[发明专利]用于动态中断重新配置的方法和计算机系统

说明书

用于通过中断的动态重新配置来促进有效功率管理的方法、装置和系统。中断向量被映射到多核处理器中的各种处理器核，并且，监视处理器核上的中断工作量。当给定处理器核的中断工作量被检测为下降到低于阈值时，通过将当前被映射到处理器核的中断向量重新映射到至少一个其他处理器核来动态地重新配置中断向量，使得在重新配置之后不存在被映射到该处理器核的中断向量。然后，使核能够被放在较深的空闲状态中。可以将类似的操作应用于附加处理器核，从而实现中断向量收缩到更少的处理器核上。响应于检测到从空闲状态显现的核，可以执行中断向量的重新配置以通过将向量的部分重新映射到那些核来跨活动核重新平衡向量的指派。

技术领域

本发明的领域总体涉及计算机系统，并且更具体但不排他地涉及在多核处理器中减少功率消耗。

背景技术

中断是从设备到CPU(中央处理单元，即处理器)的硬件信号，向CPU通知设备需要注意，并发信号通知CPU应该停止当前处理且对设备做出响应。如果CPU正在执行具有比中断的优先级低的优先级的任务，则CPU中止其当前线程。CPU然后调用针对发送中断信号的设备的干扰处理机。中断处理机服务于设备，并且当中断处理机返回时，CPU重新开始其在中断发生之前正在进行的处理。

在旧的总线技术中，中断被称为“遗留的(legacy)”或“基于线的”中断。在这些技术的情况下，通过使用从总线的主线分离地布线的一个或多个外部引脚来发信号通知中断，这是被称为“带外”的进程。诸如PCIe(快速外围部件互连)之类的较新的总线技术通过经由带内机制模仿遗留中断来维持软件兼容性。这些模仿的中断被主机操作系统视为遗留中断。如PCI标准所定义的基于线的中断被限于仅四条线，并且由于多个设备而经常被共享，从而引起增加的等待时间。

PCI 2.2规范引入了MSI(消息信号通知的中断，Message-Signaled Interrupt)，作为对传统的基于线的中断的替代。取代使用专用引脚来触发中断，MSI使设备能够通过将具体值写到特定地址来触发中断。消息目的地地址和消息数据被称为MSI“向量”。PCI 3.0定义了被称为MSI-X的MSI的扩展形式，其解决了MSI的限制特征。例如，虽然MSI具有每适配器功能32个MSI消息的限制，但是MSI-X将消息的数量增加到2048。另一示例是，MSI提供仅单个MSI地址值，使得全部消息以处理器的相同组为目标。MSI-X通过针对每个消息提供唯一地址和数据对来克服该问题。

高级可编程中断控制器(APIC)由在1997年引入，且最初以在采用对称多处理器(SMP)架构的系统中对中断的管理为目标。Microsoft注意到APIC对SMP系统的益处，并将在单处理器系统上针对APIC的支持设计到其操作系统中。现今，在基本上全部基于x86的计算机中采用APIC，作为CPU内部的部件和/或外部IO芯片中的部件。

功率管理是包括计算机的电子设备的特征，所述计算机试图在存在非活动时“关断”设备的某些或所有部分或者将设备的某些或所有部分置于某较低功率状态中。管理由微处理器消耗的能量延长了电池寿命、降低了冷却需求、减少了电噪声并减少了操作成本。因为移动计算正变得更普遍存在，所以在诸如膝上型计算机、蜂窝电话和个人数字助理之类的移动电设备中，功率管理正变得更重要。功率管理针对服务器部署(例如服务器场和数据中心)以及针对台式计算机也是有利的。

一种用于针对微处理器和计算机系统的功率管理的标准是高级配置和功率接口(ACPI)，其是由Hewlett-和共同开发的开放工业规范。ACPI建立了实现移动、台式和服务器平台的OS导向的配置、功率管理和热管理的工业标准接口。当在1996年首次公布时，ACPI将功率管理BIOS代码、高级功率管理(APM)应用编程接口(API)、PNPBIOS API和多处理器规范(MPS)表格的现有集合演进成完好定义的功率管理和配置接口规范。ACPI规范使新的功率管理技术能够在操作系统和硬件中独立地演进，同时确保它们继续一起工作。

附图说明