TWI225198B - Method for optimal system availability via resource recovery - Google Patents

Description

1225198 A7 B7 五、發明説明（j ) 本發明和第____號申請案之發明名稱“處理系統中啟動 時間内使記憶體退出配置的方法和系統” （METHOD AND SYSTEM FOR BOOT - TIME DECOFIGURATION OF A MEMORY IN A PROCESSING SYSTEM) 6勺共同未決美國專 利申請號____申請案（IBM文檔號AT9— 98— 830)、第____ 號申請案之發明名稱“對稱多處理系統中啟動時間内使處 理器退出配置的方法和系統” （METHOD AND SYSTEM FOR BOOT — TIME DECONFIGURATION OF A PROCESSOR IN A SYMMETRICAL MULTI—PROCESSING SYSTEM)的共 同未決美國專利申請號____申請案（IBM文檔號AT9 — 98 — 320)以及第____號申請案之發明名稱“最佳化遠端程序呼 叫的方法和系統” （METHOD AND SYSTEM FOR OPTIMIZING REMOTE PROCEDURE CALLS )的美國專利申 請號____申請案（IBM文檔號AUS990835US1)相關。上述共 同讓與且共同未決的美國專利申請係以引用的方式併入本 文中，用於各種用途。 技術領域 本發明一般地涉及資料處理系統，尤其涉及在啟動時間 對資料處理系統提供最佳的最小系統配置。 相關技藝之描述 資料處理系統經常遭受硬體故障。一些資料處理系統， 例如紐約州Armonk市的國際商業機器公司的一種產品 RS/6000，提供根據某特定硬體先前的故障歷史預測硬體故 障的特性並且當這種資源處理器或記憶體單元下提供能使 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1225198 A7 __B7 五、發明説明（2 ) ^ 匕退出配置或者解除分配的特性。在RS/ 6000中，這此b能力 是通過記憶體Repeat Gard和CPU Repeat Gard特性提供的。這 樣，若知道某具體資源要出故障，可以首先不再使用它。 通過不配置這些壞的硬體資源和不在資料處理系統使用它 們，可使系統達到更高的可用性。 然而，系統可能在時間上突然地或者逐漸地遭受過度的 硬體故障，使它所具有的配置少於啟動該系統所需的最小 硬體配置。為了防止這種不希望的情況，在一些平臺上， 不能使要出故障的最後硬體資源退出配置。當不解除該最 後資源的分配時，可能不能對該系統提供最佳可用性。這 樣，當該最後的資源實際上確實要遭受故障時，不允許對 它解除配置。從而，該系統必須試圖盡全部可能在該資源 上並且僅在該資源上運行。然而，可能存在其他先前退出 配置的並且遭受的故障不那麼嚴重的資源，從而它們是在 其上運行系統的更好候選者。因此需要一種方法、系統和 裝置’以在啟動系統的最小配置中所需的系統資源出故障 時對系統提供最佳的可用性。 發明總結 本發明提供一種方法、系統和裝置，用於修復系統資源 以在資料處理系統中提供最小系統配置。在一實施例中， '貝料處理系統中的一個韌體元件在初始程式載入期間確定 已出故障的第一資源。接著對該第一資源解除分配。回應 判斷出j資源的解除分配造成小於操作資料處理系統的最 J系統配置’该勃體元件確定多個解除分配資源中的哪個 裝 訂

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1225198 A7 B7 五、發明説明（c ) 5 區，從而無需附加硬碟。然而，若需要，可使用附加的硬 碟。 熟習此技藝之人士會理解圖1中描述的硬體可以改變。例 如，還可補充地或替代所示硬體地使用其他週邊裝置，例 如光碟驅動器等。另外，本發明並不限於在多處理器系統 上實現，而是也可實現在其他類型的資料處理系統上。所 描述的例子不意味著對本發明含有體系結構限制。 圖2是在其中可依據本發明解除對CPU的分配的對稱多處 理器（SMP)資料處理系統200的方塊圖。資料處理系統200例 如可按圖1中的資料處理系統100實現。可看出，資料處理 系統200包括多個CPU 212以及記憶體238。這些CPU 2 12和 如非揮發性隨機存取記憶體（NVRAM) 214的含有有關的系統 資訊的非揮發性元件通信。服務處理器216包括服務處理器 韌體2t7並和NVRAM 214通信以向那裏提供資訊。當系統200 中的CPU 212之一具有影響處理系統200的操作的軟錯誤 時，該處理系統200有可能能有效地操作，即使CPU 212中 的一個被關掉。因此，本發明允許在使造成可重覆的軟錯 誤的CPU退出配置下修復處理系統200。 從而，在本發明中，通過檢錯邏輯在常規電腦操作中檢 測CPU差錯。服務處理器韌體217在任何相繼的啟動程序利 用該檢測對有缺陷的CPU解除分配。這是通過使用每個CPU 和系統邏輯内的差錯狀態以及通過使用對該服務處理器直 接提供資訊的該非揮發元件中資源記錄區實現的。 NVRAM 214包括一個存儲從月良務處理器韌體217接收的有 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

裝 訂

1225198 A7 B7___ 五、發明説明（β ) 〇 關狀態資訊的資源記錄區215。服務處理器217會根據資源記 錄區215中的資訊使某些資源退出配置。這些差錯狀態和配 置暫存器226除其他功能外還對NVRAM 214的資源記錄區215 提供資訊。在一較佳實施例中，向服務處理器韌體217提供 可修復差錯的指示的記憶體狀態暫存器226的内容是一個指 示存在不可修復的差錯的位元和由記憶體配置控制邏輯提 供的該不可修復差錯的位址。 本發明的關鍵部分是NVRAM 214的退出配置區215。該資 源記錄區215的用途是存儲有關記憶體陣列219差錯狀態和配 置狀態的資訊。退出配置區215應足夠靈活，以便能修改現 有狀態和能應付添加新記錄。本文的後面會更詳細地說明 退出配置區215以及其初始化。 資源1己錄區215包括CPU通用記錄格式和CPU專用記錄格 式。 現參照圖3A — 3B ,圖3A描述依據本發明的cpu通用記錄 格式的例子而圖3B描述CPU專用記錄袼式的例子。 作為NVRAM 214初始化程序的一部分，服務處理器韌體 217係初始化資源記錄區215。服務處理器韌體217按如下附 述初始化該退出配置區215 : 1 · 一個CPU通用格式記錄 2.η個CPU專用記錄格式，其中n為全配置時，系統中cpu 的最大數量。 下面介紹每個初始化值。 · 初始化值 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公發^ ----— 1225198 A7 B7 五、發明説明（7 ) A . CPU通用記錄格式（圖3 A) 1 .位元組0 — 1，RL= 14+y，其中y=保持CPU FRU位置碼 的最大位元組數量。 2 .位元組2，N =全配置下系統中CPU的最大數量。 3.位元組 3 — 30，從 CPU VPD XC — L2、ZC — PF、ZC — PS 和SC—SB攔位拷貝ASCII值。 B · CPU專用記錄格式（圖3B) 1 ·位元組0，在產品功能說明書中，該CPU定義的CPU實 體號（OpenPic中斷）。 2 .位元組1，在PIR或EAR暫存器中定義的CPU ID。 3. 位元組2:位元0 = 0 4. 位元組2:位元1—3 = 0 5. 位元組2:若不存在該CPU，位元4 — 7 = 0，但若存在則 =1。 6 ·位元組3，來自CPU VPD ZC — ER襴位的ASCII值轉換為 十六進位格式。 7.位元組4 — 13，從CPU VPD SN欄位拷貝ASCII值。 8·位元組14 一（14+y)，在產品功能說明書中對該CPU定義 的實體/硬體位置碼。 現參照圖4，其中描述依據本發明的可對其記憶體單元解 除分配的資料處理系統400的方塊圖。資料處理系統400例如 可按圖1的資料處理系統100實現。資料處理系統400包括具 有啟動韌體413的CPU 412。CPU 412和諸如非揮發性隨機存 取記憶體（NVRAM) 414的包含著例如序號和其他標識資訊的 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1225198 A7

錯的指示的差錯狀態暫存器426的内容是一個指示存在不可 修復的内部差錯的位元。 本發明的重要部分*NVRAM 414的資源記錄區4丨5。該資 源記錄區415的用途是存儲有關各個記憶體的差錯狀態和配 置狀態的資訊。資源記錄區415應足夠靈活，以便能修改現 有狀態和能應付添加新的記錄。本文的後面會更詳細地說 明資源έ己錄區415和其初始化。 資源i己錄區415包括記憶體通用記錄格式和記憶體專用記 錄格式。 現參照圖5A — 5B，圖5A描述記憶體通用記錄格式的一個 例子，而圖5B描述記憶體專用記錄格式的一個例子。 作為NVRAM 414初始化程序的一部分，服務處理器417係 初始化資源記錄區415。服務處理器韌體417按如下所述初始 化資源記錄區415 : 1 · 一個記憶體通用格式記錄 2 · η個記憶體專用記錄格式，其中η為該系統支援的最大 的記憶體數量。 下面說明每個初始化值。 初始化值 A .記憶體通用記錄格式（圖5 Α) 1 ·位元組0 — 1，RL=8 + y，其中y =保持記憶體FRU位置碼的 最大位元組數量。 2 ·位元組2，N=全配置下系統中記憶體FRU(DIMM或卡） 的最大數量。 -12- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1225198 A7 B7 五、發明説明（ B ·記憶體專用記錄格式（圖5B) 1 ·位元組0.，記憶體卡槽號或ID。 2 ·位元組1，記憶體槽號或id。 3.位元組2:位元〇 = 〇 4·位元組2:位元1—3 = 0 5·位元組2:若不存在FRU，位元4 — 7 = 0，但若存在FRU 則=1 6 ·位元組3，來自記憶體VPD攔位的ASCII值轉換為十六進 位格式。 7 ·位元組4 — 7，從記憶體拷貝值。 8.位元組8 —（8 + y)，該記憶體的實體/硬體位置碼。 在透過下面說明的本發明的程序進行替換或重新分配之 則，按上面圖2 — 5B中說明那樣解除分配不再使用的每個 CPU和記憶體單元保持解除分配狀態。若其遭受的差錯不如 新出故障元件的差錯那樣嚴重，被解除分配的元件可能需 要被重新分配，從而保持最小系統要求，以維持資料處理 系統的運行。在IPL期間出現確定哪個（些）解除分配的資 源’例如CPU或€ fe體單元，應被修復的程序。在ip。期 間，在CPU Repeat Gaird功能/程序結束處，若需要，出現對 處理器的資源修復，同樣在IPL期間，在記憶體Repeat Gard 功能/程序結束處，若需要，出現對記憶體的資源修復。下 面會更詳細地說明這些程序。 現參照圖6，其描述依據本發明的一個在初始程式載入 (IPL)期間經由資源修復保持最佳系統可用性的系統的方塊 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂

線 1225198 A7 B7 五、發明説明（ 圖。IPL有時也稱為啟動程序。資源修復系統600包括在資料 處理系統，例如圖1中的資料處理系統1〇〇上運行的韌體。 資源修復系統600還包括記憶體Repeat Gard 602、CPU Repeat Gard 604和資源記錄606。記憶體Repeat Gard 602和CPU Repeat Gard 604可以以韌體實現。韌體是在不供電下保持其 内容的記憶體晶片，例如唯讀記憶體（ROM)、可程式化 ROM(PROM)、可抹除可程式化ROM(EPROM)、電可抹除可 程式化ROM(EEPROM)和非揮發性隨機存取記憶體（非揮發 性RAM)，上存儲的軟體。韌體608諮詢資源記錄606，當啟 動系統以確定屬於該資料處理系統的資源中的哪些已被解 除分配並且不應使用時，資源記錄606可包括圖2中的資源 記錄215和圖4中的資源記錄415二者。 在IPL期間記憶體Repeat Gard 602監視系統記憶體單元610 一 612的活動。同樣在IPL期間，CPU Repeat Gard監視CPU 614 — 616的活動。系統記憶體單元610 — 612可實現為例如圖 1的本地記憶體160-163中的一個。CPU 614 —616可實現為例 如圖1中的處理器101— 104中的一個。 當系統記憶體單元610 — 612中之一出現故障時，向記憶體 Repeat Gard 602報告該故障。記憶體Repeat Gard 602接著判 定若對系統存儲元件610 — 612中的該出故障的元件解除分配 是否能得到最小系統資源®記憶體Repeat Gard 602包括一個 内部存儲的包含著最小系統配置的資料結構。在對所有滿 足記憶體Repeat Gard 602取消配置要求的資源解除分配後， 記憶體Repeat Gard 602比較當前系統配置和所存儲的最小系 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225198 A7 B7 五、發明説明（ 12 統配置。若有足夠數量的系統記憶體單元610— 612來滿足啟 動該資料處理系統所需要的最小系統要求，則不重新分配 和重新配置以前被解除分配的系統記憶體單元610— 612中的 任一個。這樣，經由去掉系統記憶體單元610 — 612中出故障 的元件，該資料處理系統的性能得以最佳化，因為該資料 處理系統不試圖去使用某個不正常運行的系統資源。接著 記憶體Repeat Gard 602在資源記錄606中建立一個項’該項 指示記憶體單元610 — 612出故障的具體元件、該故障的性質 和類型，並且建立系統記憶體單元610 — 612中該出故障的具 體元件已從該資料處理系統中解除分配和取消配置的指 示0 CPU Repeat Gard 604 監視 CPU 614- 616的性能。當CPU 614 — 616中之一出故障時，向CPU Repeat Gard 604報告該 故障。CPU Repeat Gard 604接著判定若對CPU 614 — 616中出 故障者解除分配是否能得到最小系統資源。若有足夠數量 的CPU 614 — 616來滿足啟動該資料處理系統所需要的最小 系統要求，則把CPU 614 — 616中出故障的CPU從該系統中 解除分配和取消配置，從而該資料處理系統不能訪問CPU 614 — 616中該出故障的CPU。這樣，和前面一樣，經由去掉 CPU 614 — 616中出故障的CPU，該資料處理系統的性能得以 最佳化，因為該資料處理系統不試圖去使用某個不正常運 行的系統資源。 若記憶體 Repeat Gard 602 或 CPU Repeat Gard 604 判定在對 有故障資源取消分配後當前系統配置小於所存儲的為啟動 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

装 訂

線 1225198 A7 B7 五、發明説明（^ ) 該資料處理系統所需的最小系統配置，則記憶體Repeat Gard 602和/或CPU Repeat Gard 604確定要重新分配的最佳資源以 滿足最小系統配置。每個資源（處理器或記憶體）是由其資源 記錄606所代表，該記錄包含諸如配置狀態和故障狀態的資 料。故障狀態包括一指示故障嚴重度的數值。經由比較這 些嚴重度值，記憶體Repeat Gard 602 和 CPU Repeat Gard 6 04 辨識遭受最不嚴重故障的資源。接著重新分配和重新配置 該遭受最不嚴重故障的被解除分配的資源。該遭受最不嚴 重差錯的資源可能是上一個被解除分配的資源，若如此， 則重新分配該資源並且該資料處理系統試圖在使用該上一 個出故障的資源下運行。 為幫助說明本發明，考慮下述例子。假定該資料處理系 統的最小系統要求需要能使用一個系統記憶體。還假定系 統記憶體611和612先前已出故障並已解除分配。每個系統記 憶體611、612會在資源記錄606中具有一個項，指示其已被 解除分配以及各系統記憶體611 — 612所導致的故障的性質。 若後來系統記憶體610遭受故障，若對系統記憶體610解除 分配，該資料處理系統不能工作，因為為了啟動它需要至 少一個系統記憶體。這樣，記憶體Repeat Gard 602不能只對 系統記憶體610解除分配而不做其他工作。從而，記憶體 Repeat Gard 602對系統記憶體610解除分配並且把當前系統 配置和最小系統配置進行比照和確定出需要重新分配/個 系統記憶體供該資料處理系統使用。先前已被解除分配的 其他系統記憶體611— 612中之一可能比系統記憶體610遭受 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1225198 A7 B7 五、發明説明（ 不那麼嚴重的差錯，從而比起系統記憶體是一個在其上運 行该資料處理系統的更好的系統記憶體。因此，記憶體 Repeat Gard 602諮詢資源記錄606並且分析有關内容以確定 系統1己憶體610 — 612中的哪一個會對在其上運行該資料處理 系統提供最好的資源。 若系統C憶體612中的造成故障的差錯不如系統記憶體6 i 〇 的造成故障的差錯那麼嚴重，則重新分配和重新配置系統 圮憶體612供該資料處理系統使用並且對系統記憶體61〇解除 分配和取消配置不供該資料處理系統使用。然而，若由系 統記憶體611 — 612的故障造成的差錯比由系統記憶體61〇的 故障造成的差錯嚴重，則記憶體Repeat Gard 6〇2重新分配並 重新配置系統記憶體610供該資料處理系統使用。 熟習此技藝之人士會理解，可以改變圖6中描述的元件。 例如，除了所描述的元件外還可以使用其他系統資源，諸 如輸入/輸出適配器等。然後可增加一個部件用於重新分配 已被解除分配的I/O適配器中的一個從而保持最小1/〇資源 並且在這些情況下提供最佳的1/〇資源。還應注意，在其他 實施例中，重新分配的供該資料處理系統使用的有缺陷的 資源可能不是有缺陷的資源組中可使用的最佳資源，而可 能僅疋一個用起來比上一個出故障的資源更好的資源或者 可能僅是一個用起來比最差的有缺陷資源更好的資源。該 描述的例子不意味著對本發明含有架構上的限制。 μ 現參照圖7 ,其描述依據本發明的對有缺陷的資源進行重 新分配的一示例程序的流程圖。一個資源修復部件，例如 -17-

裝 訂

線 1225198 A7 B7 五、發明説明（ 圖 6 中的記憶體 Repeat Gard 602 或 CPU Repeat Gard 604 監視 資料處理系統’其經由讀取資源記錄檢查系統資源故障（步 驟702)。檢查資源記錄的内容以判定是否應對資源取消配置 (步驟704)。若合要求，對該資源取消配置（步驟7〇6)。若該 資源不合要求或者若合要求而取消該資源的配置後，判定 是否已檢查資源記錄中的所有資源（步驟708)。若尚未檢查 所有的資源，則讀取下個資源記錄（步驟702)。 若已檢查所有資源，則判定為了滿足最小系統配置是否 存在足夠的未取消配置的資源（步驟710)。若可得到滿足最 小系統配置的足夠資源，則繼續初始程式載入（IPL)(步驟 714)。若不能得到滿足最小系統配置的足夠資源，則修復最 佳的資源候選者或多個候選者以滿足最小系統配置要求（步 驟712)。一旦修復足夠的資源以使IPL滿足最小系統配置， 則系統繼續進行IPL(步驟714)。 熟習此技藝之人士會理解可根據實施例改變圖7中描述的 程序。在不背離本發明的範圍和精神下所採取的步驟可比 圖7中描述的步驟多或者少。另外，一些步驟可以按與圖7 中所示之不同的次序實現。 重要的是要注意，儘管在全功能的資料處理系統環境下 說明了本發明，熟習此技藝之人士會理解：可以在指令的 電腦可讀媒體的形式下以及各種形式下分佈本發明的程序 並且無論實際使用的實現該分佈的具體信號承載介質的類 型為何，本發明都同樣適用。電腦可讀媒體的例子包括可 記錄型媒體，如軟碟、硬碟驅動器、RAM、CD — R〇M和傳 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(21〇 x 297公爱) 1225198 A7 B7 五、發明説明（16 ) 輸型媒體，如數位及類比通信鏈路。 本發明的說明係出於示範和描述的目的，但是所公開的 形式對於本發明不是排他的或限制性的。許多修改和改變 對於熟習此技藝之人士是顯而易見的。選擇並且說明了該 實施例係用以最佳地解釋本發明的原理及具體應用並且使 熟習此技藝之人士針對適應於預期的具體使用的帶有各種 修改的各種實施例來理解本發明。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

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第090118659號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(92年8月） ^、申請專利範圍 1 · 一種修復系統資源以提供最小系統配置的方法，該方法 包括： 確定第一資源出故障； 對第一資源解除分配； 回應判定出該資源的解除分配造成小於用來操作資料處 理系統的最小系統配置’判定多個被解除分配的資源中 的哪個資源遭受最不嚴重的故障；以及 重新分配該多個被解除分配的資源中一個遭受最不嚴重 故障的資源。 2 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中該多個被解除分配 的資源中一個遭受最不嚴重故障的資源是該第一資源。 3·如申請專利範圍第丨項的方法，其中判定多個被解除分 配的資源中哪個資源遭受最不嚴重的故障包括諮詢一個 包含著指示被解除分配的資源的身份和故障類型的項的 資源記錄。 4. 如申請專利範圍第i項的方法，其中資源包括系統記恃 體。 〜 5. 如申請專利範圍第丨項的方法，其中資源包括處 元。 ?申:青專利範圍第Μ的方法，其中實現該方法 組包含在韌體中。 7. 一種記錄媒體，包含供資料處理系統中使用的用來 =源以提供最小系脉置的一電腦程式，該電腦程 本紙張尺度 1225198

第一指令，用於確定第—資源出故障； 第二指令’用於對第一資源解除分配； 第三指令，回應判定出對該資源解除分配造成小於用來 操作^料處理系統的最小系統配置，判定多個被解除分 配的資源中的哪個資源遭受最不嚴重的故障；以及 第四指令，用於重新分配該多個被解除分配的資源中一 個遭受最不嚴重故障的資源^ 8 ·如申請專利範圍第7項的記錄媒體，其中該多個被解除 分配的資源中一個遭受最不嚴重故障的資源是該第一資 源。 9 ·如申印專利範圍第7項的記錄媒體，其中判定多個被解 除分配的資源中哪個資源遭受最不嚴重的故障包括諮詢 一個包含著指示被解除分配的資源的身份和故障類型的 項的資源記錄。 10·如申請專利範圍第7項的記錄媒體，其中資源包括系統 記憶體。 11·如申請專利範圍第7項的記錄媒體，其中資源包括處理 XJXJ 一 旱兀。 12.如申請專利範圍第7項的記錄媒體，其中用來實現該電 腦程式產品的指令包含在韌體中。 13· —種電腦可讀媒體中供資料處理系統中使用的用來修復 系統資源以提供最小系統配置的系統，該系統包括： 第一裝置，用於確定第一資源出故障； 第二裝置，用於對第一資源解除分配； -2 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇><297公釐) ^5198 厂:- .........〜..〜….… ；；"：：·- ' [·.-，’广.· 。“ 1 广 i ：；-'i'U Λ8 Λ f B8 n—- K、申請專利範圍 第一裝置，回應判定出對該資源解除分配造成小於用來 操作貝料處理系統的最小系統配置，判定多個被解喻分 =的資源中的哪個資源遭受最不嚴重的故障；以及 第四裝置，用於重新分配該多個被解除分配的資源中一 個遭受最不嚴重故障的資源。 如申μ專利範圍第13項的系統，其中該多個被解除分配 的資源中一個遭受最不嚴重故障的資源是該第一資源。 •如申明專利範圍第13項的系統，其中判定多個被解除分 配的;貝源中哪個資源遭受最不嚴重的故障包括諮詢一個 包含著指示被解除分配的資源的身份和故障類型的項的 資源記錄。 16·如申請專利範圍第13項的系統，其中資源包括系統記憶 17·如申請專利範圍第13項的系統，其中資源包括處理單 元。 18·如申請專利範圍第13項的系統，其中用來實現該系統的 裝置包含在韌體中。 -3-