JPS61190638A

JPS61190638A - 仮想計算機のフアイル制御方式

Info

Publication number: JPS61190638A
Application number: JP60030365A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Takasaki; 高崎　繁夫; Masaichirou Yoshioka; 吉岡　正壱郎; Takashige Kubo; 久保　隆重; Yoshio Ukai; 鵜飼　良夫; Takao Kubo; 久保　恭男; Junichi Imura; 井村　淳一; Nobutaka Hagiwara; 萩原　亘喬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1986-08-25
Also published as: US5088031A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、仮想計算機のオペレーティングシステムと同
計算機を制御する制御手段間で、該オペレーティングシ
ステムで使用するファイルの入出力に関し専用の通信手
段または上記制御手段で管理する専用のメモリ空間を設
け、該オペレーティングシステムの所有するファイルの
管理を制御プ０グラム側で行い得るようにし、またその
ファイル入出力を容易に行ない得るようにした仮想計算
機システムに関するものである。

〔発明の背景〕

仮想計算機システムでは１台の計算機システム内に複数
個の論理的な計算機（仮想計算機）を作り出し、これら
の仮想計算機では一般のオペレーティングシステム（以
下Ｏ８と略す）をそのまま動作させる事が出来る。この
仮想計算機を実現するため、その制御を行う仮想計算機
モニタ（以下ＶＭＭと称す）ではＣＰＵやメモリなどの
ハードウェア資源を仮想化する技術を持つ、ＣＰＵにつ
いては、時分割制御により各仮想計算機に均等にＣＰＵ
時間を割り振り、メモリについては、仮想メモリ方式に
より各仮想計算機固有のメモリ空間を生成し、仮想計算
機に与える。これらのメモリ空間は、それぞれ独立した
仮想メモリ空間であり、他の仮想計算機からのメモリ破
壊を防止している。

また入出力については、実入出力装置を仮想計算機に接
続した仮想入出力装置としてそのまま使う専有装置方式
と実入出力装置を複数の仮想計算機の仮想入出力装置と
して共用して使う多重処理方式とがある。

前者の例としては、磁気テープ装置および磁気ディスク
装置が代表され、後者の例としては、カードリーダ、ラ
インプリンタなどのユニットレコード装置が一般に使用
される。仮想計算機の基本概念を第１図に示す。実計算
機１１上で仮想計算機の制御プログラムであるＶＭＭが
動作し、仮想計算機１２を作り出す。この仮想計算機１
２は、実計算機１１とほぼ同等の機能を実現しているた
め、一般の○Ｓ１５をそのまま動作させる事が出来、ま
たこの０３１５により生成される拡張計算機機能上で、
ユーザプログラム１６の実行が可能となる。ここで、実
計算機１１とＶＭＭ１４の間およびＶＭＭの生成する仮
想計算機１２と０８１５の間のインターフェイス１７は
マシンインターフェイスであり、拡張計算機１３とユー
ザプログラム１−６の間１８はＯＳインターフェイスで
ある。

次にこの仮想計算機システムにおけるファイルの入出力
手順を第２図で説明する。ファイル入出力に関するＯ８
の機能としては、ユーザプログラム側にたち、ファイル
の入出力に関する簡略化された手続きを提供するデータ
管理と入出力スケジューリングおよび装置管理を行う入
出カス−パーバイザに分けられる。第２図では、ユーザ
プログラム１６からのデータの入出力要求（例えばＲＥ
ＡＤ　。

ＷＲＩＴＥなどのデータ管理マクロ）に従い、データ管
理を経由して、いかにファイルの入出力が行われるかを
示す、データ管理では、ユーザからの要求に従い入出力
バッファの準備とファイルの入出力動作を記述した入出
力チャネルプログラムを生成する（２１２）。

そして、スーパーバイザコール（ＳＶＣ）命令のような
Ｏ８とのインターフェイル命令を使用して入出カス−パ
ーバイザに制御を渡す６人出力スーパーバイザでは、入
出力のスケジューリング２２１の後、ファイルの存在す
る仮想入出力装置に対して、入出力起動命令（ＳＩＯ命
令）を発行する。該ＳＩＯ命令は特権命令であり、仮想
計算機上から発行された場合、仮想特権命令、つまり非
特権命令として実行されるため、ＶＭＭに対し特権命令
例外の割り込みを契機として仮想ＳＩ。

命令のシミュレーション処理を行う。このシミュレーシ
ョン処理は、次の通りである。

（１）起動シミュレーション処理特権命令例外処理２３１では、該特権命令ＳＩＯ命令で
ある事を判断し、入出力シミュレーション処理２３２に
制御を渡す。該シミュレーション処理では仮想入出力装
置アドレスを該仮想入出力装置が存在する実入出力装置
アドレスに変換すると共に、ＣＣＷ変換ルーチン２３３
にて仮想チャンネルプログラムを実チヤンネルプログラ
ムに変換する。そしてＶＭＭの入出カス−パーバイザを
経由して実入出力装置２４にＳＩＯ命令を発行し、実入
出力を実行する。

（２）終了シミュレーション処理入出力が終了すると、入出力割り込みとしてＶＭＭに制
御が渡り、入出力割り込みシミュレーション２３５にて
、実入出力割り込みを仮想計算機の処理できる仮想入出
力割り込みに変換する。その後、仮想計算機のディスバ
ッチ処理２３６を経由して該仮想計算機に割り込みが報
告され、仮想入出力シミュレーション処理は終了する。

この入出力割り込み報告は、仮想計算機のメモリ空間内
の先頭固定領域ＰＳＡ（Ｐｒｅｆｉｘ　Ｓｔｏｒａｇｅ
　Ａｒｅａ）にＣＳ　Ｗ　（ＣｈａｎｎｅｌＳｔａｔｕ
ｓ　ｖｏｒｄ）をセットする事により行われる。

また、このＣ８Ｗに異常終了（Ｃ８Ｗの４バイト目のＵ
Ｃビットオンの場合）が報告されている場合、Ｏ８の入
出カス−パーバイザでは、エラーの詳細情報を入手する
ため、５ＥＮＳ［Ｅコマンドのチャネルプログラムを使
用してＳＩＯ命令を発行する。そしてこの入出力の終了
により、エラー分析を開始する。ここで、２１１から２
１３までがデータ管理を示し、２２１および２２２がＯ
８の入出カス−パーバイザの処理を示し、２３１から２
３６までが仮想ＳＩ○命令をシミュレーションするＶＭ
Ｍの処理を示す。

このようにＶＭＭでは、仮想計算機からのファイルの入
出力要求をファイルではなく、ファイルの存在する入出
力装置と該入出力装置への入出力命令でしか判断できな
いため、入出力管理処理が仮想計算機上のＯ８とＶＭＭ
とで二重に行われ、性能上のオーバーヘッドを生じてい
る。これらのオーバーヘッドを防ぐため、入出力装置お
よびそれを制御する入出力チャネルを仮想計算機に専有
させ、入出力の二重管理を防ぐ方式もあるが、入出力装
置の増設などハードウェアコストがかかり、実際的では
ない、そのため、ソフトウェアによる入出力オーバーヘ
ッドの改善が望まれている。特に、Ｏ８の作業ファイル
のような一過性でしか使用されない一時フアイルに対し
ても、同様のオーバーヘッドが介在する事は性能上好ま
しい事ではない。

このほかさらに下記のような問題があった。

（１）仮想計算機間でプログラムライブラリなどのファ
イルの共用を行う場合、ファイルの存在する入出力装置
単位でしか共用できず、ファイル単位の共用ができない
。

（２）ファイルの入出力エラー発生時、エラーの詳細情
報入手のため、再度ＳＩ○命令を発行せねばならないと
いう入出カス−パーバイザの無駄処理が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は、従来マシンインターフェイスでしか実現して
いなかったＶＭＭと仮想計算機との間にファイル入出力
に関する専用のインターフェイスを設け、該仮想計算機
の所有するファイルの管理を高速ないし簡略化すること
を目的とする。具体的には該仮想計算機の所有する一時
フアイルにＶＭＭの作成する専用のメモリ空間を割り当
て、該ファイルの入出力処理を高速に処理する事や、該
仮想計算機の所有する複数個のファイルをν１側で管理
する手段を設ける事により、仮想計算機上のＯ８側のフ
ァイル管理の簡略化とオーバヘッドの軽減および仮想計
算機間のファイル共用を簡便に行う事を目的とするもの
である。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明では次のような方式を
採用した。先ずＶＭＭの作成する専用のメモリ空間を割
り当てる場合は下記の通りである。

（１）仮想計算機のＯ８とＶ　Ｍ　Ｍとで、一時ファイ
ルの入出力に関する専用のインターフェイスを設ける。

このインターフェイスは、入出力命令であるＳＩＯ命令
と入出力終了割り込みにて提供され、次のような専用の
ＣＣＷ　（ＣｈａｎｎｅｌＣｏＩＩｌｍａｎｄ　Ｗｏｒ
ｄ）　を持つ。

（ａ）一時フアイル空間作成ＣＣＷ一時フアイル用の仮想メモリ空間を作成するＣＣＷで、
ファイル名称を指定する。このＣＣＷが仮想計算機から
発行されるとＶＭＭでは、仮想メモリ空間を作成し、該
ファイルに割り当てる。もし、同一ファイル名の空間が
既に存在していたならば、該ＣＣＷは、実行拒否される
。これは、該ＣＣＷの終了割り込みでエラーとして報告
される。

（ｂ）一時ファイルのオープンＣＣＷデータ管理の０ＰＥＮマクロに相当するものであり、一
時ファイルの使用開始時、該ＣＣＷにてＶＭＭに対し、
一時ファイルの使用開始を宣言する。これにより、以後
のデータ入出力要求と一時フアイルとの対応を取る。

（ｃ）データの入出ＣＣＷ一時フアイルからユーザのバッファに、ユーザバッファ
から一時フアイルにとデータの入出力要求を行うＣＣＷ
であり、データブロックの位置を示すＬＯＣＡＴＥＥコ
マンド、入力動作を指定するＲＩＥＡＤコマンド、出力
動作を指定するｌ／ＲＩＴＥコマンドから構成される。

該一時ファイルは、固定ブロック形式にて統一されてお
り、ＬＯＣＡＴＥコマンドで指定するデータブロックの
位置は、ファイルの先頭ブロックからの相対ブロック番
号にて表される。この相対ブロック番号が該一時ファイ
ルの仮想メモリ空間における仮想アドレスに相当する。

このＬＯＣＡＴＥコマンドが仮想計算機から発行される
と、ＶＭＭでは、この相対ブロック番号を仮想メモリ空
間内の仮想アドレスに変換し、目的のブロック（仮想メ
モリページ）を検出した後、ＬＯＣＡＴＨに続＜　ＲＥ
ＡＤまたはすＲＩＴＥコマンドに従い、バッファと一時
フアイルの仮想メモリ間のデータ転送を実施する。相対
ブロック番号から、仮想アドレスへの変換は、該ブロッ
ク番号をブロック長分だけ左にシフト（Ｓ　Ｌ　Ｌ　（
Ｓｈｉｆｔ　Ｌｅｆｔ　Ｌｏｇｉｃａｌ’）命令で実行
）する事により得られる。バッファと仮想メモリ間のデ
ータ転送は、ＭＶＣＬ　（Ｍｏｖｅ　Ｌｏｎｇ　）命令
にて、実行される。

（ｄ）一時ファイルのクローズＣＣＷデータ管理のＣＬＯ５Ｅマクロに相当するものであり、
一時ファイルの使用終了時、このＣＣＷを発行し、Ｖ　
Ｍ　Ｍ、に対し、一時ファイルの使用終了を宣言する。

これ以降、データの入出力要求と一時フアイルとの対応
は外される。

（ｅ）一時フアイル空間消去ＣＣＷ該ＣＣＷの発行により、一時ファイルで使用した仮想メ
モリ空間を消去する。この消去ＣＣＷでは、消去すべき
一時フアイルのファイル名を指定する。ただし、他仮想
計算機の一時フアイル空間は消去できない。

（２）仮想計算機の所有する一時フアイル各々に対し、
論理的な入出力装置アドレスを設定する。

この論理入出力装置アドレスは、発明の概要の第１項で
示した仮想計算機とＶＭＭ間との専用ＣＣＷを実行する
入出力命令（ＳＩ○命令）のオペランドで指定する入出
力装置アドレスであり、各仮想計算機内のファイル対応
に設定する。

仮想計算機が異なれば、同一の論理入出力装置アドレス
であっても良い、また、同一の一時フアイルを別の論理
入出力装置アドレスに定義する事により、１フアイルに
対し、マルチアクセスを可能とする。この論理入出力装
置アドレス設定の目的は、各一時ファイルに該装置アド
レスを設ける事により、従来仮想計算機内のＯ８でしか
意識できなかったファイルを１．ファイル＝１人出力装
置として扱う事により、ＶＭＭに対し、ファイルの制御
を可能にする事にある。

（３）一時ファイルのデータの入出力で指定する相対ブ
ロック番号は、ＳＬＬ命令にて仮想メモリ空間アドレス
に変換されるが、該アドレスが仮想メモリ空間の上限を
超えた場合、別の仮想メモリ空間を生成し、その空間に
転送する事により、１個のファイルに対し、複数の仮想
メモリ空間のサポートを可能にする。これは、相対ブロ
ック番号の変換過程において、変換された仮想アドレス
が仮想メモリ空間の上限を表すビット数を超える事によ
り検出され、超えた分のビット数の数値にて、仮想メモ
リ空間の番号を示す事になる。

このように、本発明の特徴は、従来マシンインターフェ
イスでしかなかったＶＭＭと仮想計算機との間に、一時
ファイル専用の入出力インターフェイスを設け、一時フ
ァイルの格納場所をＶＭＭの生成する仮想メモリ空間に
設定する事により、該ファイルの入出力処理の高速化を
図った点にある。

以上ＶＭＭの作成する専用メモリ空間を仮想計算機の所
有する一時フアイルに割当てる場合の概要を説明した。

つぎに上記発明の目的の項で述べた第２の具体的目的す
なわち仮想計算機の所有する複数個のファイルをＶＭＭ
で管理し、仮想計算機間のファイル共用を簡便に行う場
合の概要を説明すると下記の通りである。

（１）仮想計算機の制御プログラムであるＶＭＭ側でフ
ァイルの管理を行う手段として、従来の入出力命令シミ
ュレーション処理とは異なるファイルの入出力管理プロ
グラム（統合ファイル制御ＩＦＰと略す）を設ける。本
ＩＦＰの機能は次の通りである。

（ａ）ファイル領域のスペース管理機能二次記憶装置上
に、仮想計算機毎に一定のファイル領域（ユーザ区画と
称する）を割り当て、該ユーザ区画内に該仮想計算機の
所有するすべてのファイルを納めると共に、仮想計算機
からの要求によりファイルスペースの割り当ておよび削
除を行う。第３図に、二次記憶装置が複数のユーザ区画
に割り当てられている状態を示す。

（ｂ）ファイル管理機能５各仮想計算機で所有するファイル名一覧の管理と共に、
該ファイルが使用されている（オープンされている）か
否か、または他仮想計算機と共用されているか否かなど
のファイルの実行状態を管理する。

（ｃ）入出力実行機能仮想計算機からの要求に応じて、入出力チャネルプログ
ラムを作成し、入出力を実行する。

（２）仮奥計算機とＶＭＭ間のファイル入出力に関する
専用インターフェイスとして５次の手段を設ける。

（ａ）ファイルの論理磁気ディスク装置定義仮想計算機
の所有する各々のファイルを一台の実在しない論理的な
磁気ディスク装置に定義し、ファイルへの入出力要求は
すべて該論理磁気ディスク装置への入出力命令に置換え
る事により、ＶＭＭに対し入出力対象のファイルを連絡
する。この磁気ディスク装置定義はファイルの使用開始
（オープン）時に行ない、ファイル名を記述した以下に
説明する専用チャネルプログラムと共に該論理磁気ディ
スク装置に対しＳＩＯ命令を発行することにより行われ
る。また。

ファイルの使用終了（クローズ）時、ファイルの終了を
知らせるＳＩＯ命令を発行することにより該ファイルと
該論理磁気ディスク装置との定義は解除される５第４図
は論理磁気ディスク装置とユーザ区画との関係を示した
ものであり、２個のファイルが各々固定長ブロック形式
に統一された論理磁気ディスク装置４２および４３に定
義され、Ｉ　ＦＰ４１の制御の下、その実体は二次記憶
装置４４内の仮想計算機毎に設定されたユーザ区画４５
内で一括管理されている状態を示している。

（ｂ）専用チャネルプログラムの設定仮想計算機からのファイルのデータ転送要求、およびフ
ァイルのオープン／クローズやファイルの作成・消去な
どファイル処理に関する仮想計算機とＶＭＭとのインク
−フェイスとして専用のチャネルプログラムを設定する
。該チャネルプログラムは、固定長ブロック構造を持つ
論理磁気ディスク装置を対象として簡略化されたＣＣＷ
（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｗｏｒｄ）で構成
される。

ファイル内のデータブロックの転送要求は該論理磁気デ
ィスク装置の先頭からの相対ブロック番号とブロック数
の簡略化された形で表現される。

（ｃ）専用入出力割り込みの設定入出力終了時には、チャネル状態語（Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｃｏ１１１１ａｎｄ　Ｗｏｒｄ）で
代表される装置固有の割り込み情報のほか、異常終了時
には、異常状態を詳細に説明したセンス情報を入出力終
了のＣ８Ｗと同時に仮想計算機に渡す。このセンス情報
の格納領域はＣ８Ｗと同様仮想計算機のメモリ空間の先
頭固定領域（Ｐｒｅｆｉｘ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ａｒｅａ
　）に設定する。

このように９、本発明の特徴は、従来マシンインターフ
ェイスでしかなかったＶＭＭと仮想計算機との間に、フ
ァイル専用の簡略化された入出力インターフェイスを設
け、仮想計算機上の○Ｓのオーバーヘッドを軽減すると
共に、仮想計算機間でファイル単位の共用制御を可能に
した点にある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を上記発明の目的の具体的事項に対応して
２つの実施例により説明する。

（第１の実施例）第５図は、一時ファイルの仮想メモリ空間（以下仮想フ
ァイル空間と略す）の位置付けを示したものであり、Ｖ
ＭＭに生成される仮想メモリ空間が仮想計算機（以下Ｖ
Ｍと略す）のメモリ空間３２および３３と仮想ファイル
空間３４．３５および３６とに分かれ、それぞれの仮想
メモリ空間が独立している状態を示す。これら全てＶＭ
Ｍにより、生成、管理され、実のメモリ空間３１にマツ
ピングされる。第６図は、一時ファイルと論理入出力装
置と仮想ファイル空間の関係図であり、仮想計算機の一
時フアイル８１が１台の固定ブロック形式で形成された
論理入出力装Ｙ１８３に定義され、この論理入出力装置
８３がＶＭＭの生成する仮想ファイル空間３４に対応し
ている状態を示している。一時ファイル８１と論理入出
力装置８３の対応付けは、仮想計算機上のＯ８が行い、
論理入出力装置８３と仮想ファイル空間３４に対応付け
は、ＶＭＭが行う、また第６図では、論理入出力装置内
のブロックサイズをＩＫＢに想定し、仮想ファイル空間
内のブロック単位であるページサイズを４ＫＢと想定し
ており、論理入出力装置内のブロック４２が仮想ファイ
ル空間内のページ４４の１／４に相当すること示す。こ
の論理入出力装置内のデータブロックのアドレス変換は
、該データブロックの相対ブロック番号（以下ＬＢＮ：
　Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｌｏｃｋ　Ｎｕｍｂｅｒと略す）
にブロック長を掛ける（ブロック長分だけ左にシフトす
る）事により得られる。このアドレス変換手順を第７図
にて説明する。

入力となる論理入出力装置内のデータブロックの位［Ｌ
ＢＮ５１は、該ブロック長をパラメータとしたシフト回
路５２を経由して、仮想アドレス５３に変換される１例
えば、該ブロック長がＩＫＢである場合は、ＬＢＮの値
を１０ビツト左にシフトすれば良い、第７図の例では、
仮想ファイル空間サイズとして１６ＭＢを想定しており
、１６Ｍ　Ｂを超えるファイルについては、複数の仮想
ファイル空間を使用する事ができる。なお、１６ＭＢの
アドレス空間は、２４ビツトでアクセスする事ができる
。仮想ファイル空間は、通常の仮想計算機のメモリ空間
と同様セグメント／ページテーブル管理方式であり、そ
れぞれの仮想ファイル空間のセグメントテーブルオリジ
ンアドレス（ＳＴ○アドレス）は、各一時ファイルに対
応する論理入出力装置８２の管理テーブル内５９にＳＴ
Ｏアドレススタックとして管理されている。シフト回路
５２により変換された仮想アドレス５３は、仮想ファイ
ル空間内のアドレスを示す２４ビツトと空間番号を示す
８ビツトに分けられる。この上位８ビツトが選択回路５
４と、ＬＢＮ変換変換管理テ−プル５９よりセットされ
たＳＴＯスタック５５により、該当のＳＴＯアドレスが
選び出され、ＳＴ○アドレスレジスタ５６に入る。この
ＳＴＯアドレスレジスタと仮想アドレス５３の下位２４
ビツトにより、アドレス変換機構（ＤｙｎａｍｉｃＡｄ
ｄｒｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ機構）を経由して
実アドレス５８を得る事ができる。

次に発明の概要を第１項で記載した仮想計算機とＶＭＭ
との入出力インターフェイスであるＣＣｗの例を第８図
および第９図にて説明する。このＣＣＷの形式は、コマ
ンドコード、データアドレス、フラグおよびバイトカウ
ントで構成される従来のＣＣＷの形式と同一であるが、
コマンドコードに専用コードを設定している。第８図は
一時フアイルのオープン時に発行する０ＰＥＮ　ＣＣＶ
の形式であり、オーブン情報として仮想計算機の所有者
名（ＶＭユーザ名）６２と一時フアイル名６３およびフ
ァイルタイプ６４を指定する。ファイルタイプは、ソー
スプログラムの言語糸やライブラリ属性などのファイル
内のデータ属性を示すコードであり、Ｏ８のファイルシ
ステムなどで一般に使用されているものである。ＶＭユ
ーザ名６２を指定するのは、他仮想計算機のファイルを
使用する場合であり、自仮想計算機のファイルを使用す
る場合は、指定する必要はない。これにより、仮想ファ
イル空間内に、複数の仮想計算機とで共通に使用される
プログラムライブラリなどを入れておき、複数の仮想計
算機間で共用しながら、仮想ファイル方式により高速な
入出力を実現する事ができる。

その他ファイルのオープン以外、一時ファイル空間作成
ＣＣＷおよび一時フアイル空間消去ＣＣＷはコマンドコ
ードが異なるだけで第８図と同一のＣＣＷ形式である。

データの入出力ＣＣＷは第９図のようになる。データの
入出力では、ファイル内のデータ位置を示したＬＯＣＡ
ＴＥコマンド７１と入出力オペレーションを記述したＲ
ＥＡＤ／ＷＲＩＴＥコマンドからなる。第９図の例では
、ＩＩＩＲＩＴＥ　　（出力）動作を示している。

ＬＯＧＡＴＥコマンド７１とすＲＩＴＥコマンド７２は
、ＣＧ　（Ｃｏｍ＠ａｎｄ　Ｃｈａｉｎ　）で繋がって
おり、連続して処理される。ＬＯＣＡＴＥコマンドで指
定するパラメータ７３は、入出力動作に関するフラグフ
ィールドと転送量を示すブロック数フィールド、データ
の位置を示すＬＢＮフィールドからなる。ＷＲＩＴＥコ
マンド７２では、データアドレスフィールドでユーザ（
仮想計算機）のバッファアドレスを指定する。ＲＥＡＤ
コマンドは、コマンドコードのみ異なり、ＣＣＷの形式
は第９図の％１ＲＩＴＥコマンドと同一である。第１０
図に一時フアイルのクローズＣＣＷを示す。該ＣＣＷは
ＣＬＯ５Ｅというコマンドコード以外、何ら情報を持た
ない。これは。

ＣＬＯ５Ｅコマンドが発行される場合は、既に０ＰＥＮ
コマンドにてファイルオーブンされ該当の一時フアイル
と論理入出力装置との対応付けは終了しており、該論理
入出力装置アドレスでＣＬＯ５ＥコマンドのＣＣＷを発
行する事により、クローズ対象のファイルを識別できる
からである。

次に第１１図にて、この一時ファイル制御方式を適用し
た場合のファイルの入出力手順をフローにて示す。本図
は第２図と同様、一時ファイルの入出力手順をデータ管
理のＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥマクロ処理以降について説明
したものであり、第２図と対比して参照して頂きたい。

データ管理では、第２図と同様、入出力バッファの管理
とチャネルプログラムの作成２１２を行うが、該チャネ
ルプログラムは従来のＣＫＤ　（カウント、キー、デー
タ）形式の複雑なチャネルプログラムでなく、第８図。

第９図、第１０図に示すような簡単なチャネルプログラ
ムであり、チャネルプログラム作成処理は大幅に簡略化
される。

また、チャネルプログラム作成後の入出力スケジュール
処理も論理入出力装置のため必要なく、直接仮想ＳＩＯ
命令として実行できる。これにより、第２図の入出力ス
ケジュール処理２２１が省略される。仮想計算機から発
行された仮想ＳＩＯ’命令は、従来と同様、特権命令例
外の割り込みとしてＶＭＭに制御が渡る。従来の入出力
手順では、このＳＩＯ命令をシミュレーションし実の入
出力を実行するが本方式では、ファイルの中身は既に仮
想メモリ空間上に存在するため第７図でも示したような
アドレス変換処理９２を行い、変換されたメモリ七のデ
ータブロックとユーザバッファ間でデータ転送を行う。

もし仮想アドレスの変換処理９２において、アドレス変
換失敗、つまり仮想ファイル空間のデータブロックが実
メモリ上に存在しない場合、ＶＭＭのページング処理９
３にて該当のページを実メモリ上に取り込み、データ転
送９４を実行する。一方、　ｌ１ＲＩＴＥ動作で一時フ
アイルを作成する処理では、新割り当てでありまだ仮想
ファイル空間内にデータが存在していないため、仮想ア
ドレス変換処理９２で変換例外が発生し、ＶＭＭのメモ
リ管理により新ページの割り当てを行い、該ページにユ
ーザバッファの内容が転送される事になる。このように
、一時ファイルへのＷＲＩＴＥ動作にて徐々に仮想ファ
イル空間の作成が行われる。データ転送終了後の終了割
り込みシミュレーション処理および仮想計算機のディス
パッチ処理は、第２図と同一である。そして、仮想入出
力割り込みとして、仮想計算機に制御が戻る。

この割り込み処理およびチャネルプログラムの解放など
データ管理部分の処理は従来の処理と同一である。

（第２の実施例）次に第２の実施例について説明する。第１２図に統合フ
ァイル制御ＩＦＰを適用したシステムの構成を示す。仮
想計算機上のＯ８は、従来の装置管理および人出力スケ
ジューリング処理を省く事が出来、簡略化される。また
、ＶＭＭでは、従来のハードウェアに依存した入出力シ
ミュレーション処理から、より論理的な資源であるファ
イルを直接扱うファイル制御プログラム４１におきかわ
る。第１３図にてファイルの入出力手順を説明する。ユ
ーザプログラム１６からのファイル入出力要求（ＲＥＡ
Ｄ、　ＷＲＩＴＥなどのデータ管理マクロ）により第１
２図におけるデータ管理１５５に制御が渡る。データ管
理では人出力バツファ管理と共にＩＦＰ用の専用チャネ
ルプログラムを生成し、該当の論理磁気ディスク装置４
２に対し、ＳＩＯ命令を発行する。第２図の従来技術の
例と同様、仮想計算機から発行されるＳＩＯ命令は仮想
特権命令のため、特権命令例外としてＶＭＭに制御が渡
る。ただし、本例では、ＶＭＭに制御を渡す手段として
従来の入出力起動命令であるＳ■Ｏ命令を使用したが、
実用上ではＳＩ○命令に限らず。

ＶＭＭに割り込み、制御が渡る命令ならば何でも良い。

ＶＭＭでは、該特権命令がＳＩＯ命令でかつ論理磁気デ
ィスク装置へのＳＩ○命令である事を装置アドレスで検
知し、第１２図におけるＩＦＰ４１に制御を渡す。ＩＦ
Ｐではデータ管理の作成したＩＦＰ用のチャネルプログ
ラムの翻訳処理１６３を行い、実の入出力チャネルプロ
グラムを作成する（１６２）。その後、論理磁気ディス
ク装置を実際の外部記憶装置内のファイルにマツピング
させ、ＶＭＭの入出力制御１６５を経由して実ＳＩＯ命
令を発行する。このマツピング処理１６４とは、入力情
報である論理磁気ディスク装置アドレス（ファイル名）
と該装置アドレス内の相対ブロック番号Ｌ　Ｂ　Ｎ　（
Ｌｏｇｊａｃｌ　Ｂｌｏｃｋ　Ｎｕｍｂｅｒ）を二次記
憶装置４４内の物理ブロックアドレスに変換する処理を
言う。この変換は、各ファイルに設けたブロックアドレ
スリストにより行う。

入出力が終了すると、入出力終了割り込みにてＶＭＭに
制御が渡る。ＩＦＰでは入出力の終了状態をＣ８Ｗおよ
びＩＦＰ固有な終了情報を付加し、仮想入出力割り込み
として仮想計算機に連絡する。

仮想入出力割り込みを受は取ったデータ管理では、終了
状態のチェック後、該当のユーザプログラムの待ち状態
を解除し、入出力は完了する。

次に、仮想計算機とＶＭＭとのインターフェイスである
入出力チャネルプログラムについて説明する。この入出
力チャネルプログラムは、第１３図における１６１項で
生成されるチャネルプログラムであり、第１４図および
第１５図で示すようなＣＣＷで構成される。このＣＣＷ
の形式はコマンドコード、データアドレスおよびバイト
カウントで構成される従来のＣＣＷ形式と同一であるが
、コマンドコードに専用コードを設定している。第１４
図はファイルのオープン時に発行する０ＰＥＮＣＣＷの
形式であり、オープン情報として仮想計算機の所有者名
（ＶＭユーザ名）１７２とファイル名１７３およびファ
イルタイプ１７４を指定する。ＶＭユーザ名１７２を指
定するのは、他仮想８［算機のファイルを使用する場合
であり、自仮想計算機のファイルを使用する場合は指定
する必要はない。これにより、他仮想計算機とのファイ
ル共用の確認および共用制御を実現する事ができる。

その他、ファイルのオープン以外、ファイルの作成及び
削除などファイル名を必要とするＣＣＷは、この０ＰＥ
Ｎ　ＣＣす１７１と同形式のＣＣＷであり。

コマンドコードのみを異なる。第１５図はデータに入出
力を実行する場合のＣＣＷの例である。データの入出力
では、ファイル内のデータ位置を指定したＬＯＣＡＴＨ
コマンド１８１と入出力オペレーションを記述したコマ
ンド１８２からなる。ＬＯＣＡＴＥコマンド１８１と入
出力オペレーションコマンド］８２は、ＣＣ（コマンド
チェイン）で繋がっており、連続して処理される。ＬＯ
ＣＡＴＥコマンドで指定するパラメータ１８３は、入出
力動作に関するフラグフィールドと転送量を示すブロッ
ク数フィールド、データ位置をしめずＬＢＨフィールド
からなる。このＬＢＮは、ファイルの先頭からの相対ブ
ロック番号を４バイトで示したものである。

また、入出力オペレーションコマンドでは、コマンドコ
ードにて入出力動作の種別を示し、データアドレスフィ
ールドでバッファアドレスを指定する。第１５図の例で
は、入出力オペレーションとして出力（ｖＲ工ＴＥ　）
動作を仮定している。入力（ＲＥＡＤ）動作は、コマン
ドコードのみ異なり、ＣＣＷの形式は第１５図と同一で
ある。このようにファイルの入出力に必要なチャネルプ
ログラムは、１個または２個のＣＣＷで構成する事がで
きるため、Ｏ８、特にデータ管理側でもチャネルプログ
ラムの作成が容易であり、かつＩＦＰにおけるユーザＣ
ＣＷの翻訳処理（第１３図における１６３項）も容易に
実行する事ができる。

次にＶＭＭと仮想計算機間での入出力終了割り込みイン
ターフェイスについて説明する。第１６図は仮想計算機
のメモリ空間の先頭固定領域ＰＳＡを示したものであり
、６８番地には、入出力の終了状態を示すＣ８Ｗが格納
される。また１８０８０番地、ＴＦＰログアウト領域１
９９として、２バイトの領域を設け、異常終了発生時の
センス情報の格納を行う。このセンス情報格納は、通常
のファイル入出力割り込みと同時に行われ、センス用Ｓ
Ｉ○命令の無駄を省いている。ただし、センス情報の内
容は、ＩＦＰと仮想計算機とのインター・フェイスでの
み有効な情報であり、簡略化されている。第１７図にそ
の例を示す。

〔発明の効果〕

以上のように、仮想計算機で使用する一時フアイルにお
いて、従来、何ら考慮されていなかった入出力処理を、
仮想計算機とＶＭＭ間との専用インターフェイスを設け
る事により、メモリ内データ転送処理に置き換える事が
でき、一時ファイル入出力処理の大幅な性能向上が期待
でき、また仮想計算機上のＯ８の構成を簡略化し、オー
バーヘッドを削減することが出来る。

特に入出力管理処理が仮想計算機上のＯ８とＶＭＭとで
二重に行なわれることがなく、Ｏ８の作業ファイルのよ
うな一過性でしか使用されない一時フアイルに対しても
同様のオーバーヘッドが介在することもなくなる。さら
に仮想計算機間でプログラムライブリラなどのファイル
の共用を行う場合、ファイル単位の共用ができるように
なる。

またファイルの入出力エラー発生時、エラーの詳細情報
入手のため、再度ＳＩＯ命令を発行せねばならないとい
う入出カス−パーバイザの無駄処理が発生することもな
いなどの秀れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は仮想計算機の概念図、第２図は従来の仮想計算
機におけるファイルの入出力手順を説明した説明図、第
３図は二次記憶装置が各仮想計算機ユーザ単位にユーザ
区画として割り付けられている状態を示す説明図、第４
図は本発明における仮想計算機のファイルの論理磁気デ
ィスク装置とユーザ区画との関係図、第５図は各メモリ
空間の関係図、第６図は一時フアイルと論理入出力装置
および仮想ファイル空間との関係図、第７図はデ−タ位
置を示すＬＢＮの変換回路図、第８．第９゜第１０図は
仮想計算機とＶＭＭとのファイル入出力インターフェイ
スとなるＣＣＷの説明図、第１１図は本発明を適用した
場合のファイル入出力手順の説明図、第１２図は本発明
を適用した場合の仮想計算機システムの構成図、第１３
図は第１２図のシステムにおけるファイルの入出力手順
図、第１４図および第１５図は仮想計算機とＶＭＭ間で
使用する入出力コマンドの例を示した説明図、第１６図
は入出力終了割り込みの情報が格納される先頭固定領域
の説明図、第１７図は入出力の異常終了発生時にセット
されるエラー情報の例を示した説明図である。５１．５３．５６・・・レジスタ、５２・・・シフト回
路。５４・・・選択回路、５Ｓ・・・ＳＴＯスタックレジス
タ、第　１　　図藁　　Ｚ　　図グ　３　図不　４　　団Ｙ　５　図第　に　図舅　７　　図 ■　　９　　図ｆ　／ρ　ロ￥ＪＩｔ　　　Ｔｉ！Ｉ％　ｔＺ図第　１３　　図 ′ｆＪ／１１　　国第　１５　　ロ第　１６　　　図第　１７　　図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のオペレーティングシステムを制御する制御手
段と、該制御手段により、一台の計算システム上で複数
のオペレーティングシステムの同時実行を可能にする仮
想計算機システムにおいて該制御手段と該オペレーティ
ング手段の間にファイル入出力に関するインターフェー
ス手段を有し、該仮想計算機の所有する複数のファイル
を上記制御手段により管理することを特徴とする仮想計
算機のファイル制御方式。２、該オペレーティングシステムで使用するファイル名
を上記制御手段に連絡する手段と、該ファイルの格納領
域を該制御手段が管理する仮想メモリ空間に作成する手
段を有する第１項記載の仮想計算機のファイル制御方式
。３、該ファイルへの入出力処理において該仮想メモリ空
間内のブロックと該オペレーティングシステムの発行す
る入出力命令のチャネルプログラムで指示される仮想計
算機メモリ空間のメモリ内データ転送により入出力を実
行する手段を有する第１項記載の仮想計算機のファイル
制御方式。４、該ファイルの使用終了時に該ファイルを所有するオ
ペレーティングシステムからの要求により、該ファイル
のメモリ空間を消去する手段を持つ第１項記載の仮想計
算機のファイル制御方式。５、上記入出力チャネルプログラムで指示するデータブ
ロックの位置は、ファイルの先頭からの相対ブロック番
号で表し、該相対ブロック番号を仮想メモリ空間内の仮
想アドレスに変換する手段と、該変換された仮想アドレ
スが仮想メモリ空間サイズの上限を越えるか否かを調べ
る手段を有する第３項記載の仮想計算機のファイル制御
方式。６、上記上限を越えるファイルについては、上限を越え
た時点で仮想メモリ空間の追加を行い、一つのファイル
に対し複数の仮想メモリ空間を生成する手段を持つ第５
項記載の仮想計算機のファイル制御方式。７、該オペレーティングシステムの使用するファイルの
格納領域を該制御プログラム専用の二次記憶装置上に設
け、ファイルへの入出力要求時には該オペレーティング
システムから制御プログラムへファイル名称と転送要求
のブロック情報を通信する手段を有する第１項記載の仮
想計算機のファイル制御方式。