[发明专利]用于网络接口控制器的存储器映射的缓冲器

说明书

技术领域

本发明一般而言涉及数据通信系统和方法，更特别地涉及其中为网络接口控制器提供了存储器映射的接收和发送缓冲器的数据通信系统和方法。

背景技术

如图1所示，网络接口控制器(NIC)是一种支持计算机之间的数据传输的硬件设备。其中，对称多处理器(SMP)系统10包括多个中央处理器单元(CPU)12，所述各中央器处理单元通过存储器互连16共享存储器单元14。虽然SMP10被示出为具有四个CPU(内核)，但是本领域技术人员将理解，SMP10可以具有更多或更少的CPU。SMP10在NIC18的控制下通过以太网连接和结构(开关)22发送消息给其他SMP20、30和40。所述NIC18一般将具有与其相关联的处理器(未示出)，该处理器或者是作为该NIC的组成部分或者是以帮助器处理器的形式，从而该NIC具有足够的智能来解释各种命令。所述NIC18以及各种I/O设备42、44通过I/O互连46被连接到所述SMP的剩余部分。该I/O互连46通过I/O适配器48(例如桥接器)与存储器互连16通信。

在这种系统中，所传输的数据的通常的源和目的地是页式虚拟存储器。页式虚拟存储器提供虚拟地址，所述虚拟地址被转换或者映射到物理页面上，并且允许把虚拟页面换出到盘上或者从主存储器中移除以及稍后将其从盘上换入到新的物理页面位置处。操作系统可以对所谓的“未钉住的(unpinned)”虚拟页面单方面执行页面交换。因此，在这种系统上操作的应用软件典型地使用地址转换硬件来访问主存储器，所述地址转换硬件确保正确的物理页面被访问，例如确保所述操作系统尚未针对该应用软件需要访问的页面发起页面交换。软件访问在需要把数据换出的时间间隔期间暂停，并且在把数据换入到新的物理位置处时通过访问该位置而恢复。

一些连网解决方案通过提供软件以把数据从未钉住的虚拟存储器拷贝到已钉住的(pinned)接口存储器来解决与虚拟页面交换期间的软件暂停相关联的停机时间。已钉住的存储器由不能被所述操作系统交换到盘上的页面构成。在这种系统中，所述NIC18将典型地只访问已钉住的接口存储器。这简化了由该NIC18执行的直接存储器访问(DMA)传输，这是由于在网络操作期间从不交换数据，这样又确保数据在整个NIC的DMA数据传输期间保持可访问，并且确保该数据的物理地址保持恒定。然而，这种解决方案需要以数据拷贝(例如从未钉住的虚拟存储器拷贝到可以由NIC18访问的已钉住的系统缓冲器)的形式的额外开销，所述数据拷贝利用了重要的系统资源。

由未钉住的虚拟存储器所造成的所述问题的另一种解决方案消除了上面描述的数据拷贝，但是代之以要求所述NIC18调用一个操作系统功能以便在直接从/向虚拟页面发送数据之前钉住该页面。另外，所述页面稍后必须由另一个NIC/操作系统交互来释放(unpin)，以便允许在网络活动完成之后进行页面交换。虽然这消除了到已钉住的页面的拷贝，但是所述NIC18现在必须调用代价高昂的页面钉住和页面释放功能。这些操作中的每一个都需要所述NIC的处理器与所述操作系统之间的通信。当这些通信需要所述I/O互连46的中断或轮询时，所述中断和轮询在资源利用效率方面的代价是十分高昂的。

相应地，将希望提供使得NIC能够更加高效地处理数据传输问题的机制和方法。

发明内容

根据本发明的一个示例性实施例，一种处理系统包括：多个处理单元，每个处理单元包括至少一个处理器和至少一个系统存储器；以及网络接口控制器(NIC)，其与所述多个处理单元当中的每一个相关联，以用于在各处理单元之间发送和接收数据，其中，所述多个单元当中的每一个进一步包括存储器互连，所述NIC被直接连接到该存储器互连，并且所述NIC包括至少一个存储器映射的缓冲器。

根据本发明的另一个示例性实施例，一种用于在处理系统中传送数据的方法包括以下步骤：提供多个处理单元，每个处理单元包括至少一个处理器和至少一个系统存储器；以及通过与所述多个处理单元当中的每一个相关联的网络接口控制器(NIC)在各处理单元之间发送和接收数据，其中，所述多个单元当中的每一个进一步包括存储器互连，所述NIC被直接连接到该存储器互连，并且所述NIC包括至少一个存储器映射的缓冲器。

附图说明

附图被结合在说明书中并且构成说明书的一部分，该附图示出本发明的实施例并且与下面的描述一起解释本发明。在附图中：

图1示出一个示例性处理系统，其中网络接口控制器通过I/O互连被连接到该处理系统；