JP2001060147A - 遅延ライトの障害制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オペレーティングシステムで行われる補助記憶
装置の遅延ライトはユーザプログラムがＩ／Ｏが正常に
完了したかどうかを知る方法がない。 【解決手段】Ｉ／Ｏのエラーログを保存するテーブルを
作成し、Ｉ／Ｏ完了処理にてエラーが報告されると、こ
のテーブルに障害情報を蓄積しておく。ユーザプログラ
ムはこのテーブルを参照するためのシステムコールを呼
び出し、障害情報を取り出すことで、ライトしたデータ
が補助記憶装置に正常にライトできたかどうかを知るこ
とができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はユーザプログラムが
補助記憶装置への遅延ライトで発生したエラーを検知す
ることができるようにする為のオペレーティングシステ
ムの障害制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】遅延ライトをサポートしたオペレーティ
ングシステムでは、補助記憶装置へのアクセスはバッフ
ァキャッシュと呼ばれる一群のデータバッファを用いる
ことで、速度の遅い補助記憶装置へのアクセスを少なく
している。このバッファキャッシュは最近使用された補
助記憶装置上のデータを保持しているものである。

【０００３】図２はユーザプログラムが補助記憶装置の
ファイルにデータをライトする場合の処理の流れを示し
ている。オペレーティングシステムはライトしようとす
るデータをバッファキャッシュにコピーし、後で書き出
しが必要であるという印をバッファキャッシュにつけた
時点でライト処理を終了する。ユーザプログラムは補助
記憶装置とのＩ／Ｏ処理を行わないで、次の処理へと移
れる。実際の補助記憶装置へのライトは、ユーザプログ
ラムとは無関係な事象を契機に行われる。このようにラ
イト要求よりも実際のライトを遅らせて行うことを遅延
ライトと呼ぶ。遅延ライトをおこなうことで、補助記憶
装置へのライトの結果を待たずに処理が終了するためユ
ーザプログラムから見たＩ／Ｏ時間が短縮され、ライト
後の処理に素早く移ることができる。同じ領域に何度も
ライト要求が来たときの実際の補助記憶装置への出力回
数を減らす事ができるといった効果がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、遅延ラ
イトを行うと実際のライトの終了を待たずに次の処理に
移ってしまうため、障害の報告をユーザプログラムに返
すことは考慮されていない（図３）。このため、ユーザ
プログラムには補助記憶装置への出力が正常に行えたか
どうかを知る方法がない。補助記憶装置へのライトの結
果を正確に返すために同期ライトモードを設定できるオ
ペレーティングシステムも存在するが、ユーザデータの
ほかにそのファイルに関する管理情報のライトの終了ま
で待つ必要があり、ユーザプログラムから見た性能が大
幅に劣化する（図４）。

【０００５】また、ＰＯＳＩＸで規定されている非同期
Ｉ／Ｏにはライト要求後にＩ／Ｏの結果を後で確認する
方法がある。しかし、ＰＯＳＩＸの非同期Ｉ／Ｏは要求
を発行してから終了を確認するまで資源（ファイルの識
別子、Ｉ／Ｏ開始のオフセット、Ｉ／Ｏのサイズ、Ｉ／
Ｏの対象となる領域）を確保し続ける必要がある。この
ために、同時に行える非同期Ｉ／Ｏの数は制限されるこ
とになり、ユーザプログラムは複雑な資源の管理処理を
行う必要がある。また、既存のプログラムをＰＯＳＩＸ
非同期Ｉ／Ｏに対応させるには大幅な修正が必要にな
る。

【０００６】本発明の目的は、遅延ライトのＩ／Ｏ結果
をユーザプログラムに通知する方法を提供することで、
遅延ライトと同程度の性能とライトが正常に完了したか
を確認できる信頼性のあるユーザプログラムを簡単に作
る事ができる手段を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的はオペレーテ
ィングシステム内に補助記憶装置で発生した障害のログ
情報を蓄積し、このログ情報を参照するインタフェイス
を提供することによって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り説明する。

【０００９】図１はユーザプログラム（０１０１）とＵ
ＮＩＸオペレーティングシステム（０１０２）と補助記
憶装置（０１０３）の関係を示している。ユーザプログ
ラムはｏｐｅｎシステムコール（０１０４）で得られた
ファイル識別子を用いて、ファイルに対してアクセスを
行う。データをファイルにライトする場合ユーザプログ
ラムは、ｗｒｉｔｅシステムコール（０１０５）を用い
る。０１０７はバッファキャッシュ、（０１０８）は本
発明で新たにオペレーティングシステム内に設置するエ
ラーログテーブルである。

【００１０】エラーログテーブルの構造を図５に示す。
エラーログテーブルはファイルシステムがマウントされ
たときに生成され、アンマウントしたときに削除され
る。０５０１はファイルＩＤが入る列である。ファイル
ＩＤはオペレーティングシステムがファイルを管理する
ための識別子で、ファイルごとに何個目の登録かを示す
番号がふられている。０５０２はエラーＩＤでファイル
毎のエラーが発生した順番が格納される。０５０３のエ
ラー種別には主にＩ／Ｏエラー発生（ＥＩＯ）が入る
が、ファイルシステムの不正によって存在しないアドレ
スへＩ／Ｏを行おうとした（ＥＮＸＩＯ）などの要因が
そのまま格納される。０５０４の領域とは障害の発生し
たバッファキャッシュがファイルのどの範囲に存在する
かを示すもので、バッファキャッシュの最初のオフセッ
ト位置とそのサイズから構成されている。

【００１１】図６は本発明の処理の流れを示している。
縦方向は時刻の経過で、下に行くほど時刻が新しい事を
示している。ユーザプログラム（０６０１）がｗｒｉｔ
ｅシステムコールを発行（０６０４）すると処理はオペ
レーティングシステム（０６０２）に移る。オペレーテ
ィングシステムでのｗｒｉｔｅシステムコールの処理
（０６０５）はライトする領域に応じたバッファキャッ
シュを探し、ライトするべきデータをバッファにコピー
し、ｗｒｉｔｅシステムコールを終了（０６０６）す
る。このため、ユーザプログラムはＩ／Ｏの終了待ちを
行わずに次の処理に移ることができる。

【００１２】バッファキャッシュにコピーされたデータ
はｓｙｎｃｅｒ（一定期間ごとに遅延ライトのデータを
補助記憶装置に出力させるプロセス）や、バッファキャ
ッシュが足りなくなったことを契機に補助記憶装置へ出
力要求（０６０８）が出される。補助記憶装置の処理の
完了はＩ／Ｏ完了割り込み（０６０９）でオペレーティ
ングシステムに報告される。

【００１３】図７は補助記憶装置から完了報告を受けた
ときのオペレーティングシステムの処理を示す。オペレ
ーティングシステムは完了報告を受けるとＩ／Ｏが正常
に完了したかを調べ（０７０１）、正常に行えていたら
直接バッファキャッシュにＩ／Ｏ処理完了の印をつけ
（０７０３）、正常に行えていなかったらエラーログテ
ーブルにエラー情報を追加（０７０２）した後にＩ／Ｏ
処理完了の印をバッファキャッシュにつける。テーブル
への登録はテーブルの最後にバッファキャッシュに追記
していく。ファイルＩＤ・エラー種別・領域はバッファ
に格納されているのでそれをコピーし、エラーＩＤは同
じファイルＩＤを持つエントリで最後に登録されたもの
を探し、そのエラーＩＤに１を加えたものを格納する。
エラーログはファイルシステムをアンマウントするまで
蓄積され続ける（図６の０６１１）。

【００１４】ユーザプログラムは今までのＩ／Ｏで障害
が起きたかどうかを知るために、オペレーティングシス
テムにエラーログテーブルを参照のためのシステムコー
ルを呼び出し（図６の０６１２）、１エントリづつ参照
することができる（図６の０６１３）。このシステムコ
ールはファイル識別子、前回どこまで参照したかを示す
ファイルＩＤ、エラー情報を受け取るたためのユーザ領
域へのポインタを引数に持つ。ファイルＩＤはオペレー
ティングシステム内でファイルＩＤに変換する。初めて
エラーログを参照するときはファイルＩＤに０を指定
し、２回目からは前回取得したエラーログのエラーＩＤ
をシステムコールを指定する。

【００１５】図８はユーザプログラムからエラーログテ
ーブルの参照要求が来たときのフローチャートである。
最初にエラーログテーブルの着目点を最初の行に設定
（０８０１）する。着目行にエラーログが格納されてい
るか調べ（０８０２）、格納されていなければ、エラー
ログが残っていないことを指定された領域に設定（０８
０６）し、システムコールの処理を終了する。格納され
ていれば、着目しているエラーログが指定されたのと同
じファイルＩＤで、かつ指定されたエラーＩＤより大き
いことを調べる。条件があっている場合はそのエラーロ
グ情報のエラーＩＤ、エラー種別、発生した領域をユー
ザの指定した領域にコピー（０８０５）し、処理を終了
する。条件が成立しないときは次の行へ着目点を移し
（０８０４），（０８０２）の判定に戻る。

【００１６】ユーザプログラムはこれ以上エントリはな
いという報告を受けるまで繰り返しエラーログを参照す
ることで、目的のファイルにすでに行われたＩ／Ｏの全
てのエラーを知ることができる。ｆｓｙｎｃシステムコ
ールを用いて全てのバッファキャッシュのライトを行っ
てから、上記操作をおこなうとライトした全ての結果を
知ることができる。

【００１７】本発明の別の実施例を説明する。図５で示
したファイルＩＤごとの発生順序番号をエラーＩＤにし
ていたのをエラー発生時の時刻にしたものが、図９であ
る。全体構成・処理の流れ・テーブルの追加までの処理
・テーブルを参照するシステムコールの処理は、図１，
図６，図７，図８と同じである。テーブルへの登録（図
７の０７０２）も同様にテーブルの最後に追記し、ファ
イルＩＤ・エラー種別・領域はバッファキャッシュに格
納されているので、それをコピーする。エラーＩＤはエ
ラーの発生時の時刻をマイクロ秒単位で記録する。この
とき、一つ前のエントリのＩＤと等しい、若しくは前の
エントリが未来の時刻を刺している場合は、時刻が重複
しないように前のエントリに１マイクロ秒加えた値にす
る。

【００１８】ユーザプログラムは先の実施例と同じ方法
で参照することができる。初めてエラーログを参照する
ときにファイルＩＤに０を指定すると、ファイルシステ
ムをマウントしてからの全てのエラーログを、ｏｐｅｎ
したときの時刻を設定することで、ｏｐｅｎ以降に発生
したエラーログを参照することができる。

【００１９】本発明の別の実施例を説明する。全体構成
・エラーログテーブルの構成・処理の流れ・テーブルの
追加の処理は図１，図５，図６，図７と同じである。図
１０はファイルに対するリード、もしくはライトの行う
前処理を示している。前処理では実際にファイルに対す
るＩ／Ｏを行う前にファイルログテーブル中に記録され
ているエラーが発生した領域と、これからＩ／Ｏを行う
領域を比較して重複する部分が有るかをチェックしてい
る。最初にエラーログの最初に着目し（１００１）、エ
ラーログ情報が格納されているかどうかをチェックする
（１００２）。エラーログが格納されていれば、そのエ
ラーの発生した領域とこれからＩ／Ｏを行おうとしてい
る領域が重なっているかどうかをチェックする（１００
３）。

【００２０】重なっていないなら、次のエラーログに着
目点を移し（１００４）、（１００２）のエラー情報が
格納されているかどうかをチェックを繰り返す。最後の
エラーログまでチェックし終わると実際のＩ／Ｏ処理を
行い（１００７）、処理を終了する（１００８）。これ
から行うＩ／Ｏと領域が重なるエラーログが存在した場
合は、エラーログテーブルからエラー情報を取り出し
（１００５）、Ｉ／Ｏは行わず即座にエラー終了する
（１００６）。この前処理を実現することで、実際のＩ
／Ｏの結果を待たずにエラーを検出する事ができるよう
になる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、非同期ライトモードで
の補助記憶装置へのライト結果を参照することができる
ようになるため、非同期ライトモードでの性能を維持し
つつライトデータが確実にライトできなかったときの障
害処理を行えるプログラムを作成する為の手段を提供す
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるユーザプログラムが補助
記憶装置への遅延ライトで発生したエラーを検知するシ
ステムの全体構成図である。

【図２】図１の遅延ライトの処理の流れを示す図であ
る。

【図３】遅延ライトでエラーが発生した時の処理の流れ
を示す図である。

【図４】同期ライトの処理の流れを示す図である。

【図５】ファイルＩＤ、エラーＩＤ、エラー種別、エラ
ーの発生した範囲を含むエラーログテーブルを示す図で
ある。

【図６】実施例でのＩ／Ｏエラー発生時の処理の流れを
示す図である。

【図７】Ｉ／Ｏ完了割り込みのオペレーティングシステ
ムの処理を示すフローチャートである。

【図８】ユーザプログラムがエラーログを参照しようと
したときの処理をしめすフローチャートである。

【図９】ファイルＩＤ、エラー発生時刻、エラー種別、
エラーの発生した範囲を含むエラーログテーブルを示す
図である。

【図１０】ユーザプログラムによって要求されたＩ／Ｏ
を行う前にエラーログテーブルからエラー情報を引き出
す処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

０１０１…ユーザプログラム、０１０２…ＵＮＩＸオペ
レータシステム、０１０３…補助記憶装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 雅浩 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア事業部内 Ｆターム(参考） 5B065 EA39 EK05 5B082 FA02 FA12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助記憶装置への出力にバッファキャッ
   シュを用いた遅延ライト機能を有するオペレーティング
   システムにおいて、Ｉ／Ｏ完了処理で検出した障害を記
   録・蓄積する手段と、記録・蓄積された障害情報を参照
   する手段を有することにより、ユーザプログラムに遅延
   ライトのＩ／Ｏ結果を調べる手段を提供することを特徴
   とする遅延ライトの障害制御方法。
2. 【請求項２】 補助記憶装置への出力にバッファキャッ
   シュを用いた遅延ライト機能を有するオペレーティング
   システムにおいて、Ｉ／Ｏ完了処理で検出した障害を記
   録・蓄積する手段を有することにより、記録された障害
   情報からＩ／Ｏを行う前にエラーを検知・報告すること
   ができることを特徴とする請求項１に記載の遅延ライト
   の障害制御方法。