JP2012063971A - I/oブリッジ装置、応答通知方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PCIeインタフェース制御部110は、PCIeデバイスからトランザクションを受信する。次に、トランザクション制御部140は、受信したトランザクションを、当該トランザクションが示す命令とIDとを含む命令パケットに変換する。メモリコントローラインタフェース制御部170は、命令パケットをメモリコントローラに送信し、当該命令パケットに含まれるIDを含む、命令パケットに対する応答パケットをメモリコントローラから受信する。そして、PCIeインタフェース制御部110は、受信した応答パケットに含まれるIDによって特定されるトランザクションの送信元のPCIeデバイスに、受信した応答パケットの内容を内蔵メモリに書き込む命令を示すメモリ・ライト・トランザクションを送信する。
【選択図】図2
Description
このようにPCIeのエラー処理は、PCIと比較して拡張されている。
なお、本明細書において、「トランザクション」という文言は、PCIe規格の周辺機器とルートコンプレックスとの間の通信に用いるデータを送信する単位(PDU:Protocol Data Unit)のことを示すものとする。
特許文献1によれば、周辺機器またはCPUがルートコンプレックスにノンポステッド・トランザクションを送信し、その応答であるコンプリーション・トランザクションが周辺機器またはCPUに到達する前にI/Oブリッジ装置が停止した場合に、ルートコンプレックスに備えられたエラーリプライ生成回路がルートコンプレックスに代わってエラーリプライを示すノンポステッド・トランザクションを送信する。
つまり、周辺機器がメモリ・ライト・トランザクション等のポステッド・トランザクションを発行し、そのトランザクション処理でエラーが発生したとしても、その周辺機器はエラーの発生を知ることができず、動作を継続してしまうこととなる。
上記の様なPCIeのエラー処理の課題があるが、通常、PCIeデバイスからのメモリへのデータ書込み等の処理は、パフォーマンスを優先させる為にポステッド・トランザクションにより行われる。そのため、周辺機器は、処理結果の応答を受信することはなく、トランザクションの発行元はそのトランザクションの処理状態を知ることができない。
パーソナルコンピュータ等の比較的小規模なコンピュータシステムならば、このようなエラー処理でも問題にならないかもしれないが、可能な限り運用を継続することが望まれる大規模なコンピュータシステム(メインフレームや大型サーバ等で常時運用するシステムなど)では、システムの運用停止は致命的であり、避けなければならない。
《第1の実施形態》
図1は、本発明の第1の実施形態によるI/Oブリッジ装置100を備えるコンピュータシステムの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータシステムは、CPU300、メモリ400(主記憶装置)、メモリコントローラ200、I/Oブリッジ装置100、PCIeスイッチ装置500、及び複数のPCIeデバイス600(周辺機器)を備える。
メモリコントローラ200は、CPU300、メモリ400、I/Oブリッジ装置100に接続される。また、メモリコントローラ200は、CPU300及びメモリ400とI/Oブリッジ装置100との通信を中継する。
I/Oブリッジ装置100は、PCIeスイッチ装置500とPCIeスイッチ装置500に接続される。また、I/Oブリッジ装置100は、ルートコンプレックスであり、PCIeスイッチ装置500とPCIeデバイス600との通信を中継する。
PCIeスイッチ装置500は、複数のPCIeデバイス600とI/Oブリッジ装置100とに接続される。また、PCIeスイッチ装置500は、PCIeデバイス600とI/Oブリッジ装置100との通信を中継する。
PCIeデバイス600は、PCIeスイッチ装置500を介してI/Oブリッジ装置100に、CPU300やメモリ400に対するトランザクションを送信する。また、PCIeデバイス600は、エラー情報を格納するための内蔵メモリ601を有する。
I/Oブリッジ装置100は、PCIeインタフェース制御部110(命令受信部、書込命令送信部)、受信バッファ制御部120、送信バッファ制御部130、トランザクション制御部140(変換部)、Inbound制御部150、Outbound制御部160、メモリコントローラインタフェース制御部170(命令送信部、応答受信部)、診断制御部180(内部エラー検出部、障害通知部)、リプライ制御部190(記録部、送信元情報読出部)を備える。
また、トランザクション制御部140は、変換した命令パケットをInbound制御部150に出力し、当該命令パケットに対する応答パケットをOutbound制御部160から入力する。また、トランザクション制御部140は、Outbound制御部160から受け取った応答パケットのIDに関連付けられたバッファ番号を内部メモリから読み出し、当該バッファ番号と応答パケットを共にリプライ制御部190に出力する。
Outbound制御部160は、メモリコントローラ200から受信したパケットを格納するためのバッファを備え、メモリコントローラインタフェース制御部170から受け取った応答パケットをバッファに格納する。また、Outbound制御部160は、バッファに格納した応答パケットをトランザクション制御部140に出力する機能を有する。
メモリコントローラインタフェース制御部170は、Inbound制御部150から入力した命令パケットをメモリコントローラ200へ送信する。また、メモリコントローラ200から応答パケットを受信し、受信した応答パケットをOutbound制御部160に出力する。
メモリコントローラインタフェース制御部170は、トランザクション制御部140が変換した命令パケットをメモリコントローラ200に送信し、当該命令パケットに含まれるIDを含む、命令パケットに対する応答パケットをメモリコントローラ200から受信する。そして、PCIeインタフェース制御部110は、メモリコントローラインタフェース制御部170が受信した応答パケットに含まれるIDによって特定されるトランザクションの送信元のPCIeデバイス600に、メモリコントローラインタフェース制御部170が受信した応答パケットの内容を内蔵メモリ601に書き込む命令を示すメモリ・ライト・トランザクションを送信する。
これにより、PCIeデバイス600は、内蔵メモリ601に書き込まれた情報を参照することでエラーの内容を取得することができる。
まず、メモリライト処理が正常に行われた場合の動作を説明する。
図3は、メモリライト処理が正常に行われた場合の動作を示すフローチャートである。
PCIeデバイス600が送信したメモリ・ライト・トランザクションは、PCIeスイッチ装置500を経由して、I/Oブリッジ装置100のPCIeインタフェース制御部110が受信する(ステップS1)。受信したメモリ・ライト・トランザクションは、受信バッファ制御部120に受け渡され、空いている受信バッファに格納される(ステップS2)。
また、受信バッファ制御部120は、受信バッファから読みだしメモリ・ライト・トランザクションを、格納されていた受信バッファのバッファ番号と共にトランザクション制御部140に出力する。トランザクション制御部140は、受信バッファ制御部120から入力したメモリ・ライト・トランザクションを、メモリ・ライト・パケット(命令パケット)に変換し(ステップS4)、Inbound制御部150のバッファに格納する。
メモリコントローラ200は、受信したメモリ・ライト・パケットに含まれるデータを該当するメモリアドレスに格納し、その応答パケット(正常終了)をI/Oブリッジ装置100に送信する。
メモリコントローラ200が応答パケットを送信すると、I/Oブリッジ装置100のメモリコントローラインタフェース制御部170は、メモリコントローラ200からの応答パケットを受信し(ステップS7)、Outbound制御部160のバッファに格納する。
PCIeスイッチ装置500は、受信したメモリ・ライト・トランザクションを該当するPCIeデバイス600に転送する。そして、メモリ・ライト・トランザクションを受信したPCIeデバイス600は、メモリ・ライト・トランザクションに含まれるライトデータ(即ち、応答パケットの内容)を内蔵メモリ601に格納する。
これにより、PCIeデバイス600は、内蔵メモリ601に書き込まれた情報を参照することで、トランザクションが正常に終了したことを認識することができる。
図4は、メモリコントローラ200からの応答パケットがエラーを示していた場合の動作を示すフローチャートである。
PCIeデバイス600が送信したメモリ・ライト・トランザクションは、PCIeスイッチ装置500を経由して、I/Oブリッジ装置100のPCIeインタフェース制御部110が受信する(ステップS1)。受信したメモリ・ライト・トランザクションは、受信バッファ制御部120に受け渡され、空いている受信バッファに格納される(ステップS2)。
また、受信バッファ制御部120は、受信バッファから読みだしメモリ・ライト・トランザクションを、格納されていた受信バッファのバッファ番号と共にトランザクション制御部140に出力する。トランザクション制御部140は、受信バッファ制御部120から入力したメモリ・ライト・トランザクションを、メモリ・ライト・パケットに変換し(ステップS4)、Inbound制御部150のバッファに格納する。
メモリコントローラ200は、受信したメモリ・ライト・パケットに含まれるデータを該当するメモリアドレスに格納する際に何らかのエラーを検出した場合、その応答パケット(異常終了)をI/Oブリッジ装置100に送信する。
メモリコントローラ200が応答パケットを送信すると、I/Oブリッジ装置100のメモリコントローラインタフェース制御部170は、メモリコントローラ200からの応答パケットを受信し(ステップS12)、Outbound制御部160のバッファに格納する。
PCIeスイッチ装置500は、受信したメモリ・ライト・トランザクションを該当するPCIeデバイス600に転送する。そして、メモリ・ライト・トランザクションを受信したPCIeデバイス600は、メモリ・ライト・トランザクションに含まれるライトデータを内蔵メモリ601に格納する。
これにより、PCIeデバイス600は、内蔵メモリ601に書き込まれた情報を参照することで、メモリライト処理にて異常が発生したことを確認し、障害処理を実行することができる。
図5は、I/Oブリッジ装置100の内部に障害が発生した場合の動作を示すフローチャートである。
PCIeデバイス600が送信したメモリ・ライト・トランザクションは、PCIeスイッチ装置500を経由して、I/Oブリッジ装置100のPCIeインタフェース制御部110が受信する(ステップS1)。受信したメモリ・ライト・トランザクションは、受信バッファ制御部120に受け渡され、空いている受信バッファに格納される(ステップS2)。
また、受信バッファ制御部120は、受信バッファから読みだしメモリ・ライト・トランザクションを、格納されていた受信バッファのバッファ番号と共にトランザクション制御部140に出力する。トランザクション制御部140は、受信バッファ制御部120から入力したメモリ・ライト・トランザクションを、メモリ・ライト・パケットに変換し(ステップS4)、Inbound制御部150のバッファに格納する。
PCIeスイッチ装置500は、受信したメモリ・ライト・トランザクションを該当するPCIeデバイス600に転送する。そして、メモリ・ライト・トランザクションを受信したPCIeデバイス600は、メモリ・ライト・トランザクションに含まれるライトデータを内蔵メモリ601に格納する。
これにより、PCIeデバイス600は、内蔵メモリ601に書き込まれた情報を参照することで、I/Oブリッジ装置100の内部に障害が発生したことを確認し、障害処理を実行することができる。
図6は、メモリ・ライト・トランザクションがI/Oブリッジ装置100に到達する前にエラーを検出していた場合の動作を示すフローチャートである。
PCIeデバイス600が送信したメモリ・ライト・トランザクションは、PCIeスイッチ装置500を経由して、I/Oブリッジ装置100に送信される。PCIeスイッチ装置500は、I/Oブリッジ装置100にメモリ・ライト・トランザクションを転送する前に、当該メモリ・ライト・トランザクションにエラーがあるか否かを判定する。そして、PCIeスイッチ装置500は、メモリ・ライト・トランザクションにエラーがあると判定した場合、当該メモリ・ライト・トランザクションにエラーポイズンド状態を示すEPフィールドに、エラー検出を示す値(EP=1)を設定する。
次に、受信バッファ制御部120は、読み出したメモリ・ライト・トランザクションがエラーポイズンド状態であると判定した場合、当該メモリ・ライト・トランザクションをトランザクション制御部140140に受け渡さずに破棄する(ステップS22)。
PCIeスイッチ装置500は、受信したメモリ・ライト・トランザクションを該当するPCIeデバイス600に転送する。そして、メモリ・ライト・トランザクションを受信したPCIeデバイス600は、メモリ・ライト・トランザクションに含まれるライトデータを内蔵メモリ601に格納する。
これにより、PCIeデバイス600は、内蔵メモリ601に書き込まれた情報を参照することで、メモリ・ライト・トランザクションにエラーポイズンド状態であることを確認し、障害処理を実行することができる。
また、本実施形態によれば、ハードウェアで構成されるI/Oブリッジ装置100のリプライ制御部190によって通知処理を行うため、PCIeデバイス600のデバイスドライバによるCPU処理を介在して処理状態の確認を行う必要が無い。これにより、メモリ・ライト・トランザクションによるデータ転送性能を、通知処理を行わないI/Oブリッジのそれと同程度の速度とすることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について詳細に説明する。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図7は、本発明の第2の実施形態によるI/Oブリッジ装置100の構成を示す概略ブロック図である。
第2の実施形態によるI/Oブリッジ装置100の受信バッファ制御部120は、特種フラグ解析部121を備える。特種フラグ解析部121は、トランザクションに含まれる特種フラグ及び特種エントリの情報を読み取り、当該情報に従って、リプライ方法を決定する。
本実施形態によるメモリ・ライト・トランザクションのフォーマットは、PCIeの仕様に準じたフォーマットに加え、ADDRESS[54:52]に特殊フラグを設定するエントリ(3bit)と、ADDRESS[43:40]に特殊コマンドを設定するエントリ (4bit)とを追加したものである。
図9を参照すると、特殊フラグが「000」を示す場合、I/Oブリッジ装置100は、通常のメモリ・ライト・トランザクション処理と同様にポステッド処理を実行する。また、特殊フラグが「010」を示し、特殊コマンドが「0000」を示す場合、I/Oブリッジ装置100は、第1の実施形態と同様のメモリ・ライト・トランザクション処理による応答を実行する。また、特殊フラグが「010」を示し、特殊コマンドが「0001」を示す場合、I/Oブリッジ装置100は、メモリライト処理の完了を待たずに応答のみを通知する処理を実行する。
リプライ実行を指示されたリプライ制御部190は、受け取ったメモリ・ライト・トランザクションのヘッダに基づいて、応答用のトランザクションを生成し、送信バッファ制御部130の送信バッファに格納する。これにより、I/Oブリッジ装置100は、メモリライト処理完了の応答パケットを待たずに該当PCIeデバイス600へ応答を通知することができる。
例えば、本実施形態では、リプライ制御部190が、受信バッファ制御部120の受信バッファのバッファ番号とトランザクションのヘッダとを関連付けて記憶する場合を説明したが、これに限られない。例えば、リプライ制御部190がトランザクション制御部140が生成したパケットのIDを入力し、当該IDとヘッダとを関連付けて記憶するようにしても良い。
Claims (7)
- 主記憶装置に対する処理を行うメモリコントローラと周辺機器との間で命令の伝達を行うI/Oブリッジ装置であって、
前記周辺機器から前記メモリコントローラに対する命令を示す命令信号を受信する命令受信部と、
前記命令受信部が受信した命令信号を、前記命令信号が示す命令と前記命令受信部が受信した命令信号を特定する識別情報とを含む命令パケットに変換する変換部と、
前記変換部が変換した命令パケットを前記メモリコントローラに送信する命令送信部と、
前記命令送信部が送信した命令パケットに含まれる識別情報を含む、前記命令送信部が送信した命令パケットに対する応答パケットを前記メモリコントローラから受信する応答受信部と、
前記応答受信部が受信した応答パケットに含まれる識別情報が示す命令信号の送信元の周辺機器に、前記応答受信部が受信した応答パケットの内容を内蔵メモリに書き込む命令を示す書込命令信号を送信する書込命令送信部と
を備えることを特徴とするI/Oブリッジ装置。 - 前記命令受信部が受信した命令信号を特定する識別情報と前記命令受信部が受信した命令信号の送信元の周辺機器を示す送信元情報とを関連付けて記憶部に記録する記録部と、
前記応答受信部が受信した応答パケットに含まれる識別情報に関連付けられた送信元情報を前記記憶部から読み出す送信元情報読出部と
を備え、
前記書込命令送信部は、前記送信元情報読出部が読み出した送信元情報が示す周辺機器に、前記書込命令信号を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載のI/Oブリッジ装置。 - 自装置の内部エラーを検出する内部エラー検出部を備え、
前記内部エラー検出部が自装置の内部にエラーがあると判定した場合、
前記送信元情報読出部は、前記記憶部が記憶する送信元情報を読み出し、
前記書込命令送信部は、自装置内部に障害が発生していることを示す情報を内蔵メモリに書き込むメモリ書込命令を、前記送信元情報読出部が読み出した送信元情報が示す周辺機器に送信する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のI/Oブリッジ装置。 - 前記命令異常判定部が前記命令パケットに異常があると判定した場合に、自装置内部に障害が発生していることを外部に通知する障害通知部
を備えることを特徴とする請求項3に記載のI/Oブリッジ装置。 - 前記命令受信部が受信した命令信号に、当該命令信号にエラーがあることを示すエラー情報が付加されている場合、
前記書込命令送信部は、自装置に到達する前に命令信号にエラーが発生していることを示す情報を内蔵メモリに書き込むメモリ書込命令を、前記命令信号の送信元の周辺機器に送信する
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載のI/Oブリッジ装置。 - 主記憶装置に対する処理を行うメモリコントローラと周辺機器との間で命令の伝達を行うI/Oブリッジ装置を用いた応答通知方法であって、
命令受信部は、前記周辺機器から前記メモリコントローラに対する命令を示す命令信号を受信し、
変換部は、前記命令受信部が受信した命令信号を、前記命令信号が示す命令と前記命令受信部が受信した命令信号を特定する識別情報とを含む命令パケットに変換し、
命令送信部は、前記変換部が変換した命令パケットを前記メモリコントローラに送信し、
応答受信部は、前記命令送信部が送信した命令パケットに含まれる識別情報を含む、前記命令送信部が送信した命令パケットに対する応答パケットを前記メモリコントローラから受信し、
書込命令送信部は、前記応答受信部が受信した応答パケットに含まれる識別情報が示す命令信号の送信元の周辺機器に、前記応答受信部が受信した応答パケットの内容を内蔵メモリに書き込む命令を示す書込命令信号を送信する
ことを特徴とする応答通知方法。 - 主記憶装置に対する処理を行うメモリコントローラと周辺機器との間で命令の伝達を行うI/Oブリッジ装置を、
前記周辺機器から前記メモリコントローラに対する命令を示す命令信号を受信する命令受信部、
前記命令受信部が受信した命令信号を、前記命令信号が示す命令と前記命令受信部が受信した命令信号を特定する識別情報とを含む命令パケットに変換する変換部、
前記変換部が変換した命令パケットを前記メモリコントローラに送信する命令送信部、
前記命令送信部が送信した命令パケットに含まれる識別情報を含む、前記命令送信部が送信した命令パケットに対する応答パケットを前記メモリコントローラから受信する応答受信部、
前記応答受信部が受信した応答パケットに含まれる識別情報が示す命令信号の送信元の周辺機器に、前記応答受信部が受信した応答パケットの内容を内蔵メモリに書き込む命令を示す書込命令信号を送信する書込命令送信部
として機能させるためのプログラム。
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