[发明专利]用于在处理器存储装置内的数据移动的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及可以通过修改与动态分配的主存储器相关联的转换表(TT)来直接操纵存储器页的系统。

背景技术

在计算机系统中，通常在处理器所产生的存储器地址与系统的物理存储器中的特定区域之间存在一一对应。处理器请求访问不具有相关联的物理存储器区域的地址是一种错误。这将操作系统(OS)和应用限制在由该系统中所安装的实际物理存储器所确定的地址空间。现代计算机系统通过使用虚拟存储器已经克服了这种局限，虚拟存储器实现用于将程序地址映射到实际存储器地址的转换表(TT)。

通过使用虚拟存储器，程序工作在仅受处理器架构限制的地址空间中。OS的一种功能是确保程序的数据和代码位于主存储器中以及确保TT可以将虚拟地址正确地映射到实际地址。

在虚拟存储器系统中，存储器的分配最通常是由操作系统软件来执行。这需要中断指令序列，从而特权内核代码可以将物理存储器分配给正被访问的区域，使得正常程序流可以无错误地继续。这种中断以及分配物理存储器的内核处理需要相当长的处理时间，并且打乱了经过中央处理器单元(CPU)的指令的正常流水线操作。

然而，在诸如IBM z/OS操作系统之类的已采用了中央存储机制的计算机系统中，在系统上运行的大多数应用不能够方便地利用附加的中央存储装置，其中中央存储机制在以前的架构限制之上增大了系统中的中央存储装置的最大允许量。

z/OS操作系统是来自IBM的64位服务器操作系统。它是IBM大型机操作系统OS/390的继承者，其合并了多虚拟存储装置(MVS)和UNIX系统服务(一种与POSIX兼容的UNIX的大型机实现，以前被称作MVS公开版本)。z/OS是高度安全、可升级、高性能的企业操作系统，在其上可构建和配置因特网和具有Java能力的应用或传统应用，z/OS提供了全面和多样的应用执行环境。

新软件产品的一个重要特征是能够与公司的传统应用一起工作或者至少具有能够从它们导入数据的能力。在信息技术中，传统应用和数据是已经从比当前技术更早的语言、平台和技术中继承的那些应用和数据。使用计算机的大多数企业具有为关键性商业需求服务的传统应用和数据库。

在此处所讨论的情况中，这些传统应用基于中央存储装置可寻址性的旧架构限制来工作。在某些环境下，这些传统应用总体上对高达旧架构限制的中央存储装置的管理设置了与系统的中央存储装置不相称的“约束”。

由此，在软件操作系统(例如，IBM z/OS)中，需要设计一种方法来特殊地处理对低于旧限制的中央存储装置设置的不相称的“约束”。这种机制还必须以最大的效率来执行其功能，以在用于执行该功能的机器“时钟周期”数目方面对操作系统的侵扰减到最小。操作系统所消耗的时钟周期越多，则用于实现客户的商业目标的客户应用的可用时钟周期就越少。

在新的传统存储装置的释放过程期间，当该传统存储装置变成受约束时相当多的中央处理单元(CPU)资源被消耗。在苛刻的约束条件下，结果可能是每秒从传统帧移动数以千计的页至高帧(在超出以前的架构限制的寻址范围中的中央存储装置)。

考虑到这种移动必须将比特和字节从一个物理存储位置拷贝到另一物理存储位置的事实，就不会奇怪会引起高CPU消耗。

因此，非常期望提供一种使用动态分配的物理存储器和用于管理该存储器的转换表(TT)的计算机系统，以及一种用于在无需使用处理器的条件下执行这些页操作的机制。还期望成功地管理对中央存储装置设置的不相称的“约束”，使用于执行功能的机器“时钟周期”的数目减到最小和使CPU消耗减到最小，以及还期望提出一种具有虚拟地从计算环境中移除物理存储装置的能力的系统。

发明内容

本发明的各实施例包括一种用于在计算机系统中的存储器地址之间移动数据的方法和计算机程序产品，其中存储器地址所引用的数据被存储在物理存储器中。该方法包括：提供一种转换机制用于根据指定映射将连续的存储器地址中的各页映射到物理存储器中的相应位置，其中存储器地址中的第一页被映射到物理存储器中的第一位置而存储器地址中的第二页被映射到物理存储器中的第二位置；以及将该转换机制的指定映射改变成一种新映射，其中存储器地址的第二页被映射到物理存储器中的第一位置，由此高效地将存储在第一位置处的数据从存储器地址中的第一页移动到存储器地址中的第二页，而无需在物理存储器中的各地址之间移动数据。