的物理计算机和虚拟机监视器，并且其被配置为创建适于控制物理计算机的至少一个客户操作系统的仿真。计算机系统进一步包括可在物理计算机上执行的主机，所述物理计算机代表虚拟机监视器和至少一个客户操作系统来管理耦合到物理计算机的物理资源。主机适于对外围组件互连（PCI）配置地址空间进行虚拟化，由此至少一个客户操作系统直接地且在没有I/O仿真的情况下，控制PCI输入/输出（I/O）设备。

在一些系统中，将耦合到适配器的中央处理单元（CPU）的地址空间的一部分映射到适配器的地址空间，使得访问存储器的CPU指令能够直接地操作适配器地址空间中的数据。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种用于促进与适配器的通信的能力，所述适配器例如是PCI或PCIe适配器。提供专门地设计用于向和从适配器传送数据的控制指令，并且将其用于通信。

克服了现有技术的缺点并且通过提供用于执行从适配器加载数据的加载指令的计算机程序产品来提供优点。计算机程序产品包括处理电路可读的计算机可读存储介质并且计算机可读存储介质存储由用于执行方法的处理电路所执行的指令。例如，所述方法包括，获得用于执行的机器指令，根据计算机架构定义用于计算机执行的机器指令，所述机器指令包括：从适配器指令识别加载的操作码字段；识别第一位置的第一字段，其中将从所述第一位置加载从适配器取回的数据；识别第二位置的第二字段，所述第二字段的内容包括识别适配器的功能句柄、从中加载数据的适配器内地址空间的指定以及地址空间内的偏移量；以及执行所述机器指令，所述执行包括：使用所述功能句柄来获得与所述适配器相关联的功能表项；使用功能表项中的信息和所述偏移量中的至少一个来获得所述适配器的数据地址；以及从由地址空间的指定所识别的地址空间中的特定位置获取数据，其中由所述适配器的数据地址来识别特定位置。

此处，还描述和要求保护与本发明的一个或多个方面相关的方法和系统。

通过本发明的技术可以实现附加的特征和优点。此处详细地描述本发明的其他实施例和方面，并且将本发明的其他实施例和方面认作要求保护的发明的一部分。

附图说明

现在将仅通过实例的方式并参照附图来描述本发明的优选实施方式，其中：

图1A示出了包含并使用本发明的一个或多个方面的计算环境的一个实施例；

图1B示出了位于图1A的I/O集线器中的且根据本发明的一方面来使用的设备表项的一个实施方式；

图1C示出了包含并使用本发明的一个或多个方面的计算环境的另一实施例；

图2示出了根据本发明的一方面的适配器功能的地址空间的一个例子；

图2B示出了根据本发明的一方面的用于对功能表项进行定位的功能句柄的一个实施例；

图3A示出了根据本发明的一方面使用的数据表项的一个例子；

图3B示出了根据本发明的一方面使用的功能句柄的一个实施例；

图4A示出了根据本发明的一方面使用的PCI加载执行的一个实施例；

图4B示出了根据本发明的一方面的由图4A的PCI加载指令所使用的字段的一个实施例；

图4C示出了根据本发明的一方面的由图4A的PCI加载指令使用的另一字段的一个实施例；

图5A至5B示出了根据本发明的一方面的执行PCI加载操作的逻辑的一个实施例；

图6A示出了根据本发明的一方面使用的PCI存储指令的一个实施例；

图6B示出了根据本发明的一方面的由图6A的PCI存储指令所使用的字段的一个实施例；

图6C示出了根据本发明的一方面的由图6A的PCI存储指令所使用的另一字段的一个实施例；

图7A至7B示出了根据本发明的一方面的执行PCI存储操作的逻辑的一个实施例；

图8A示出了根据本发明的一方面使用的PCI存储块的一个实施例；

图8B示出了根据本发明的一方面的由图8A的PCI存储块指令所使用的字段的一个实施例；

图8C示出了根据本发明的一方面的由图8A的PCI存储块指令所使用的另一字段的一个实施例；

图8D示出了根据本发明的一方面的由图8A的PCI存储块指令所使用的再一字段的一个实施例；

图9A至9B示出了根据本发明一方面的执行PCI存储块操作的逻辑的一个实施例；

图10示出了包括本发明的一个或多个方面的计算机程序产品的一个实施例；

图11示出了包括和使用本发明的一个或多个方面的主机计算机系统的一个实施例；

图12示出了包括和使用本发明的一个或多个方面的计算机系统的另一例子；

图13示出了包括和使用本发明的一个或多个方面的计算机网络的计算机系统的另一例子；

图14示出了包括和使用本发明一个或多个方面的计算机系统的各种元件的一个实施例；

图15A示出了包括和使用本发明的一个或多个方面的图14的计算机系统的执行单元的一个实施例；

图15B示出了包括和使用本发明的一个或多个方面的图14的计算机系统的分支单元的一个实施例；

图15C描述了包括和使用本发明的一个或多个方面的图14的计算机系统的加载/存储单元的一个实施例；以及

图16描述了包括和使用本发明的一个或多个方面的仿真主机计算机系统的一个实施例。

具体实施方式

根据本发明的一方面，提供一个或多个控制指令以促进与计算环境的适配器的通信。将控制指令专门地设计为用于与适配器的地址空间往复传送数据。

此外，如这里所使用的，术语适配器包括任意类型的适配器（例如存储适配器、网络适配器、处理适配器、PCI适配器、网络适配器、加密适配器、其他类型的输入/输出适配器等）。在一个实施例中，一适配器包括一个适配器功能。但是，在其他实施例中，一适配器可包括多个适配器功能。本发明的一个或多个方面可以应用，不管一适配器包含一个适配器功能或多个适配器功能。在一个实施例中，如果适配器包括多个适配器功能，那么每个功能可根据本发明的一方面进行通信。此外，在这里展示的例子中，适配器是与适配器功能（例如PCI功能）可互换地使用，除非另外说明。

参考图1A描述包含并使用本发明的一个或多个方面的计算环境的一个实施例。在一个例子中，计算环境100是由国际商业机器公司提供的System服务器。System服务器是基于由国际商业机器公司提供的关于的细节在IBM出版中描述，该出版物的标题是“z/Architecture Principles of Operation”（z/Architecture操作原理），IBM出版号SA22-7832-07，2009年2月。System和是位于纽约州阿蒙克的国际商业机器公司的注册商标。在此使用的其他名字可以是国际商业机器公司或其他公司的注册商标、商标或产品名称。

在一个例子中，计算环境100包括经由存储控制器106耦合到系统存储器104（也称为主存储器）的一个或多个中央处理单元（CPU）102。为了访问系统存储器104，中央处理单元102发出包括被用于访问系统存储器的地址的读或写请求。包括在请求中的地址典型地不能直接用于访问系统存储器，且因此，其被转换为可直接用于访问系统存储器的地址。所述地址经由转换机制（XLATE）108而被转换。例如，使用例如动态地址转换（DAT），将地址从虚拟地址转换为真实或绝对的地址。

包括（必要时转换的）地址的请求被存储控制器106接收。在一个例子中，存储控制器106包含硬件且被用于仲裁对系统存储器的访问并维持存储器的一致性。该仲裁针对从CPU 102接收的请求以及从一个或多个适配器110接收的请求而执行。与中央处理单元类似，适配器向系统存储器104发出请求以获得对系统存储器的访问。

在一个例子中，适配器110是外围组件互连（PCI）或PCI Express（PCIe）适配器，其包括一个或多个PCI功能。PCI功能发出请求，该请求经由一个或多个交换器（例如，PCIe交换器）114被路由到输入/输出集线器112（例如，PCI集线器）。在一个例子中，输入/输出集线器包括含有一个或多个状态机的硬件，并且经由I/O到存储器总线120耦合到存储器控制器106。

输入/输出集线器包括例如根复合体（root complex）116，其从交换机接收请求。该请求包括被提供给地址转换和保护单元118的输入/输出地址，所述地址转换和保护单元118访问用于请求的信息。作为例子，该请求可包括输入/输出地址，该输入/输出地址被用来执行直接存储器访问（DMA）操作或请求消息信号中断（MSI）。地址转换和保护单元118访问用于DMA或MSI请求的信息。作为特殊的例子，对于DMA操作，可获得信息以转换地址。然后，将转换的地址转发到存储器控制器以访问系统存储器。

在一个例子中，如参照图1B所描述的，从位于I/O集线器（例如，在地址转换和保护单元中）中的设备表132的设备表项130获得由适配器发出的用于DMA或MSI请求的信息。设备表项包括用于适配器的信息，并且每个适配器具有与其相关联的至少一个设备表项。例如，被分配给适配器的每个地址空间（在系统存储器中）存在一个设备表项。对于从适配器（例如，PCI功能138）发出的请求，使用所述请求中提供的请求ID来对设备表项进行定位。

现在参照图1C，在计算环境的进一步实施例中，除了或替代一个或多个CPU 102，中央处理复合体耦合到存储器控制器106。在这个例子中，中央处理复合体150包括例如一个或多个分区或区域152（例如，逻辑分区LP1-LPn）、一个或多个中央处理器（例如，CP1-CPm）154、以及管理程序156（例如，逻辑分区管理器），下面介绍上述内容中的每一个。

每个逻辑分区152能够用作单独的系统。即，每个逻辑分区可以独立地重置、利用操作系统或管理程序（例如，由纽约阿蒙克的国际商业机器公司提供的）进行初始加载（如果需要的话），并且利用不同的程序进行操作。在逻辑分区中运行的操作系统、管理程序或应用程序似乎具有对完整和全部系统的访问，但仅其一部分是可用的。硬件和许可内部码（还被称为微代码或毫代码）保持逻辑分区中的程序不受不同逻辑分区中的程序的干扰。这样允许多个不同的逻辑分组按时间片方式在单个或多个物理处理器上操作。在这种特定的实例中，每个逻辑分区具有驻留操作系统158，其对于一个或多个逻辑分区可以是不同的。在一个实施例中，操作系统158是由纽约阿蒙克的国际商业机器公司提供的或zLinux操作系统。和是纽约阿蒙克的国际商业机器公司的注册商标。

中央处理器154是被分配给逻辑分区的物理处理器资源。例如，逻辑分区152包括一个或多个逻辑处理器，每个逻辑处理器代表被分配给分区的全部物理处理器资源154或物理处理器资源154的共享。底层（underlying）处理器资源可专用于所述分区或与另一分区共享。

通过由处理器154上运行的固件实现的管理程序156来管理逻辑分区152。逻辑分区152和管理程序156每个都包括一个或多个程序，所述程序驻留在与中央处理器相关联的中央存储的相应部分中。管理程序156的一个例子是由纽约阿蒙克的国际商业机器公司所提供的处理器资源/系统管理器（PR/SM）。

如此处使用的，固件包括例如处理器的微代码、毫代码（millicode）和/或宏代码。它包括例如用于实现更高级的机器码的硬件级的指令和/或数据结构。在一个实施例中，它包括例如专有（proprietary）代码，该专有代码典型地作为包括可信软件的微代码或特定于底层硬件的微代码而被交付，并控制操作系统访问系统硬件。

尽管在这个例子中描述了具有逻辑分区的中央处理复合体，可将本发明的一个或多个方面合并到其他处理单元或并且由其他处理单元来使用，包括多个处理单元中未被分区的单个或多个处理器处理单元。此处介绍的中央处理复合体仅是一个例子。

如上所述，适配器可发出请求到处理器以请求各种操作，例如直接存储器访问、消息信号中断等。进一步，处理器可发出请求到适配器。例如，返回图1B，处理器102可发出请求以访问适配器功能138。将请求从处理器经由I/O集线器112和一个或多个交换机114路由到适配器功能。在本实施例中，未示出存储器控制器。然而，I/O集线器可直接或经由存储器控制器耦合到处理器。

作为例子，处理器中执行的操作系统140发出指令到适配器功能以请求特定操作。在本例子中，由操作系统发出的指令专用于I/O体系基础设备。即，由于I/O体系基础设备基于PCI或PCIe（此处将这两者称为PCI，除非另外指出），指令是PCI指令。示例PCI指令包括PCI加载、PCI存储、并且修改PCI功能控制，仅举几例。尽管在这个例子中，I/O体系基础设备和执行基于PCI，在其他实施例中，可使用其他体系基础设备和相应的指令。

在一个特定的例子中，将执行引导至适配器功能的地址空间内的特定位置。例如，如图2所示，适配器功能138包括存储器200，将其定义为多个地址空间，包括例如：配置空间202（例如，用于PCI功能的PCI配置空间）、I/O空间204（例如，PCI I/O空间），以及一个或多个存储器空间206（例如，PCI存储器空间）。在其他实施例中，可以提供更多，更少或不同地址空间。将指令定向到特定地址空间和地址空间内的特定位置。这样确保发出指令的配置（例如，操作系统、LPAR、处理器、客户等）被授权访问适配器功能。

为了促进指令的处理，使用一个或多个数据结构中存储的信息。一个包括关于适配器的信息的这样的数据结构是例如安全存储器中存储的功能表300。如图3A所示，在一个例子中，功能表300包括一个或多个功能表项（FTE）302。在一个例子中，每个适配器存在一个功能表项。每个功能表项302包括在于其适配器功能相关联的处理中使用的信息。在一个例子中，功能表项302包括，例如：

实例号308：该字段指示与功能表项相关联的功能句柄的特定实例；

设备表项（DTE）索引1..n 310：可能存在一个或多个设备表索引，并且每个索引是设备表中的对设备表项（DTE）进行定位的索引。每个适配器功能可能存在一个或多个设备表项，并且每个项包括与其适配器功能相关联的信息，包括用于处理适配器功能的请求（例如，DMA请求，MSI请求）的信息以及与对适配器功能（例如，PCI指令）的请求相关的信息。每个设备表项与被分配给适配器功能的系统存储器中的一个地址空间相关联。适配器功能可具有系统存储器内被分配给适配器功能的一个或多个地址空间。

忙指示器312：该字段指示适配器功能是否为忙；

永久错误状态指示器314：该字段指示适配器功能是否处于永久错误状态；

恢复发起指示器316：该字段指示是否已经发起用于适配器功能的恢复；

允许指示器318；该字段指示尝试使能适配器功能的操作系统是否被授权这样做；

使能指示器320：该字段指示适配器功能是否被使能（例如，1=使能，0=去能）；

请求者ID（RID）322：其是适配器功能的标识符，并且所述适配器功能可包括适配器总线号、设备号和功能号。这个字段用于对适配器功能的配置空间的配置的访问。

例如，可通过在操作系统（或其他配置）发出到适配器功能的指令中指定配置空间来访问配置空间。指令中指定的是配置空间中的偏移量以及用于对包括RID的适当功能表项进行定位的功能句柄。固件接收指令并且确定其是否用于配置空间。因此，其使用RID来生成对I/O集线器的请求，并且I/O集线器创建请求以访问适配器。适配器功能的位置基于RID，并且偏移量指定适配器功能的配置空间中的偏移量。例如，偏移量指定配置空间中的寄存器数量。

基地址寄存器（BAR）（1到n）324：该字段包括多个无符号整数，表示为BAR0到BARn，其与初始指定的适配器功能相关联，并且还将其的值存储在与适配器功能相关联的基地址寄存器中。每个BAR指定存储器空间或适配器功能内的I/O空间的起始地址，并且还指示地址空间的类型，即例如其是否是64或32比特存储器空间，或32比特I/O空间；

在一个例子中，其用于访问存储器空间和/或适配器功能的I/O空间。例如，将指令中提供的访问适配器功能的偏移量和与指令中指定的地址空间相关联的基地址寄存器中的值相加，以获得要被用于访问适配器功能的地址。指令中提供的地址空间标识符识别要被访问的适配器功能内的地址空间和要被使用的相应BAR。

尺寸1…n 326：该字段包括多个无符号整数，表示为SIZE0到SIZEn。尺寸字段的值（当非零时）代表每个地址空间的尺寸，每个项对应于之前描述的BAR。

下面描述关于BAR和尺寸的进一步细节。

1.当没有为适配器功能实现BAR时，BAR字段和其相应的尺寸字段均被存储为零。

2.当BAR字段代表I/O地址空间或32比特存储器地址空间时，相应的尺寸字段非零并且代表地址空间的尺寸。

3.当BAR字段代表64比特的存储器地址空间时，

a.BARn字段代表最不重要的地址位。

b.下一连续BARn+1字段代表最重要的地址位。

c.相应的SIZEn字段非零并且代表地址空间的尺寸。

d.相应的SIZEn+1字段无意义并且被存储为零。

内部路由信息328：该信息用于执行到适配器的特殊路由。例如，其包括节点、处理器芯片、以及I/O集线器寻址信息。

状态指示器330：这提供了是否阻止加载/存储操作的指示，以及其他指示。

在一个例子中，基于由固件执行的监视来设置忙指示器、永久错误状态指示器、以及恢复发起指示器。此外，例如，基于策略来设置允许指示器。BAR信息基于在处理器（例如，处理器的固件）的总线行走期间发现的配置信息。可基于配置、初始化和/或事件来设置其他字段。在其他实施例中，功能表项可包括更多、更少或不同的信息。所包括的信息可基于由适配器功能所支持的或使能的操作。

为了在包括一个或多个条目的功能表中定位功能表项，在一个实施例中，使用功能句柄。例如，将功能句柄的一个或多个比特用作功能表中的索引以对特定功能表项进行定位。

参照图3B，描述了关于功能表项的附加细节。在一个例子中，功能句柄350包括指示PCI功能句柄是否被使能的使能指示器352；识别功能的PCI功能号354（这是静态标识符，并且在一个实施例中，是功能表中的索引）；以及指示所述功能句柄的特定实例的实例号356。例如，每次对功能进行使能时，增加实例号以提供新的实例号。

根据本发明的一方面，为了访问适配器功能，配置发出请求到由处理器执行的适配器功能。在此处的例子中，配置是操作系统，但是在其他例子中，其可以是系统、处理器、逻辑分区、客户等。这些请求经由访问适配器的特定指令。示例指令包括PCI加载、PCI存储以及PCI存储块指令。这些指令专用于适配器架构（例如，PCI）。下面描述关于这些指令的进一步细节。例如，通过参考图4A至5B来描述PCI加载指令的一个实施例；通过参考图6A至7B来描述PCI存储指令的一个实施例；以及通过参考图8A至9B来描述PCI存储块指令的一个实施例。

开始参照图4A，示出了PCI加载指令的一个实施例。如图所示，PCI加载指令400包括例如，操作码902，指示PCI加载指令；第一字段404，指定将加载从适配器功能获取的数据的位置；以及第二字段406，指定包括与适配器功能相关的各种信息的位置，其中从所适配器功能加载数据。下面进一步介绍由字段1和2所指定的位置的内容。

在一个例子中，字段1指定通用寄存器，以及如图4B所示，所述寄存器的内容404包括从指令中指定的适配器位置加载的连续范围的一个或多个字节。在一个例子中，将数据加载到寄存器的最右字节位置。

在一个实施例中，字段2指示包括各种指令的通用寄存器对。如图4B所示，寄存器的内容包括例如：

使能句柄410：该字段是适配器功能的使能功能句柄，其中从适配器功能加载数据；

地址空间412：该字段标识适配器功能内的地址空间，其中从适配器功能加载数据；

地址空间内的偏移量414：该字段指定了所指定地址空间内的偏移量，其中从所指定的地址空间加载数据；

长度字段416：该字段指定加载操作的长度（例如，要被加载的字节的数量）；以及

状态字段418：该字段提供状态码，当指令以预定的条件码结束时，可使用所述状态码。

在一个实施例中，在适配器功能的指定PCI地址空间的整数界限内包含从适配器功能加载的字节。当地址空间字段指定存储器地址空间时，整数界限尺寸例如是双字。当地址空间字段指定I/O地址空间或配置地址空间时，整数界限尺寸例如是双字。

通过参照图5A至5B来描述与PCI加载指令相关联的逻辑的一个实施例。在一个例子，通过操作系统（或其他配置）来发出指令并且由执行操作系统的处理器（例如，固件）来执行指令。在此处的例子中，指令和适配器功能是基于PCI的。然而，在其他例子中，可以使用不同的适配器架构和相应指令。

为了发出指令，操作系统向指令（例如，在由指令指定的一个或多个寄存器）提供下述操作符：PCI功能句柄、PCI地址空间（PCIAS）、PCI地址空间中的偏移量以及要被加载的数据的长度。在成功完成PCI负载指令后，在由指令所指定的位置（例如，寄存器）中加载数据。

参照图5A，初始地，做出是否安装了允许PCI加载指令的工具的确定，查询500。例如，通过检查控制块中存储的指示器来做出上述确定。如果没有安装工具，则提供异常条件，步骤502。否则，做出操作符是否对齐的确定，查询504。例如，如果某些操作符需要是奇数/偶数寄存器对，则做出是否满足这些要求的确定。如果操作符没有对齐，那么提供异常，步骤506。否则，如果安装了工具并且操作符是对齐的，做出PCI加载指令的操作符中提供的句柄是否被使能的确定，查询508。在一个例子中，通过检查句柄中的使能指示器来做出这种确定。如果句柄未被使能，则提供异常条件，步骤510。

如果句柄被使能，则将句柄用于对功能表项进行定位，步骤512。即，将句柄的至少一部分用作功能表中的索引以对功能表项进行定位，所述功能表项对应于从中加载数据的适配器功能。

此后，如果发出指令的配置是客户，则做出功能是否被配置为由客户来使用的确定，查询514。如果没有得到授权，则提供异常条件，步骤516。如果配置不是客户或可以检查其他授权（如果指定的话），可以忽略所述查询。（在一个例子中，在中，经由开始解释执行（SIE）指令，在解释的第二级别，解释地执行可调页客户。例如，逻辑分区（LPAR）管理程序执行SIE指令以开始物理、固定存储器中的逻辑分区。如果是所述逻辑分区中的操作系统，其发出SIE指令以执行其V=V（虚拟）存储器中的其客户（虚拟）机。因此，LPAR管理程序使用第1级别SIE并且使用第2级别SIE）。

随后做出该功能是否被使能的确定，查询518。在一个例子中，该确定是通过检查功能表项中的使能指示器而做出的。如果它未被使能，则提供异常条件，步骤520。

如果功能被使能，则做出地址空间是否是有效的的确定，查询522。例如，指定的地址空间是否是适配器功能的指定地址空间以及是否适合于所述指令。如果地址空间无效，则提供异常条件，步骤524。否则，做出是否阻止加载/存储的确定，查询526。在一个例子中，通过检查功能表项中的状态指示器来做出该确定。如果阻止加载/存储，那么提供异常条件，步骤528。

然而，如果不阻止加载/存储，做出恢复是否是激活的的确定，查询530。在一个例子中，通过检查功能表项中的恢复发起指示器来做出该确定。如果恢复是激活的，那么提供异常条件，步骤532。否则，做出功能是否是忙的的确定，查询534。通过检查功能表项中的忙指示器来做出该确定。如果功能是忙的，那么提供忙条件，步骤536。利用忙条件，可以重试指令，而不是丢弃。

如果功能不忙，那么做出指令中指定的偏移量是否是有效的的进一步确定，查询538。即，偏移量与基址内操作的长度和如功能表项中所指定的地址空间的长度相结合？如果否，则提供异常条件，步骤540。然而，如果偏移量是有效的，那么做出长度是否是有效的的确定，查询542。即，使地址空间类型、地址空间内的偏移量以及整数界限尺寸是长度有效的。如果不是，则提供异常条件，步骤544。否则，处理继续加载指令。（在一个实施例中，固件执行上述检查）。

继续图5B，由固件做出加载是否用于适配器功能的配置地址空间的确定，查询550。即，基于适配器功能的存储器的配置，在指令中提供给的特定地址空间是配置空间？如果是，那么固件执行各种处理以提供请求给耦合到适配器功能的集线器；然后，所述集线器将请求路由到功能，步骤552。

例如，固件从指令操作符中提供的功能句柄所指向的功能表项获得请求者ID。此外，基于功能表项中的信息（例如，内部路由信息），固件确定接收所述请求的集线器。即，环境可具有一个或多个集线器，并且固件确定耦合到适配器功能的集线器。然后，其将请求转发到集线器。所述集线器生成配置读取请求分组，其从PCI总线流出到由功能表项中RID所标识的适配器功能。配置读取请求包括用于获取数据的RID和偏移量（即，数据地址），如下所述。

返回查询550，如果所指定的地址空间不是配置空间，那么固件再次执行各种处理以将请求提供给集线器，步骤554。固件使用句柄来选择功能表项并且其通过所述表项获得对适当集线器进行定位的信息。其还计算在加载操作中使用的数据地址。通过将从功能表项获得的BAR起始地址（利用与指令中提供的地址空间标识符相关联的BAR）加上指令中提供的偏移量来计算所述地址。将所述计算的数据地址提供给集线器。然后，集线器获取所述地址并且将其包括在在PCI总线上流到适配器功能的请求分组中，例如DMA读取请求分组。

响应于通过步骤552或步骤554接收请求，适配器功能从特定位置（即，在数据地址处）获取所请求的数据并且响应于所述请求返回所述数据，步骤556，将所述响应从适配器功能转发到I/O集线器。响应于接收所述请求，集线器将响应转发到发起处理器。然后，发起处理器从响应分组获取数据并且在指令中指定的指定位置加载所述数据（例如，字段1404）PCI加载操作利用成功的指示来结束（例如，设置为零的条件码）。

除了从适配器功能获取数据并且将其存储在指定位置的加载指令，可以执行的另一指令是存储指令。存储指令在适配器功能的指定位置存储数据。通过参考图6A来描述PCI存储指令的一个实施例。如图所示，PCI存储指令600包括，例如，操作码602，指示PCI存储指令；第一字段604，指定包括要被存储在适配器功能的数据的位置；以及第二字段606，指定包括与适配器功能相关的各种信息的位置，其中要将数据存储到所述适配器功能。下面进一步介绍由字段1和2所指定的位置的内容。

在一个例子中，字段1指定通用寄存器，以及如图6B所示，所述寄存器的内容604包括要被存储到适配器功能的指定位置的数据的连续范围的一个或多个字节。在一个例子中，存储寄存器的最右字节位置的数据。

在一个实施例中，字段2指示包括各种指令的通用寄存器对。如图6B所示，寄存器的内容包括例如：

使能句柄610：该字段是适配器功能的使能功能句柄，其中将数据存储到适配器功能；

地址空间612：该字段标识适配器功能内的地址空间，其中将数据存储到适配器功能；

地址空间内的偏移量614：该字段指定了所指定地址空间内的偏移量，其中将数据存储到所指定的地址空间；

长度字段616：该字段指定存储操作的长度（例如，要被存储的字节的数量）；以及

状态字段618：该字段提供状态码，当指令以预定的条件码结束时，可使用所述状态码。

通过参照图7A至7B来描述与PCI存储指令相关联的逻辑的一个实施例。在一个例子，通过操作系统来发出指令并且由执行操作系统的处理器（例如，固件）来执行指令。

为了发出指令，操作系统向指令（例如，在由指令指定的一个或多个寄存器）提供下述操作符：PCI功能句柄、PCI地址空间（PCIAS）、PCI地址空间中的偏移量、要被存储的数据的长度以及指向要被存储的数据的指针。在成功完成PCI存储指令后，在由指令所指定的位置中存储数据。

参照图7A，初始地，做出是否安装了允许PCI存储指令的工具的确定，查询700。例如，通过检查控制块中存储的指示器来做出上述确定。如果没有安装工具，则提供异常条件，步骤702。否则，做出操作符是否对齐的确定，查询704。例如，如果某些操作符需要是奇数/偶数寄存器对，则做出是否满足这些要求的确定。如果操作符没有对齐，那么提供异常，步骤706。否则，如果安装了工具并且操作符是对齐的，做出PCI存储指令的操作符中提供的句柄是否被使能的确定，查询708。在一个例子中，通过检查句柄中的使能指示器来做出这种确定。如果句柄未被使能，则提供异常条件，步骤710。

如果句柄被使能，则将句柄用于对功能表项进行定位，步骤712。即，将句柄的至少一部分用作功能表中的索引以对功能表项进行定位，所述功能表项对应于向其存储数据的适配器功能。

此后，如果发出指令的配置是客户，则做出是否将功能配置为由客户来使用的确定，查询714。如果未被授权，则提供异常条件，步骤716。如果配置不是客户，则该查询可被忽略，或者如果指定的话，可检查其他授权。

随后做出该功能是否被使能的确定，查询718。在一个例子中，该确定是通过检查功能表项中的使能指示器而做出的。如果它未被使能，则提供异常条件，步骤720。

如果功能被使能，则做出地址空间是否是有效的的确定，查询722。例如，指定的地址空间是否是适配器功能的指定地址空间以及是否适合于所述指令。如果地址空间无效，则提供异常条件，步骤724。否则，做出是否阻止加载/存储的确定，查询726。在一个例子中，通过检查功能表项中的状态指示器来做出该确定。如果阻止加载/存储，那么提供异常条件，步骤728。

然而，如果不阻止加载/存储，做出恢复是否是激活的的确定，查询730。在一个例子中，通过检查功能表项中的恢复发起指示器来做出该确定。如果恢复是激活的，那么提供异常条件，步骤732。否则，做出功能是否是忙的的确定，查询734。通过检查功能表项中的忙指示器来做出该确定。如果功能是忙的，那么提供忙条件，步骤736。利用忙条件，可以重试指令，而不是丢弃。

如果功能不忙，那么做出指令中指定的偏移量是否是有效的的进一步确定，查询738。即，偏移量与基址内操作的长度和如功能表项中所指定的地址空间的长度相结合？如果否，则提供异常条件，步骤740。然而，如果偏移量是有效的，那么做出长度是否是有效的的确定，查询742。即，使地址空间类型、地址空间内的偏移量以及整数界限尺寸是长度有效的。如果不是，则提供异常条件，步骤744。否则，处理继续存储指令。（在一个实施例中，固件执行上述检查）。

继续图7B，由固件做出存储是否用于适配器功能的配置地址空间的确定，查询750。即，基于适配器功能的存储器的配置，在指令中提供给的特定地址空间是配置空间？如果是，那么固件执行各种处理以提供请求给耦合到适配器功能的集线器；然后，所述集线器将请求路由到功能，步骤752。

例如，固件从指令操作符中提供的功能句柄所指向的功能表项获得请求者ID。此外，基于功能表项中的信息（例如，内部路由信息），固件确定接收所述请求的集线器。即，环境可具有一个或多个集线器，并且固件确定耦合到适配器功能的集线器。然后，其将请求转发到集线器。所述集线器生成配置写入请求分组，其从PCI总线流出到由功能表项中RID所标识的适配器功能。配置写入请求包括用于存储数据的RID和偏移量（即，数据地址），如下所述。

返回查询750，如果所指定的地址空间不是配置空间，那么固件再次执行各种处理以将请求提供给集线器，步骤754。固件使用句柄来选择功能表项并且其通过所述项获得对适当集线器进行定位的信息。其还计算在存储操作中使用的数据地址。通过将从功能表项获得的BAR起始地址加上指令中提供的偏移量来计算所述地址。将所述计算的数据地址提供给集线器。然后，集线器获取所述地址并且将其包括在在PCI总线上流到适配器功能的请求分组中，例如DMA写入请求分组。

响应于通过步骤752或步骤754接收请求，适配器功能将所请求的数据存储到指定位置（即，在数据地址处），步骤756。PCI存储操作利用成功的指示来结束（例如，设置为零的条件码）。

除了典型地加载或存储最大例如8字节的加载和存储指令，可以执行的另一指令时存储块指令。存储块指令在适配器功能的指定位置处存储更大的数据块（例如，16、32、64、128或256字节）；不是必须将块尺寸限制为尺寸是2的乘方。在一个例子中，指定的位置在适配器功能的存储器空间中（不是I/O或配置空间）。

通过参考图8A来描述PCI存储块指令的一个实施例。如图所示，PCI存储块指令800包括，例如，操作码802，指示PCI存储块指令；第一字段804，指定包括关于适配器功能的各种信息的位置，其中将数据存储到所述适配器功能；第二字段806，指定包括指定地址空间内的偏移量的位置，其中将数据存储到所述指定地址空间；以及第三字段808，指定包括要被存储在适配器功能中的数据的系统存储器中的地址的位置。下面进一步介绍由字段1，2和3所指定的位置的内容。

在一个例子中，字段1指定包括各种信息的通用寄存器。如图8B所示，所述寄存器的内容包括例如：

使能句柄810：该字段是适配器功能的使能功能句柄，其中将数据存储到适配器功能；

地址空间812：该字段标识适配器功能内的地址空间，其中将数据存储到适配器功能；

长度字段814：该字段指定存储操作的长度（例如，要被存储的字节的数量）；以及

状态字段816：该字段提供状态码，当指令以预定的条件码结束时，可使用所述状态码。

在一个例子中，字段2指定通用寄存器，并且如图8C所示，寄存器的内容包括指出了指定地址空间内的偏移量的值（例如，64位无符号整数），其中将数据存储到所述指定地址空间。

在一个例子中，如图8D所示，字段3包括要被存储到适配器功能中的数据的第一字节的系统存储器822中的逻辑地址。

通过参照图9A至9B来描述与PCI存储块指令相关联的逻辑的一个实施例。在一个例子，通过操作系统来发出指令并且由执行操作系统的处理器（例如，固件）来执行指令。

为了发出指令，操作系统向指令（例如，在由指令指定的一个或多个寄存器中）提供下述操作符：PCI功能句柄、PCI地址空间（PCIAS）、PCI地址空间中的偏移量、要被存储的数据的长度以及指向要被存储的数据的指针。指针操作符可包括寄存器和有符号或无符号的移位。在成功完成PCI存储块指令后，在由指令所指定的位置中存储数据。

参照图9A，初始地，做出是否安装了允许PCI存储块指令的工具的确定，查询900。例如，通过检查控制块中存储的指示器来做出上述确定。如果没有安装工具，则提供异常条件，步骤902。否则，如果安装了工具，则做出PCI存储块指令的操作符中提供的句柄是否被使能的确定，查询904。在一个例子中，通过检查句柄中的使能指示器来做出这种确定。如果句柄未被使能，则提供异常条件，步骤906。

如果句柄被使能，则将句柄用于对功能表项进行定位，步骤912。即，将句柄的至少一部分用作功能表中的索引以对功能表项进行定位，所述功能表项对应于向其存储数据的适配器功能。此后，如果发出指令的配置是客户，则做出是否将功能配置为由客户来使用的确定，查询914。如果未被授权，则提供异常条件，步骤916。如果配置不是客户，则该查询可被忽略，或者如果指定的话，可检查其他授权。

随后做出该功能是否被使能的确定，查询918。在一个例子中，该确定是通过检查功能表项中的使能指示器而做出的。如果它未被使能，则提供异常条件，步骤920。

如果功能被使能，则做出地址空间是否有效的确定，查询922。例如，指定的地址空间是否是适配器功能的指定地址空间以及其中一个是否适合于所述指令（即，存储器空间）。如果地址空间无效，则提供异常条件，步骤924。否则，做出是否阻止加载/存储的确定，查询926。在一个例子中，通过检查功能表项中的状态指示器来做出该确定。如果阻止加载/存储，那么提供异常条件，步骤928。

然而，如果不阻止加载/存储，做出恢复是否激活的确定，查询930。在一个例子中，通过检查功能表项中的恢复发起指示器来做出该确定。如果恢复是激活的，那么提供异常条件，步骤932。否则，做出功能是否忙的确定，查询934。通过检查功能表项中的忙指示器来做出该确定。如果功能是忙的，那么提供忙条件，步骤936。利用忙条件，可以重试指令，而不是丢弃。

如果功能不忙，那么做出指令中指定的偏移量是否有效的进一步确定，查询938。即，偏移量与基址内操作的长度和功能表项中所指定的地址空间的长度相结合？如果否，则提供异常条件，步骤940。然而，如果偏移量是有效的，那么做出长度是否是有效的确定，查询942。即，使地址空间类型、地址空间内的偏移量以及整数界限尺寸是长度有效的。如果不是，则提供异常条件，步骤944。否则，处理继续存储指令。（在一个实施例中，固件执行上述检查）。

继续图9B，由固件做出包括要被存储的数据的存储器是否可访问的确定，查询950。如果否，则提供异常条件，步骤952。如果是，那么固件执行各种处理以提供请求给耦合到适配器功能的集线器；集线器然后将请求路由到功能，步骤954。

例如，固件使用句柄来选择功能表项并且，其通过所述表项来获得对适当集线器进行定位的信息。其还计算要在存储块操作中使用的数据地址。通过将从功能表项获得的BAR起始地址（利用由地址空间标识符所标识的BAR）加上指令中提供的偏移量来计算所述地址。将所述计算的数据地址提供给集线器。此外，从系统存储器获取由指令中提供的地址所参考的数据并且将其提供给I/O集线器。然后，集线器获取所述地址并且将其包括在在PCI总线上流到适配器功能的请求分组中，例如DMA写入请求分组。

响应于接收请求，适配器功能将所请求的数据存储到指定位置（即，在数据地址处），步骤956。PCI存储块操作利用成功的指示来结束（例如，设置为零的条件码）。

上面详细介绍的是用于与使用专门指定用于这种通信的控制指令的计算环境的适配器进行通信的能力。在不使用存储器映射I/O的情况下执行通信并且通信不限于控制适配器功能中的寄存器。指令确保发出指令的配置被授权访问适配器功能。进一步，对于存储块指令，其确保所指定的主存储位置位于配置的存储器中。

在此描述的实施例中，适配器是PCI适配器。如在此使用的，PCI指根据由外围组件互连特别兴趣组（PCI-SIG）定义的基于PCI的规范而实现的任何适配器，包括但不限于PCI或PCIe。在一个特定例子中，快速外围组件互连（PCIe）是组件级互连标准，其定义了用于I/O适配器和主机系统之间的事务的双向通信协议。根据用于PCIe总线上的传输的PCIe标准，PCIe通信被封装在包中。源于I/O适配器且止于主机系统的事务被称为上行事务。源于主机系统且止于I/O适配器的事务被称为下行事务。PCIe拓扑基于成对（例如，一个上行链路，一个下行链路）以形成PCIe总线的点对点单向链路。PCIe标准由PCI-SIG维护并公布，如背景技术部分所述的。

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

现在参考图10，在一个例子中，计算机程序产品1000包括，例如，一个或多个计算机可读存储介质1002，在其上存储有计算机可读的程序代码装置或逻辑1004，以提供并方便本发明的一个或多个方面。

体现在计算机可读介质上的程序代码可以用任何适当的介质传输，所述介质包括但不限于：无线、有线、光缆、RF等，或上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

本文中将参照本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。

也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruction means)的制造品（manufacture）。

也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

除了上述，本发明的一个或多个方面可由服务提供商提供、许诺（offer）、部署、管理、服务等，该服务提供商提供用户环境的管理。例如，服务提供商可创建、维持、支持等计算机代码和/或计算机基础设施，其为一个或多个用户执行本发明的一个或多个方面。反过来，服务提供商可例如根据预订和/或费用协议从用户接受付费。额外地或可替换地，服务提供商可从向一个或多个第三方销售广告内容接受付费。

在本发明的一个方面，可部署用于执行本发明的一个或多个方面的应用。作为一个例子，部署应用包括提供计算机基础设施，其可操作以执行本发明的一个或多个方面。

作为本发明的又一个方面，可部署计算基础设施，其包括将计算机可读代码集成到计算机系统，其中与计算系统结合的代码能够执行本发明的一个或多个方面。

作为本发明的再一个方面，可提供用于集成计算基础设施包括将计算机可读码集成到计算机系统的过程。计算机系统包括计算机可读介质，其中计算机介质包括本发明的一个或多个方面。与计算机系统结合的代码能够执行本发明的一个或多个方面。

尽管以上描述了各种实施例，这些仅是例子。例如，其他体系结构的计算环境可包含并使用本发明的一个或多个方面。作为例子，除了System 服务器之外的服务器，诸如由国际商业机器公司提供的Power Systems服务器或其他服务器，或其他公司的服务器，可包括、使用和/或受益于本发明的一个或多个方面。而且，尽管在此示出的例子中，适配器和PCI集线器被认为是服务器的一部分，在其他实施例中，它们不是必须被认为是服务器的一部分，而是可被简单地认为是耦合到计算环境的系统存储器和/或其他组件。计算环境不需要是服务器。进一步，尽管描述了表，可使用任意数据结构，并且术语表包括所有这样的数据结构。在进一步的，尽管适配器是基于PCI的，可与其他适配器或其他I/O组件一起使用本发明的一个或多个方面。适配器和PCI适配器仅仅是例子。此外，FTE或FTE的参数可不位于包括例如硬件（例如，PCI功能硬件）的安全存储器中并且不在包括例如硬件（例如，PCI功能硬件）的安全存储器中保持。DTE、FTE和/或句柄可包括更多、更少或不同的信息，以及任意指令或指令字段。许多其他变化是可能的。

而且，其他类型的计算环境可受益于本发明的一个或多个方面。作为例子，可使用适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统，其包括至少两个通过系统总线直接或间接耦合到存储元件的处理器。存储器元件包括，例如，在程序代码的实际执行期间使用的本地存储器、大容量存储器以及高速缓冲存储器，其提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储器获取代码的次数。

输入/输出或I/O设备（包括但不限于键盘、显示器、指点设备、DASD、磁带、CD、DVD、拇指驱动器（thumb drive）以及其他的存储介质等）可直接或通过介于其间的I/O控制器被耦合到系统。网络适配器也可被耦合到系统以使得数据处理系统能够通过介于其间的私有或公共网络而耦合到其他的数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡仅是一些可获得的网络适配器类型。

参考图11，其描述了实施本发明的一个或多个方面的主机计算机系统5000的代表性组件。代表性主机计算机5000包括与计算机存储器（即，中央存储器）5002通信的一个或多个CPU，以及到存储介质设备5011和网络5010的I/O接口，以用于与其他计算机或SAN等通信。CPU 5001符合具有架构指令集和架构功能的架构。CPU 5001可具有动态地址转换（DAT）5003，其用于将程序地址（虚拟地址）转变为存储器的真实地址。DAT典型地包括用于高速缓存转换的转换后备缓冲器（TLB）5007，这样稍后对计算机存储器5002块的访问不需要地址转换的延迟。典型地，高速缓存5009被使用在计算机存储器5002和处理器5001之间。高速缓存5009可以是分层的，具有可被多于一个的CPU获得的大高速缓存，以及大高速缓存和每个CPU之间的较小、较快（较低级）的高速缓存。在一些实施方式中，较低级的高速缓存被拆分以为指令获取和数据访问提供单独的低级高速缓存。在一个实施例中，由指令获取单元5004经由高速缓存5009从存储器5002获取指令。指令在指令解码单元5006中被解码，且（在一些实施例中与其他指令一起）被发送到一个或多个指令执行单元5008。典型地，使用若干执行单元5008，例如算术执行单元、浮点执行单元和分支指令执行单元。指定被执行单元执行，如需要，从指令指定的寄存器或存储器访问操作数。如果将从存储器5002访问（加载或存储）操作数，加载/存储单元5005典型地在被执行的指令的控制下处理该访问。指令可在硬件电路或内部微代码（固件）中或其组合中被执行。

需注意的是，计算机系统包括本地（或主）存储器中的信息，以及寻址、保护以及引用和改变记录。寻址的一些方面包括地址格式、地址空间的概念、地址的各种类型和其中一种类型的地址被转换为另一种类型的地址的方式。一些主存储器包括持久分配地存储位置。主存储器向系统提供直接可被寻址的快速访问的数据存储。数据和程序在可被处理之前都将（从输入设备）被加载到主存储器。

主存储器可包括一个或多个更小、更快速访问的缓冲存储器，有时候被称为高速缓存。高速缓存典型地与CPU或I/O处理器物理地关联。物理结构以及不同存储介质的使用的效果，除了在性能上，通常不会被程序观察到。

可维护用于指令和数据操作数的单独的高速缓存。高速缓存中的信息可被维护为相邻的字节，所述字节位于被称为高速缓存块或高速缓存线（或简称为线）的整数界限上。模型可提供EXTRACT CACHE ATTRIBUTE（提取高速缓存属性）指令，其返回高速缓存线的字节尺寸。模型也可提供PREFETCH DATA（预取数据）和PREFETCH DATA RELATIVELONG（预取较长数据）指令，其实现存储到数据或指令高速缓存中的预取，或数据从高速缓存的释放。

存储器被视为位的长水平串。对于大部分操作来说，以从左到右的顺序进行对存储器的访问。位串被细分为八个位的单位。八位单位被称为字节，其是所有信息格式的基本构件。存储器中的每个字节位置由唯一的非负整数标识，该非负整数是该字节位置的地址，或简称为字节地址。相邻的字节位置具有连续的地址，在左边从0开始且以从左到右的顺序进行。地址是无符号二进制整数，且是24、31或64位。

信息一次一个字节或一组字节地在存储器和CPU或通道子系统之间传递。除非另有指定，例如在中，存储器中的一组字节由该组的最左边的字节寻址。组中的字节的数量可由将被执行的操作暗示或显式地指定。当在CPU操作中使用时，一组字节被称为字段。在字节的每个组内，例如在中，位以从左到右的顺序被编号。在中，最左边的位有时候被称为“高阶”位且最右边的位被称为“低阶”位。但是，位数不是存储器地址。仅字节可被寻址。为了操作存储器中的字节的单个位，访问整个字节。字节上的位从左到右被编号为0到7（例如在中）。地址中的位被编号为对于24位地址的8-31或40-63，或者对于31位地址的1-31或33-63；它们被编号为对于64位地址的0-63。在多个字节的任何其他的固定长度的格式中，构成格式的位从0开始被连续编号。为了错误检测，且优选地为了校正，一个或多个校验位可与每一个字节或一组字节一起被传递。这样的校验位由机器自动生成且不能被程序直接控制。存储容量以字节的数量来表示。当存储器操作数字段的长度由指令的操作码暗示时，字段被称为具有固定长度，其可以是一个、两个、四个、八个或十六个字节。可为某些指令暗示更大的字段。当存储器操作数字段的长度没有被暗示，而是被显式地表示时，该字段被称为具有可变长度。可变长度的操作数可以一个字节的增量（或者对于一些指令，以两个字节倍数或其他倍数）在长度上可变。当信息被放在存储器中时，仅替换被包括在指定的字段中的哪些字节位置的内容，即使到存储器的物理路径的宽度可能大于正被存储的字段的长度。

某些信息单元位于存储器中的整数界限上。对于信息单元，当其存储器地址是以字节表示的单元长度的倍数时，界限被称为是整数的。特殊的名称被给予整数界限上的2、4、6、8和16字节的字段。半字是两字节边界上的一组两个连续的字节，且是指令的基本构件。字是四字节边界上的一组四个连续的字节。双字是八字节边界上一组八个连续的字节。四倍长字（quadword）是16字节边界上的一组16个连续的字节。当存储器地址指定半字、字、双字和四倍长字时，地址的二进制表示分别包括一个、两个、三个或四个最右边的零位。指令将位于二字节整数边界上。大多数指令的存储器操作数不具有界限对准要求。

在为指令和数据操作数实现单独的高速缓存的设备上，如果程序在高速缓存线中存储且指令被随后从该高速缓存线获取，可经历显著的延迟，不管该存储是否改变随后被获取的指令。

在一个实施例中，本发明可被软件（有时候被称为许可的内部代码、固件、微代码、毫代码、微微代码（pico-code）等，其任何一个都将符合本发明）实施。参考图8，体现本发明的软件程序代码可典型地由主系统5000的处理器从长期存储介质设备5011（诸如CD-ROM驱动器、磁带驱动或硬盘驱动器）访问。软件程序代码可体现在与数据处理系统一起使用的各种已知介质（诸如软磁盘、硬盘驱动或CD-ROM）中的任何一个上。代码可在这样的介质上被分发，或可从一个计算机系统的计算机存储器5002或存储设备通过网络5010被分发给其他计算机系统的用户，以由这样的其他系统的用户使用。

软件程序代码包括操作系统，其控制各种计算机组件和一个或多个应用程序的功能和交互。程序代码通常可从存储介质设备5011调页到相对更高速的计算机存储器5002，在此它对于处理器5001是可用的。用于在存储器中、物理介质上和/或体现软件程序代码或经由网络分发软件代码的技术和方法是熟知的，且不会在此被进一步讨论。当程序代码被创建并存储在有形介质（包括但不限于电子存储模块（RAM）、闪存、光盘（CD）、DVD、磁带等）上时，其经常被称为“计算机程序产品”。计算机程序产品介质典型地可由优选地位于计算机系统中的处理电路读取以由处理电路执行。

图12示出了可在其中实施本发明的代表性工作站或服务器硬件系统。图12的系统5020包括代表性基本计算机系统（base computer system）5021，诸如个人计算机、工作站或服务器，包括可选的外围设备。根据已知技术，基本计算机系统5021包括一个或多个处理器5026以及被用于连接并使能处理器5026和系统5021的其他组件之间的通信的总线。总线将处理器5026连接到存储器5025以及可包括例如硬盘驱动器（例如，包括磁介质、CD、DVD和闪存中的任何一个）或磁带驱动器的长期存储器5027。系统5021也可包括用户接口适配器，其经由总线将微处理器5026连接到一个或多个接口设备，诸如键盘5024、鼠标5023、打印机/扫描仪5030和/或其他接口设备，其可以是任何用户接口设备，诸如触摸敏感屏、数字化输入垫（digitized entry pad）等。总线也可经由显示适配器将诸如LCD屏幕或监视器的显示设备5022连接到微处理器5026。

系统5021可通过能与网络5029通信5028的网络适配器与其他计算机或计算机网络通信。示例性网络适配器是通信通道、令牌环网、以太网或调制解调器。或者，系统5021可使用诸如CDPD（蜂窝数字分组数据）卡的无线接口来通信。系统5021可与局域网（LAN）或广域网（WAN）中的这样的其他计算机关联，或系统5021可以是与另一个计算机的客户机/服务器安排中的客户机等。所有这些配置以及合适的通信硬件和软件在本领域中是已知的。

图13示出了其中可实施本发明的数据处理网络5040。数据处理网络5040可包括多个单独的网络，诸如无线网和有线网，其每个可包括多个单独的工作站5041、5042、5043、5044。此外，本领域技术人员将理解，可包括一个或多个LAN，其中LAN可包括多个耦合到主处理机的智能工作站。

仍然参考图13，网络也可包括大型计算机或服务器，诸如网关计算机（客户机服务器5046）或应用服务器（远程服务器5048，其可访问数据储存库，且也可直接从工作站5045被访问）。网关计算机5046用作到每个单独网络的进入点。当将一个连网协议连接到另一个时，需要网关。网关5046可通过通信链路优选地耦合到另一个网络（例如因特网5047）。也可使用通信链路将网关5046直接耦合到一个或多个工作站5041、5042、5043、5044。可以利用可从国际商业机器公司获得的IBM eServer^TMSystem服务器来实现网关计算机。

同时参考图12和13，可体现本发明的软件编程代码可被系统5020的处理器5026从诸如CD-ROM驱动器或硬盘驱动器的长期存储介质5027访问。软件编程代码可被体现在与数据处理系统一起使用的各种已知介质（诸如软盘、硬盘驱动器或CD-ROM）中的任一个上。代码可在这样的介质上被分发，或从一个计算机系统的存储器或存储设备通过网络被分发到其他计算机系统的用户5050、5051，以供这样的其他系统的用户使用。

或者，编程代码可体现在存储器5025中，且由处理器5026使用处理器总线访问。这样的编程代码包括操作系统，其控制各种计算机组件和一个或多个应用程序5032的功能和交互。程序代码通常从存储介质5027调页到高速存储器5025，在此它可用于由处理器5026进行处理。用于在存储器中、在物理介质上体现软件编程代码和/或经由网络分发软件代码的技术和方法是公知的，且不会在此进一步讨论。程序代码，当其被创建且在有形介质（包括但不限于电子存储模块（RAM）、闪存、光盘（CD）、DVD、磁带等）上存储时，通常被称为“计算机程序产品”。计算机程序产品介质典型地可以被优选地位于计算机系统中的处理电路读取以由处理电路执行。

最容易被处理器使用的高速缓存（通常比处理器的其他高速缓存更快更小）是最低级（L1或级别1）高速缓存，且主存储（主存储器）是最高级高速缓存（如果有三个级别的话是L3）。最低级高速缓存经常被分为保持将被执行的机器指令的指令缓存（I-高速缓存），和保持数据操作数的数据高速缓存（D-高速缓存）。

参考图14，为处理器5026示出了示例性处理器实施例。典型地，使用一个或多个级别的高速缓存5053来缓冲存储器块，以便改善处理器性能。高速缓存5053是高速缓冲器，其保持很可能被使用的存储器数据的高速缓存线。典型的高速缓存线是64、128或256字节的存储器数据。通常使用单独的高速缓存以用于缓存指令而不是缓存数据。高速缓存一致性（存储器和高速缓存中的线的副本的同步）通常由本领域中熟知的各种“窥探”算法提供。处理器系统的主存储器5025通常被称为高速缓存。在具有4个级别的高速缓存5053的处理器系统中，主存储器5025有时候被称为级别5（L5）高速缓存，因为它典型地更快，且仅保持可被计算机系统使用的非易失性存储器（DASD、磁带等）的一部分。主存储器5025可“高速缓存”由操作系统向主存储器5025调页入或从其调页出的数据页。

程序计数器（指令计数器）5061保持跟踪将被执行的当前指令的地址。处理器中的程序计数器是64位的，且可被截短为31或24位以支持先前的寻址界限。程序计数器典型地体现在计算机的PSW（程序状态字）中，这样它可在上下文转换中持续。因此，具有程序计数器值的进行中的程序可被例如操作系统中断（从程序环境到操作系统环境的上下文转换）。当程序不活动时，程序的PSW维持程序计数器值，且在操作系统执行时，操作系统的（PSW中的）程序计数器被使用。典型地，程序计数器以等于当前指令的字节数的量增量。RISC（精简指令集计算）指令典型地是固定长度，而CISC（复杂指令集计算）指令典型地是可变长度。的指令是具有长度为2、4或6字节的CISC指令。程序计数器5061被例如上下文转换操作或分支指令的分支采取操作修改。在上下文转换操作中，当前的程序计数器值与关于正被执行的程序的其他状态信息（诸如条件码）一起被保存在程序状态字中，且新程序计数器值被载入并指向将被执行的新程序模块的指令。执行分支采取操作，以通过将分支指令的结果加载到程序计数器5061中而允许程序进行决定或在程序内循环。

典型地，使用指令获取单元5055代表处理器5026获取指令。获取单元可获取“下一序列指令”、分支采取指令的目标指令或上下文转换后的程序的第一指令。现在的指令获取单元通常使用预取技术基于被预取的指令将被使用的可能性来推测性地预取指令。例如，获取单元可获取16字节的指令，其包括下一顺序指令以及进一步的顺序指令的额外字节。

获取的指令随后被处理器5026执行。在一实施例中，获取的指令被传递给获取单元的分派单元5056。分派单元解码指令并将关于解码的指令的信息转送给合适的单元5057、5058、5060。执行单元5057将典型地从指令获取单元5055接收关于解码的算术指令的信息，并将根据指令的操作码对操作数执行算术操作。优选地从存储器5025、架构寄存器5059或从正被执行的指令的立即字段（immediate field）向执行单元5057提供操作数。执行的结果，当被存储时，被存储在存储器5025、寄存器5059或其他机器硬件（诸如控制寄存器、PSW寄存器等）中。

处理器5026典型地具有一个或多个用于执行指令的功能的单元5057、5058、5060。参考图15A，执行单元5057可通过接口逻辑5071与架构通用寄存器5059、解码/分派单元5056、加载存储单元5060和其他5065处理器单元通信。执行单元5057可使用几个寄存器电路5067、5068、5069来保持算术逻辑单元（ALU）5066将操作的信息。ALU执行诸如加减乘除的算术操作，以及诸如和、或以及异或（XOR）、旋转和移位的逻辑运算。优选地，ALU支持依赖于设计的专门操作。其他电路可提供其他架构工具5072，例如包括条件码和恢复支持逻辑。典型地，ALU操作的结果被保持在输出寄存电路5070中，该输出寄存器电路可将结果转送到多种其他处理功能。有许多处理器单元安排，本说明书仅旨在提供对一个实施例的代表性理解。

例如，ADD指令将在具有算术和逻辑功能的执行单元5057中被执行，而例如浮点指令将在具有专用浮点能力的浮点执行中被执行。优选地，执行单元通过在操作数上执行操作码定义的功能在由指令标识的操作数上操作。例如，ADD指令可被执行单元5057在由指令的寄存器字段标识的两个寄存器5059中发现的操作数上执行。

执行单元5057对两个操作数执行算术加法，并在第三操作数中存储结果，其中第三操作数可以是第三寄存器或两个源寄存器中的一个。执行单元优选地利用算术逻辑单元（ALU）5066，其能执行多种逻辑功能，诸如移位、旋转、和、或以及异或，以及多种代数函数，包括加减乘除中的任何一个。一些ALU5056被设计为用于标量运算，且有些用于浮点。根据架构，数据可以是大端（big endien）（其中最低有效字节位于最高字节地址）或小端（little endien）（其中最低有效字节位于最低字节地址）。是大端。根据架构，带符号字段可以是符号和幅度、1的补码或2的补码。2的补码数是有利的，其在于ALU不需要设计减法能力，因为不管是2的补码中的负值还是正值，都仅要求ALU中的加法。数字通常以速记描述，其中12位的字段定义了4096字节块的地址，且通常被描述为例如4Kbyte（千字节）块。

参考图15B，用于执行分支指令的分支指令信息典型地被发送到分支单元5058，该分支单元经常使用诸如分支历史表5082的分支预测算法，在其他条件运算完成前预测分支结果。在条件运算完成前，当前分支指令的目标将被获取并推测性地执行。当条件运算完成时，基于条件运算的条件和推测的结果，推测性执行的分支指令或被完成或被丢弃。典型的分支指令可测试条件码，以及如果条件码满足分支指令的分支要求，分支到目标地址，分支地址可基于若干数被计算，所述数包括例如在寄存器字段或是指令的立即字段中找到的数。分支单元5058可利用具有多个输入寄存器电路5075、5076、5077和一个输出寄存器电路5080的ALU 5074。分支单元5058可与例如通用寄存器5059、解码分派单元5056或其他电路5073通信。

一组指令的执行可由于多个原因中断，所述原因包括例如由操作系统发起的上下文转换、引起上下文转换的程序异常或错误、引起上下文转换的I/O中断信号或多个程序（在多线程环境中）的多线程活动。优选地，上下文转换动作保存关于当前执行的程序的状态信息，且随后加载关于正被调用的另一个程序的状态信息。状态信息可被存储在例如硬件寄存器或存储器中。状态信息优选地包括指向将被执行的下一个指令的程序计数器值、条件码、存储器转换信息和架构寄存器内容。上下文转换活动可被硬件电路、应用程序、操作系统程序或固件代码（微代码、微微代码或许可内部码（LIC））单独地或其组合实现。

处理器根据指令定义的方法而访问操作数。指令可使用指令的一部分的值提供立即操作数，可提供一个或多个寄存器字段，其显式地指向通用寄存器或专用寄存器（例如浮点寄存器）。指令可利用由操作码字段确定的暗示的寄存器作为操作数。指令可利用用于操作数的存储器位置。可由寄存器、立即字段或寄存器和立即字段的组合提供操作数的存储器位置，如由长位移工具（facility）所例示的，其中该指令定义了基寄存器、索引寄存器和立即字段（位移字段），它们加到一起，以提供例如存储器中的操作数的地址。此处的位置典型地意味着主存储器（主存储设备）中的位置，除非另外指明。

参考图15C，处理器使用加载/存储单元5060访问存储器。加载/存储单元5060可以通过获取存储器5053中的目标操作数的地址并将操作数加载到寄存器5059或其他存储器5053位置中，来执行加载操作，或可以通过获取存储器5053中的目标操作数的地址并将从寄存器5059或另一个存储器5053位置获得的数据存储在存储器5053中的目标操作数位置，来执行存储操作。加载/存储单元5060可以是推测性的，且可以相对于指令顺序来说无序的顺序访问存储器，但是加载/存储单元5060将向程序维持指令按顺序执行的外观。加载/存储单元5060可与通用寄存器5059、解密/分派单元5056、高速缓存/存储器接口5053或其他元件5083通信，且包括各种寄存器电路、ALU 5085和控制逻辑5090以计算存储器地址并提供流水线顺序以使操作保持次序。一些操作可不按顺序，但加载/存储单元提供功能以使不按顺序执行的操作对程序看起来如已按顺序执行一样，如本领域所熟知的。

优选地，应用程序“看到的”地址通常被称为虚拟地址。虚拟地址有时候被称为“逻辑地址”和“有效地址”。这些虚拟地址之所以虚拟，在于它们由多种动态地址转换（DAT）技术中的一种重定向到物理存储器位置，所述动态地址转换技术包括但不限于简单地给用偏移值给虚拟地址加前缀、经由一个或多个转换表转换虚拟地址，所述转换表优选地包括至少一个段表和页表（单独地或组合地），优选地，段表具有指向页表的项。在中，提供转换分级结构，包括区域第一表、区域第二表、区域第三表、段表和可选的页表。转换表的性能通常通过利用转换后备缓冲器（TLB）被改善，该转换后备缓冲器包括将虚拟地址映射到相关的物理存储位置的项。当DAT使用转换表转换虚拟地址时，创建项。于是，虚拟地址的随后使用可利用快的TLB的项，而不是慢的顺序转换表访问。TLB内容可由包括LRU（最少最近使用的）多个替换算法来管理。

在处理器是多处理器系统的处理器的情况下，每个处理器具有保持共享资源的责任，所述共享资源诸如I/O、高速缓存、TLB和存储器，它们互锁以实现一致性。典型地，“窥探”技术将被用于维持高速缓存一致性。在窥探环境中，每个高速缓存线可被标记为正处于共享状态、独占状态、改变状态、无效状态等中的一个，以便有助于共享。

I/O单元5054（图14）向处理器提供用于附加到例如包括磁带、盘、打印机、显示器和网络的外围设备的装置。I/O单元通常由软件驱动器向计算机程序呈现。在诸如来自的System的大型计算机中，通道适配器和开放系统适配器是提供操作系统和外围设备之间的通信的大型计算机的I/O单元。

而且，其他类型的计算环境可受益于本发明的一个或多个方面。作为例子，环境可包括仿真器（例如，软件或其他仿真机制），其中特定架构（包括例如指令执行、诸如地址转换的架构功能、以及架构寄存器）或其子集被仿真（例如，在具有处理器和存储器的本机计算机系统中）。在这样的环境中，仿真器的一个或多个仿真功能可实施本发明的一个或多个方面，即使执行仿真器的计算机可具有与正被仿真的能力不同的架构。作为一个例子，在仿真模式中，解码正被仿真的特定指令或操作，且建立合适的仿真功能以实施单个指令或操作。

在仿真环境中，主计算机包括例如存储器以存储指令和数据；指令获取单元以从存储器获取指令，且可选地，提供用于获取的指令的本地缓冲；指令解码单元以接收获取的指令并确定已被获取的指令的类型；以及指令执行单元以执行该指令。执行可包括将数据从存储器加载到寄存器；从寄存器将数据存储回存储器；或执行如由解码单元确定的某些类型的算术或逻辑运算。在一个例子中，每个单元在软件中实现。例如，被所述单元执行的操作被实现为仿真器软件中的一个或多个子例程。

更具体地，在大型计算机中，程序员（通常是如今的“C”程序员）一般通过编译器应用使用架构机器指令。存储在存储介质中的这些指令可以在服务器中本机地执行，或在执行其他架构的机器中执行。它们可在现有的和未来的大型计算机服务器以及的其他机器（例如，Power Systems服务器和System服务器）中被仿真。它们可在使用由AMD^TM等制造的硬件的各种机器上运行Linux的机器中被执行。除了在下的该硬件上执行，Linux也可被用于这样的机器，其使用由Hercules或FSI（Fundamental Software,Inc）提供的仿真，其中，一般来说执行是在仿真模式中。在仿真模式中，仿真软件由本机处理器执行以仿真被仿真处理器的架构。在万维网www.hercul es-390.org and www.funsoft.com分别可获得与上述参考的仿真器产品相关的信息。

本机处理器典型地执行仿真软件，其包括固件或本机操作系统，以执行被仿真处理器的仿真程序。仿真软件负责获取并执行被仿真处理器架构的指令。仿真软件维护仿真的程序计数器以保持跟踪指令界限。仿真软件可一次获取一个或多个仿真的机器指令，并将所述一个或多个仿真的机器指令转换为对应的本机机器指令组，以由本机处理器执行。这些转换的指令可被高速缓存，这样可完成更快的转换。尽管，仿真软件将维持被仿真的处理器架构的架构规则以保证为被仿真处理器编写的操作系统和应用正确操作。而且，仿真软件将提供由被仿真的处理器架构确定的资源，包括但不限于控制寄存器、通用寄存器、浮点寄存器、例如包括段表和页表的动态地址转换功能、中断机制、上下文转换机制、日中时间（TOD）时钟和到I/O子系统的架构接口，这样被设计为在被仿真处理器上运行的操作系统或应用程序可在具有仿真软件的本机处理器上运行。

解码正被仿真的特定指令，且调用子例程以执行该单个指令的功能。仿真被仿真处理器的功能的仿真软件功能例如在“C”子例程或驱动器中实现，或由提供用于特定硬件的驱动器的其他方法实现，如本领域技术人员在理解优选实施例的描述后将理解的。包括但不限于Beausoleil等人的标题为“Multiprocessor for Hardware Emulation”的美国专利证书号5,551,013；以及Scalzi等人的标题为“Preprocessing of Stored TargetRoutines for Emulating Incompatible Instructions on a Target Processor” 的美国专利证书号6,009,261；以及Davidian等人的标题为“Decoding GuestInstruction to Directly Access Emulation Routines that Emulate the GuestInstructions”的美国专利证书号，5,574,873；以及Gorishek等人的标题为“Symmetrical Multiprocessing Bus and Chipset Used for CoprocessorSupport Allowing Non-Native Code to Run in a System”的美国专利证书号6,308,255；以及Lethin等人的标题为“Dynamic Optimizing Object CodeTranslator for Architecture Emulation and Dynamic Optimizing ObjectCode Translation Method”的美国专利证书号6,463,582，；以及Eric Traut的标题为“Method for Emulating Guest Instructions on a Host ComputerThrough Dynamic Recompilation of Host Instructions”的美国专利证书号5,790,825；以及许多其他专利的各种软件和硬件仿真专利示出各种已知的方式来实现针对可为本领域技术人员获得的目标机器对为不同机器进行架构设计的指令格式的仿真。

在图16中，提供了仿真主计算机系统5092的例子，其仿真主架构的主计算机系统5000’。在仿真主计算机系统5092中，主处理器（CPU）5091是仿真主处理器（或虚拟主处理器），并包括具有与主计算机5000’的处理器5091不同的本机指令集架构的仿真处理器5093。仿真主计算机系统5092具有可被仿真处理器5093访问的存储器5094。在示例性实施例中，存储器5094被分区为主计算机存储器5096部分和仿真例程5097部分。根据主计算机架构，主计算机存储器5096对于仿真主计算机5092的程序来说是可用的。仿真处理器5093执行与被仿真处理器5091不同架构的架构指令集的本机指令（即来自仿真程序处理器5097的本机指令），且可通过使用从顺序和访问/解码例程获得的一个或多个指令从主计算机存储器5096中的程序访问用于执行的主机指令，所述顺序和访问/解码例程可解码访问的主机指令，以确定用于仿真被访问的主机指令的功能的本机指令执行例程。被定义用于主计算机系统5000’架构的其他工具可被架构工具例程仿真，所述架构工具例程包括诸如通用寄存器、控制寄存器、动态地址转换和I/O子系统支持和处理器高速缓存等工具。仿真例程也可利用在仿真处理器5093中可获得功能（诸如通用寄存器和虚拟地址的动态转换）以改善仿真例程的性能。也可提供专用硬件和卸载引擎以辅助处理器5093来仿真主计算机5000’的功能。

在此使用的术语仅是为了描述特定实施例，且不旨在限制本发明。如在此使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。还将理解，当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件。

所附权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、操作以及等价物，如有的话，旨在包括用于结合如特别要求保护的其他所要求保护的元件来执行所述功能的任何结构、材料或操作。呈现本发明的说明是为了示出和描述的作用，但不是穷尽性的或将本发明限制于所公开的形式。许多修改和变化对本领域普通技术人员来说是明显的，且不脱离本发明的范围。选择和描述实施例是为了最佳地解释本发明的原理和实际应用，并使得本领域普通技术人员能针对适于考虑的特定用途的具有各种修改的各种实施例理解本发明。

Claims

1.一种执行用于从适配器加载数据的加载指令的方法，包括以下步骤：

获得用于执行的机器指令，根据计算机架构定义用于计算机执行的机器指令，所述机器指令包括：

从适配器指令识别加载的操作码字段；

识别第一位置的第一字段，其中将从所述第一位置加载从适配器取回的数据；

识别第二位置的第二字段，所述第二字段的内容包括识别适配器的功能句柄、从中加载数据的适配器内地址空间的指定以及地址空间内的偏移量；以及

执行所述机器指令，所述执行包括：

使用所述功能句柄来获得与所述适配器相关联的功能表项；

使用功能表项中的信息和所述偏移量中的至少一个来获得所述适配器的数据地址；以及

从由地址空间的指定所识别的地址空间中的特定位置获取数据，其中由所述适配器的数据地址来识别特定位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中要访问的地址空间是存储器空间或I/O空间中的一个，并且其中获得所述数据地址包括：使用功能表项的一个或多个参数来获得所述数据地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述使用功能表项的一个或多个参数来获得所述数据地址包括：将功能表项的基地址寄存器的值与偏移量相加以获得所述数据地址。

4.根据权利要求1所述的方法，其中要访问的地址空间是配置空间，并且其中所述数据地址是由指令来提供的偏移量，所述偏移量识别所述配置空间中的寄存器号。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述执行进一步包括将数据放置到由指令所指定的第一位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二位置的内容包括要获取的数据量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中基于适配器架构来执行指令。

8.一种执行用于从适配器加载数据的加载指令的计算机系统，所述计算机系统包括：

用于获得用于执行的机器指令的机器指令获得组件，根据计算机架构定义用于计算机执行的机器指令，所述机器指令包括：

从适配器指令识别加载的操作码字段；

用于执行所述机器指令的执行组件，包括：

用于使用所述功能句柄来获得与所述适配器相关联的功能表项的功能表项获得器；

用于使用功能表项中的信息和所述偏移量中的至少一个来获得所述适配器的数据地址的数据地址获得器；以及

用于从由地址空间的指定所识别的地址空间中的特定位置获取数据的数据获取组件，其中由所述适配器的数据地址来识别特定位置。

9.根据权利要求8所述的计算机系统，其中要访问的地址空间是存储器空间或I/O空间中的一个，并且其中获得所述数据地址包括：使用功能表项的一个或多个参数来获得所述数据地址。

10.根据权利要求9所述的计算机系统，其中所述用于使用功能表项中的信息和所述偏移量中的至少一个来获得所述适配器的数据地址的数据地址获得器包括：用于将功能表项的基地址寄存器的值与偏移量相加以获得所述数据地址的装置。

11.根据权利要求8所述的计算机系统，其中要访问的地址空间是配置空间，并且其中所述数据地址是由指令来提供的偏移量，所述偏移量识别所述配置空间中的寄存器号。

12.根据权利要求8所述的计算机系统，其中所述用于执行所述机器指令的执行组件进一步包括用于将数据放置到由指令所指定的第一位置的装置。

13.根据权利要求12所述的计算机系统，其中所述第二位置的内容包括要获取的数据量。

14.根据权利要求8所述的计算机系统，其中基于适配器架构来执行指令。