TW201044174A - Simultaneous intermediate proxy direct memory access - Google Patents

Description

201044174 六、發明說明： 【先別技術】 ^儲存it线持續提供增加的財容量以滿足使 萬求。照片與電影儲存，及照片與電影共用係推動對越來 越大儲存器系統需求擴大之應用的實例。 對此等&加之需求的_解決方案係使用多個便宜磁碟陣 」了以提仏几餘及錯誤恢復且無任何資料損耗的方式組 。匕等陣列&等陣列亦可藉由容許資料同時被讀取及寫 入’經組態以增加對多個磁碟機的讀取及寫入性能。此等 陣列亦可經組態以容許「熱插拔」，該熱插拔容許替換一 故障磁碟而不中斷該陣列的儲存服務。無論是否提供任何 冗餘，此等陣列通常稱為獨立磁碟冗餘陣列（或更通常由 首字母縮寫RAID)。1987年由David Α ρ_Γ議等人，自 加利福尼亞大學在柏克萊分校發表的命名為「用於獨立磁 碟冗餘陣列（RAID)的-案例（A Case f〇r㈣㈣加A^s 〇f Independent Disks(RAID))」料RAID技術的基本概念 及水準。 RAID儲存器系統通常利用_控制器，該控制器保護使 2者或主機系統免於管理該儲存陣列之細節。該控制器使 侍6亥儲存器陣列看起來像—個或更多磁碟機(或卷)。此係 不管用於—特定卷的該資料（或冗餘資料）可跨多個磁碟機 伸展之事實而實現。 【發明内容】 本發明的一實施例可因此包括一種傳輸資料之方法該 141815.doc 201044174 方法。括資料塊自—周邊裝置傳輪至周邊記憶 體位址空間中的一位址範圍；與該傳輪該第一資料塊併發 地，將該第一資料塊傳輸至處理器記憶體位址空間中的一 位址範圍；及將該第一資料塊傳輸至一硬體函式。 〇 ❹ 本發明的-實施例可因此進一步包括一種將直接記憶體 存取(DMA)鏡射至一硬體函式之方法，該方法包括：組態 一第一 DMA傳輸以將一第一資料塊自一周邊裝置傳輸至一 周邊記憶體位址空間；組態一第二DMA傳輸以與該第一 DMA傳輸併發地發生，該第二DMA傳輸經組態以將該第 一資料塊自該周邊記憶體位址空間傳輸至一處理器記憶體 位址空間；及將該第一資料塊傳輸至一硬體函式。 本發明的一實施例可因此進一步包括一電腦可讀媒體， 其具有儲存於其上用於將直接記憶體存取（DMA)資料鏡射 至一硬體函式的指令，即當藉由一電腦執行時，至少指示 該電腦以：組態一第一 DMA傳輸以將一第一資料塊自一周 邊裝置傳輸至一周邊記憶體位址空間；組態一第二DMA傳 輸以與該第一 DMA傳輸併發地發生，該第二DMA傳輸經 組態以將該第一資料塊自該周邊記憶體位址空間傳輸至一 處理益§己憶體位址空間，及將該第一資料塊傳輸至一硬體 函式。 【實施方式】 圖1是執行同時中繼代理伺服器DMA之一系統的一方塊 圖。在圖1中，直接記憶體存取（DMA)系統1〇〇包括處理器 110、處理器RAM 111、處理器晶片組112、DMA引擎 141815.doc 201044174 120、 鏡像引擎121、RAID引擎122、常規表達（regex)引擎 123、雜湊引擎124、主機介面125、磁碟機130及磁碟機 131。處理器11〇係操作地耦合至處理器RAM 111。處理器 110係操作地耦合處理器晶片組112。處理器晶片組112包 含PCI-Express(PCIe)介面113。處理器晶片組112係操作地 耦合至磁碟機130至131。 PCI-Express介面113係操作地耦合至主機介面125。PCI-Express介面 113係 操作地 耦合至 DMA引擎 120 。 DMA引擎 120係操作地耦合至一鏡像引擎121、RAID引擎122、regex 引擎123及雜湊引擎124。 處理器110、處理器RAM 111及處理器晶片組112可被包 含在一標準主機板101上。因此，DMA引擎120、鏡像引擎 121、 RAID引擎122、regex引擎123、雜湊引擎124、主機 介面125及磁碟機130至131可被視為插入至主機板ιοί的周 邊設備（peripheral)或主機配接器。由於主機板1〇1可為一 工業標準主機板，其與一訂製主機板相比可為相對便宜。 在一實施例中，主機介面125可係耦合至自DMA系統100 運送/接收資料的一處理器或電腦系統。舉例言之，如果 DMA系統100經組態為一 RAID儲存器陣列，則主機介面 125可係搞合至自磁碟機130至131運送/接收資料的一電腦 系統。DMA系統100可投射一個或更多邏輯單位至此電腦 系統。 在一實施例中’鏡像引擎121係耦合至遠端處理器或電 腦系統。此電腦系統可包含或包括類似於DMA系統100的 141815.doc 201044174 功能性。因此，自DMA系統100讀取、寫aDma系統1〇〇 或藉由DMA系統100處理的資料可被鏡射至與另一處理器 關聯的記憶體。此記憶體可在該處理器及/或其他處理器 的周邊位址空間中。RAID引擎122可為一硬體函式，該硬 體函式輔助計算用於跨磁碟機130至131實施RAID技術的 冗餘資料。Regex引擎123可執行常規表達搜索。此常規表 達搜索可用於此等函式，如深層封包檢測（Dp〗）或病毒簽 章識別。雜湊引擎124可計算一雜湊函式以辅助重複刪除 〇 (de_duPlication)。其他硬體函式可係操作地耦合至DMA引 擎120以運送/接收代理伺服器DMA資料並因此提供對dma 系統100的硬體輔助/加速函式。 在一實施例中’舉例言之，當DMA系統100直接地自主 機介面125或磁碟機130至131傳輸資料時，其首先傳輸資 料至DMA引擎120。DMA引擎120將該資料傳輸至鏡像引 擎121、RAID引擎122、regex引擎m及雜凑引擎124之一 個或更多。與該DMA引擎120接收該資料併發，DMA引擎 〇 I20將待寫入處理器RAM 111的資料傳輸至處理器晶片組 Π2。由於PCI表達介面113與DMA引擎120之間的連接容許 同時單向傳輸，故此為可能。因此，當PCI表達介面113經 由一 PCI表達通道將資料運送至DMA引擎120時，DMA引 擎120可經由另一或相同pci表達通道將資料運送至pci表 達介面113。 圖2是一繪示執行同時中繼代理伺服器dma之資料流的 方塊圖。圖2緣示同時DMA作業之一實例，該DMA作業併 141815.doc 201044174 發地將資料自磁碟機130傳輸至處理器ram 111及RAID引 擎 122 〇 在圖2中，一第一 DMA作業經組態以將資料自磁碟機i 3〇 傳輸至DMA引擎120。此DMA作業經組態為一 DMA作業至 與DMA引擎120關聯的記憶體位址。換句話說，DMA引擎 120具有或模擬一記憶體塊。此記憶體可看起來像一 pci表 達位址空間中的周邊記憶體。此第一 DMA作業係在圖2中 由箭頭201、202及203顯示。箭頭2〇1顯示資料自磁碟機 130傳輸至處理器晶片組112中。箭頭202顯示資料傳輸至 PCI表達介面113中。箭頭203顯示資料經由一卩以表達通道 自PCI表達介面113傳輸至DMA引擎120。 DMA引擎120可將其接收的資料傳輸至一個或更多硬體 函式。舉例言之，此係由自DMA引擎120運行至RAID引擎 122的箭頭204顯示。 一第二DMA作業經組態以將資料自DMA引擎120傳輸至 處理器RAM 111。此DMA作業經組態為一 DMA作業至與處 理器11 0及處理器RAM 111關聯的記憶體位置。換句話 說，DMA引擎120完成自磁碟機13〇至主機板1〇1上一處理 器RAM 111塊之DMA作業，亦即直接由處理器11〇可讀取 及可寫入之DMA作業。該第二DMA作業在圖2中係由箭頭 205、206及207顯示。箭頭2〇5顯示經由箭頭2〇3接收的資 料係經由一pci表達通道自DMA引擎12〇被傳輸至PCI表達 介面113。箭頭206顯示資料自pci表達介面113外部傳輸至 處理器晶片組112的剩餘部分中。箭頭2〇7顯示資料經由處 141815.doc 201044174 理器110自處理器晶片組112傳輸至處理器ram 111。在實 施例中’此資料傳輸係藉由DMA引擎120控制之一 DMA作 業。 應瞭解’圖2中顯示的該等資料流係為說明性目的。 DMA作業可經組態以將資料塊自處理器ram 111運送至任 何周邊裝置’該周邊裝置包含DMA引擎120、鏡像引擎 121、RAID引擎122、regex引擎123、雜湊引擎124、主機 介面125及磁碟機130至131。另外，DMA引擎120可至/自 Ο 鏡像引擎121、RAID引擎122、regex引擎123、主機介面 125及雜湊引擎124之一個以上運送或接收資料。其他容許 DMA引擎120併發地鏡射讀取/寫入資料至處理器記憶體 111 ’及鏡像引擎121、RAID引擎122、regex引擎123、雜 凑引擎124及主機介面125之一個或更多的DM A組態是可能 的。 圖3是繪示一種傳輸資料之方法的一流程圖。圖3中緣示 的該等步驟可藉由DMA系統1 〇〇的一個或更多元件執行。 Ο 一第一資料塊係自一周邊裝置傳輸至周邊記憶體位址空 間中的一位址範圍（302)。舉例言之，一資料塊可自主機介 ' 面125被傳輸至與DMA引擎120關聯的PCI表達位址空間中 一位址祀圍。與將該第一塊傳輸至周邊記憶體位址空間中 一位址範圍併發地’該第一資料塊係傳輸至處理器記憶體 位址空間中一位址範圍（3 04)。舉例言之，與接收該第一資 料塊同時或併發，DMA引擎120可使用一 DMA作業將資料 塊傳輸至處理器RAM 111。此DMA作業可沿著由箭頭 141815.doc 201044174 205、206及207顯示的資料流進行。此DMA作業可如塊3〇2 中被接收的資料執行於相同PCI表達通道上。 該第一資料塊被傳輸至一硬體函式（306) ^舉例言之， DMA引擎120可將該第一資料塊傳輸至RAm引擎122。在 另-實例中’ DMA引擎12G可將該第—資料塊傳輸至鏡像 引擎m、rAID引擎122、regex引擎123、雜凑引擎124及/ . 或主機介面125之一個或更多。圖3繪示自一周邊裴置至處 理器RAM 111的- DMA作S。應瞭解亦預期一自處理器 RAM 111至周邊裝置，且藉由DMA 12〇鏡射至一硬體函 ◎ 式的DMA作業。 圖4是繪示一種將DMA資料鏡射至一硬體函式之方法的 一流程圖。圖4中繪示的該等步驟可藉由DMA系統1〇〇的一 個或更多元件執行。 一第一 DMA傳輸經組態以將一第一資料塊自一周邊裝置 傳輸至一周邊記憶體位址空間（4〇2)。舉例言之，dma系 統100可組態一 DMA傳輸以將資料自磁碟機13〇運送至 DMA引擎1 20。一第二DMA傳輸經組態以與該第一 dma傳〇 輸併發地發生（404)。舉例言之，DMA系統1〇〇可組態一 DMA傳輸以與方塊4〇2中組態的DMA傳輸併發地發生。此 DMA傳輸可將資料自DMA引擎12〇運送至處理器ram 111。 該第一資料塊係被傳輸至一硬體函式（406)。舉例言 之，DMA引擎12〇可將該第一資料塊傳輸至RAID引擎 122。在另一實例中，DMA引擎120可將該第一資料塊傳輸 141815.doc • J0- 201044174 至鏡像引擎121、RAID引擎122、regex引擎123、雜湊引擎 124及/或主機介面125之一個或更多。此傳輸作業可與該 弟一及/或第一 DMA作業同時地或併發地發生。 圖5是緣示一種將DMA資料鏡射至一硬體函式之方法的 一流程圖。圖5中繪示的該等步驟可藉由DMA系統1〇〇的一 個或更多元件執行。 一第一 DMA傳輸經組態以將一第一資料塊自一處理器記 憶體位址空間傳輸至一周邊記憶體位址空間（5〇2)。舉例言 之，DMA系統1 〇〇可組態一 DMA傳輸以將資料自處理器 RAM 111運送至DMA引擎12〇。一第二DMA傳輸經組態以 與§亥苐一 DMA傳輸併發地發生（5〇4)。舉例言之，DMA系 統100可組態一 DMA傳輸以與方塊502中組態的該dMa傳 輸併發地發生。此DMA傳輸可將資料自DMA引擎12〇運送 至一周邊裝置，諸如磁碟機130、主機介面125或兩者。 β亥第一資料塊係被傳輸至一硬體函式（5〇6)。舉例言 之，DMA引擎120可將該第一資料塊傳輸至RAID引擎 122。在另一實例中，DMA引擎12〇可將該第一資料塊傳輸 至鏡像引擎121、RAID引擎122、regex引擎123、雜湊引擎 124及/或主機介面125之一個或更多。此傳輪作業可與該 第一及/或第二DMA作業同時地或併發地發生。 上述的該等系統、磁碟機、處理器、引擎、介面及函弋 可用一個或更多電腦系統實施或藉由一個或更多電腦系統 執行。上述該等方法可被儲存於一電腦可讀媒體上。該 DMA系統1〇〇的很多元件可為包括或包含電腦系統。此包 141815.doc 201044174 含（但不限於）處理器110、處理器晶片組112、PCI-Ε介面 113、DMA 引擎 120、鏡像引擎 121、RAID 引擎 122、regex 引擎123、雜湊引擎124、磁碟機130及磁碟機131。 圖6繪示一電腦系統之一方塊圖。電腦系統600包含通信 介面620、處理系統630、儲存器系統640及使用者介面 660。處理系統630係操作地耦合至儲存器系統64〇。儲存 器系統640儲存軟體650及資料670。處理系統630係操作地 耗合至通信介面620及使用者介面660。電腦系統600可包 括私式化通用電腦。電腦糸統6 0 0可包含·—微處理5|。 電腦系統600可包括可程式化或特定目的電路。電腦系統 6 00可分佈於共同包括元件62〇至67〇的多個裝置、處理 裔、儲存器及/或介面之中。 通信介面620可包括一網路介面、數據機、埠、匯流 排、鏈接、收發器或其他通信裝置。通信介面62〇可係分 佈於多個通信裝置之中。處理系統63〇可包括—微處理 器、微控制器、邏輯電路或其他處理裝置。處理系統63〇 可係分佈於多個處理裝置之中。使用者介面66〇可包括一 鍵盤、滑鼠、語音識別介面、麥克風及揚聲器、圖形顯示 器、觸控螢幕或其他類型使用者介面裝置。使用者介面 _可係分佈於多個介面裝置之中。料器系統州可’包括 -磁碟 '磁帶 '積體電路、RAM、職、網路儲存器、 伺服器或其他記憶體函式。儲存器系統MG可為—電腦可 讀媒體。儲存器系統64G可係分佈於多個記憶 中〇 、i々 141815.doc •12· 201044174 處理系統630檢索並執行儲存器系統64〇的軟體㈣。處 理系統可檢索並儲存資料67。。處理系統亦可經由通信介 面620檢，、錢存㈣1理系統州可建立或修 ㈣或資脚以達成-可見結果。處理系統可控制通信介 面620或使用者介面67Q以達成—可見結果。處理系統可經 由通信介面620檢索及執行遠端儲存的軟體。 軟體㈣及相料的㈣可包括㈣由—電 ❹

狀-作業系 '统、公用程序、驅動器、網路軟體及其他軟 體。軟體65G可包括通常藉由—電腦系統執行之—應用程 程式（applet)、㈣或其他機器可讀形式處 則曰令。當糟由處理系統㈣執行時，軟體65(>或遠端儲存 的軟體可如本文描述般導引電腦系統6〇〇作業。 為緣示及描述之目的，已提出本發明㈣前描述。不希 望成為無遺漏的或限制本發明為所揭示的精確形式，且按 照上面的教示，其他修改及變化是可以的。實施例經選擇 及描述以便最佳描述本發明的原理及其實際應用，以藉此 ^得熟悉此項技術者在適合預期特定使用的多種實施例及 多種修改中最佳地利用本發明。希望附加中請專利範圍應 視為包含本發明的其他替代實施例，&了先前技術限制的 範圍以外。 【圖式簡單說明】 圖1是執行同時中繼代理伺服器DMA之一系統的一方塊 圖。 圖2是繪示執行同時中繼代理伺服器DMA之資料流的 141815.doc •13· 201044174 方塊圖。 圖3是繪示傳輸資料之一方法的一流程圖。 圖4是繪示將DMA資料鏡射至一硬體函式之一方法的一 流程圖。 圖5是繪示將DMA資料鏡射至一硬體函式之一方法的一 流程圖。 圖6是一電腦系統的一方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 直接記憶體存取系統 101 主機板 110 處理器

111 處理器RAM 112 處理器晶片組 113 PCI表達介面 120 DMA引擎 121 鏡像引擎 122 RAID 引擎 123 常規表達引擎 124 雜湊引擎 125 主機介面 130 磁碟機 131 磁碟機 201 箭頭 202 箭頭 141815.doc • 14· 201044174 203 箭頭 204 箭頭 205 箭頭 206 箭頭 207 箭頭 600 電腦系統 620 通信介面 630 處理系統 Ο 640 儲存器系統 650 軟體 660 使用者介面 670 資料 Ο 141815.doc · 15

Claims (1)

1. 201044174 七、申請專利範圍： 1. -種傳輪資料之方法，其包括： 將第一資料塊自—周邊I置傳輸至周邊記憶體位址 空間中之一位址範圍； 與該傳輸該第-資料塊併發地將該第一資料塊傳輪至 處理器記憶體位址空間中之一位址範圍；及 字亥第一資料塊傳輪至一硬體函式。 如:月求項1之方法，其中傳輸該第一資料塊，及與該傳 ^ 冑該第—塊併發之傳輸係執行於-單個PCI-Express通道 上。 3. 如叫求之方法’其令傳輸該第一資料塊及與該傳 輸。亥第一塊併發之傳輸係執行於一個或更多pci_Express 通道上。 4. 如叫求項!之方法，其中該處理器記憶體位址空間係與 一第一處理器關聯，及該硬體函式將該第一資料塊鏡射 至與一第二處理器關聯之處理器記憶體位址空間。 5·如吻求項1之方法，其令該硬體函式輔助計算用於實施 一 RAID技術的冗餘資料。 6·如叫求項1之方法，其中該硬體函式執行常規表達搜 索。 7.如請求項1之方法，其中該硬體函式計算—雜凑函式。 8· 一種將直接記憶體存取（DMA)資料鏡射至—硬體函式之 方法’該方法包括： 組態一第一 DMA傳輸以將一第一資料塊自—周邊裝置 141815.doc 201044174 傳輸至—周邊記憶體位址空間； 、、且態一第二DMA傳輸以與該第一 DMA傳輸併發地發 生，該第二DMA傳輸經組態以將該第一資料塊自該周邊 己tt體位址空間傳輸至一處理器記憶體位址空間；及 將該第—資料塊傳輸至一硬體函式。 士吻求項8之方法，其中該第一 DMA傳輸及該第二DMA 傳輸係執行於一單個PCI-Express通道上。 如叫求項8之方法，其中該第一 DMA傳輸及該第二DMA 傳輸係執行於一個或更多pcI_Express通道上。 11. 如请求項8之方法，其中該處理器記憶體位址空間係與 第處理器關聯，及該硬體函式將該第一資料塊鏡射 至與—第二處理器關聯的處理器記憶體位址空間。 12. 如請求項7之方法’其中該硬體函式輔助計算用於實施 一Raid技術的冗餘資料。 13_如請求項7之方法’其中該硬體函式執行常規表達搜 索。 14_如請求項7之方法，其中該硬體函式計算一雜湊函式。 15. —種電腦可讀媒體，其具有儲存於其上且用於將直接記 憶體存取（DMA)鏡射至一硬體函式之指令，即當藉由一 電腦執行時，至少指示該電腦以： 組態一第一 DMA傳輸以將一第一資料塊自一周邊裝置 傳輸至一周邊記憶體位址空間； 組態一第二DMA傳輸以與該第一 DMA傳輸併發地發 生’該第二DMA傳輸經組態以將該第一資料塊自該周邊 141815.doc 201044174 記憶體位址空間傳輸至—處理器記憶體位址空間；及 將該第一資料塊傳輸至一硬體函式。 16.如請求項15之電腦可讀媒體，其中該第一DMA傳輸及該 第二DMA傳輸經組態以執行於一單個pci_Expre ss通道 上。 ,17.如請求項15之電腦可讀媒體，其中該第一DMA傳輸及該 第二DMA傳輸經組態以執行於一個或更多pci_Express通 道上。 〇 18·如吻求項15之方法，其中該處理器記憶體位址空間係與 第處理器關聯，及該硬體函式將該第一資料塊鏡射 至與第二處理器關聯的處理器記憶體位址空間。 19. 如凊求項15之方法，其中該硬體函式輔助計算用於實施 一 RAID技術的冗餘資料。 20. 如請求項15之方法，其中該硬體函式執行常規表達搜 索。

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