[发明专利]累计用于电子系统的硬件计数的方法和电子系统

说明书

技术领域

本发明主要地涉及监视计算机系统，并且更具体地涉及一种累计来自计算机系统或者设备中的硬件计数器的性能数据的方法。

背景技术

随着电子系统变得更复杂，更加需要监视系统的性能以保证最优操作并且标识任何缺陷或者设计问题。这一考虑对于集成电路、比如在计算机系统中使用的处理器和其他现有技术设备特别重要。典型处理器包括都由集成电路装置形成的各种执行单元、寄存器、缓冲器、存储器和其他功能单元。硬件计数器可以被嵌入于这一电路装置内以跟踪各种事件。如今的处理器通常提供对在第一事件与第二事件之间的时间、周期或者其他事件类型进行计数的性能监视计数器。例如，如果将要测量延时，则计数的事件通常是周期，并且典型的开始和停止事件可以是指令取读和指令完成、加载取读和加载完成或者高速缓存未命中和高速缓存重载。备选地，如果考察对于大量高速缓存重载延时的原因，则典型的开始和停止事件可以是高速缓存加载和高速缓存重载，并且计数的事件可以是在互连结构中的加载重试或者为了重载高速缓存而执行的某个动作。除了对在开始与停止事件之间的事件进行计数，经常希望查看计数的事件数目是否超过给定的门限，或者测量计数的事件数目多么频繁地超过门限。为了提供这一附加功能，硬件可以支持包含如下值的门限寄存器，计数的事件总数将与该值做比较。在硬件计数器寄存器中的值可以与先前存储的值交换以作为使处理器的状态改变的上下文切换的一部分。

由于如今的处理器的复杂性，所以存在可以计数的大量不同事件类型以及需要指定的大量不同可能的开始事件和停止事件。用于复杂计算机系统的在开始事件与停止事件之间的计数的事件总数可以在大范围内变化。例如一些开始事件和停止事件对可以被仅少数计数的事件分离，而其他开始事件和停止事件对可以被百万或者更多计数的事件分离。

发明内容

本发明主要地涉及一种用于累计硬件计数的方法和系统，包括在硬件计数器单元中维持用于电子系统的硬件部件的计数的事件的当前计数值，以及向存储器控制器发送当前计数值，该存储器控制器控制对电子系统的系统存储器设备的访问。存储器控制器使用当前计数值来响应性地更新在电子系统的系统存储器设备中存储的累计计数值。例如存储器控制器可以包括根据当前计数值来递增累计计数值。在示例应用中，电子系统是计算机系统，并且硬件部件是计算机系统的处理器核，处理器核处理在系统存储器设备中驻留的程序指令。该系统可以包括发送单元，发送单元定期地采样来自硬件计数器单元的包括当前计数值的性能数据，并且向用于与存储器控制器通信的互连总线的总线接口传输当前计数值。可以与指向系统存储器设备中的位置的存储器指针和关于将如何更新该位置的指令一起发送当前计数值。在所示实现方式中，指令用于原子性读取-修改-写入操作。存储器控制器可以包括用于执行原子性读取-修改-写入操作的专用算术逻辑单元。数据收获器应用可以用来通过从系统存储器设备中的表读取累计计数值来收获累计计数值。

本发明的以上以及附加目的、特征和优点将在以下具体书面描述中变得清楚。

附图说明

可以通过参照附图更好地理本发明解并且使它的许多目的、特征和优点为本领域技术人员所清楚。

图1是根据本发明的一个实施例构造的计算机系统的框图，该计算机系统具有性能数据在系统的主存储器内被累计的硬件计数器；

图2是图示根据本发明的一个实现方式的硬件计数器性能数据的存储器内累计操作的高级示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的用于来自硬件计数器单元的性能数据的在存储器中的组条目的示例；

图4是图示根据本发明的一个实现方式的存储器内累计(IMA)表的构造的图表，该IMA表具有被组织成不同分节的记录集合；以及

图5是描绘根据本发明的一个实现方式的用于监视IMA性能数据的收获器状态机的逻辑流程的图表。

在不同附图中使用相同标号指示相似或者相同项目。

具体实施方式

每代计算机硬件比先前更复杂。随着设计复杂性增加，性能差异也增加。对现场极为广泛的客户工作量范围的评估和响应变得更重要。必须设计硬件性能测量设备以满足这些增加的需求，但是用于全部系统的连续性能监视的传统方式已经为许多限制所阻碍，这些限制使现场部署在初始设计投资上或者在连续运营成本上昂贵得无人问津。在这些限制之中有如下限制。

在计数器溢出之前可能存在相对短的间隔。这一步调需要中断溢出维修或者频繁轮询以避免丢失数据。这两种维修方法消耗硬件和软件执行资源。