JP2003208321A - 仮想計算機の構成情報アクセス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファームウェアを実装する仮想計算機システ
ムにおいて、ファームウェアと仮想計算機制御プログラ
ム間の構成情報アクセスの簡易なインタフェースを提供
する。 【解決手段】 仮想計算機１０，２０のファームウェア
１１１，２１１による該仮想計算機の主記憶１１，２１
に割り当てられた構成情報の格納領域１１２，２１２へ
の書き込みに対して、物理計算機のアドレス変換機構４
２にて割り込みを発生し、割り込みパラメータを仮想計
算機制御プログラム３３に渡して制御移行を行う。仮想
計算機制御プログラム３３は、渡された割り込みパラメ
ータをもとに、物理計算機の主記憶３０の領域に置換さ
れた構成情報３４，３５の書き込みを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファームウェアコ
ンポーネントを実装する仮想計算機システムに関し、特
に仮想計算機専用のファームウェアコンポーネントにて
管理される構成情報のアクセス制御方法に関する。ここ
で、ファームウェアコンポーネント（以下、単にファー
ムウェアと称す）とは計算機プラットフォームの差異を
抽象化し、ＯＳなどの他プログラムから規定どおりのイ
ンタフェースで計算機プラットフォーム資源へアクセス
することを支援するプログラムコンポーネントの事を指
す。従ってファームウェアの構造は計算機プラットフォ
ーム毎に異なる場合があり、本発明ではそのような場合
を想定している。

【０００２】

【従来の技術】仮想計算機システムの構成情報には時間
的変化のない静的情報、すなわち読み取り属性の情報
と、時間的変化のある動的情報、すなわち読み書き属性
の情報がある。特に動的情報は仮想計算機の動作に影響
することがあるため、ファームウェアと仮想計算機プラ
ットフォーム制御部間で情報の一致性を保証する必要が
ある。

【０００３】従来、仮想計算機制御部管理の構成情報を
更新する場合、サービスコールというシステム情報を取
得したり構成情報を変更する命令（サービスコール命
令）をハードウェアアシストによりインターセプトし、
仮想計算機プラットホーム制御部に割り込ませることで
実現していた。しかしながら、ファームウェアを実装す
る仮想計算機では、上記サービスコール命令相当の処理
はファームウェアへの関数コールになっており、これに
よって割り込みを起こすことは不可能である。

【０００４】そのため、構成情報の静的情報へのアクセ
スでは単に主記憶の読み取りを行い、動的情報のアクセ
スでは変更したい情報を入力引数として、物理計算機で
実行される仮想計算機プラットフォーム制御部に制御を
移すための特別な命令を実行するなどの異なるインタフ
ェースを持つことが考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、例えば
従来は静的であったプロセッサ数を動的に変化させる機
能をオペレーティングシステムがサポートした場合、当
該情報のインタフェース移行のためにそれ相当の時間を
かける必要がある。

【０００６】本発明の目的は、上記のような問題を軽減
するためになされたもので、仮想計算機のファームウェ
アと仮想計算機プラットフォーム制御部との間の静的お
よび動的な構成情報アクセスの簡易なインタフェースを
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、静的情報お
よび動的情報アクセスのインタフェースを主記憶に対す
るアクセスに統一する。仮想計算機の主記憶と物理算機
の主記憶との置換を行うために物理計算機はアドレス変
換機構を備えており、該アドレス変換機構は指定領域に
アクセス属性と特権レベルの設定が出来る。仮想計算機
上で動作するファームウェアは物理計算機から見ると最
も低い特権レベルで動作しており、アドレス変換機構で
は、ファームウェアが読み取り属性を設定した構成情報
格領域へ書き込みを行った場合、割り込みを発生し、物
理計算機で実行される仮想計算機プラットフォーム制御
部に制御を移行せしめる。割り込みパラメータとして
は、書き込みを行おうとしたアドレスおよびそのデータ
長、データバイトが設定する。仮想計算機プラットフォ
ーム制御部は最も高い特権レベルで動作しており、割り
込みパラメータで得られたアドレスに対し、割り込みを
生じることなく割り込みパラメータから得られたデータ
の書き込みを行う。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を用いて詳しく説明する。なお、以下の実施例
では仮想計算機を二つとするが、勿論、本発明はこれに
限定されるものではなく、仮想計算機が一つあるいは三
つ以上でも同様に適用できるものである。

【０００９】図１は本発明を適用した仮想計算機システ
ムの一実施例を示す構成図である。図１において、１０
及び２０は仮想計算機、３０は実主記憶装置（物理計算
機の主記憶）、４０は中央処理装置（物理計算機）、５
０はコンソール装置である。

【００１０】仮想計算機１０は該仮想計算機１０の主記
憶１１を具備し、仮想計算機２０は該仮想計算機２０の
主記憶２１を具備する。そして、仮想計算機１０の主記
憶１１は、該仮想計算機１０のファームウェア１１１及
び該ファームウェア１１１が管理する該仮想計算機１０
の構成情報１１２を格納している。同様に、仮想計算機
２０の主記憶２１は、該仮想計算機２０のファームウェ
ア２１１及び該ファームウェア２１１が管理する該仮想
計算機２０の構成情報２１２を格納している。

【００１１】実主記憶装置３０は、後述の割り込みパラ
メータを格納する割り込みパラメータ領域３１、同じく
後述の構成情報格納領域の属性情報（アクセス属性、デ
ータ長等）を格納する構成情報領域管理テーブル３２、
仮想計算機１０、２０の動作を制御する仮想計算機制御
プログラム（仮想計算機プラットフォーム制御部）３
３、仮想計算機１０、２０の主記憶１１、２１上の構成
情報１１２、２１２とマッピングされている構成情報
（実構成情報）３４、３５などを具備する。

【００１２】実際には、仮想計算機１０、２０は実主記
憶装置３０、中央処理装置４０等の実計算機資源を使用
して構成され、各主記憶１１、２１は実主憶装置３０上
に構築されるが、図１では分かりやすいように実主記憶
装置３０から独立して示したものである。ここで、仮想
計算機１０、２０で使用する実計算機資源の詳細構成を
記述したのが構成情報１１２（３４）、２１２（３５）
である。

【００１３】中央処理装置４０は、仮想計算機１０、２
０の主記憶１１、２１を実主記憶装置（物理計算機の主
記憶）３０に置換するアドレス変換機構４２を具備して
いる。後述するように、アドレス変換機構４２は、主記
憶の特定領域に対してプロセッサの特権レベルに応じた
アクセス属性を設定するテーブル（アクセス属性設定テ
ーブル）を用いて、仮想計算機１０、２０のファームウ
ェア１１１、２１１から構成情報１１２、２１２の格納
領域への書き込みに対しては割り込みを発生し、仮想計
算機制御プログラム３３に制御が移行するようにする。

【００１４】図２は仮想計算機１０、２０から見た主記
憶１１、２１と物理計算機から見た主記憶３０の置換の
イメージを示したものである。仮想計算機１０、２０の
主記憶１１および主記憶１１１に、それぞれの仮想計算
機のファームウェア１１１および２１１、これらファー
ムウェア１１１、２１１が管理する構成情報１１２およ
び２１２を格納する領域が割り当てられている。これら
の構成情報１１１、１１２はアドレス変換機構４２によ
って物理計算機の主記憶３０に割り当てられた構成情報
３４および構成情報３５を格納する領域に置換される。
これにより、仮想計算機１０、２０のファームウェア１
１１、２１１が構成情報１１２、２１２をアクセスする
と、構成情報３４、３５がアクセスされる。なお、それ
ぞれの仮想計算機１０、２０の主記憶１１、２１上のフ
ァームウェア１１１、２１１も物理計算機の主記憶３０
上に置換されるが、図２では省略している。

【００１５】図３は、仮想計算機１０、２０の主記憶１
１、２１に割り当てられた構成情報１１２、２１２の格
納領域を物理計算機の主記憶３０に割り当てられた構成
情報３４、３５の格納領域に置換する際に、アドレス変
換機構４２で用いられるアクセス属性設定テーブルの一
例を示したものである。図１では省略したが、このアク
セス属性設定テーブルは、実記憶装置（物理計算機の主
記憶）３０に用意される。アドレス変換機構４２２で
は、仮想計算機１０、２０の主記憶１１、２１に割り当
てられた構成情報１１２、２１２の格納領域を物理計算
機の主記憶３０に割り当てられた構成情報３４、３５の
格納領域に置換する場合、このアクセス属性設定テーブ
ルを参照する。仮想計算機１０、２０のファームウェア
１１１、２１１はプロセッサの特権レベル２で動作して
おり、図３より構成情報の読み出しが可能となってい
る。従って、仮想計算機１０、２０のファームウェア１
１１、２１１が、当該仮想計算機１０、２０の主記憶１
１、２１の構成情報１１２、２１２に読み出しを行う
と、アドレス変換機構４２によって構成情報１１２、２
１２の領域が物理計算機の主記憶３０に割り当てられた
構成情報３４、３５の領域に置換され、構成情報３４、
３５がアクセスされる。これに対し、仮想計算機１０、
２０のファームウェア１１１、２１１が、当該仮想計算
機１０、２０の主記憶１１、２１の構成情報１１２、２
１２に書き込みを行なおうとすると、アドレス変換機構
４２によってアクセス例外の割り込みが発生し、仮想計
算機制御プログラム３３に制御が移行する。この割り込
みが発生した時、物理計算機の主記憶３０上の割り込み
パラメータ領域３１に割り込みパラメータが設定されて
仮想計算機制御プログラム３３に渡される。

【００１６】図４は、上記割り込みの発生で仮想計算機
制御プログラム３３に渡される割り込みパラメータの一
例である。図４において、当該割り込みパラメータは、
書き込みを行おうとしたアドレス３１１および書き込み
データ長３１２、可変長データバイト（書き込みデー
タ）３１３で構成されている。アドレスおよびデータ長
のバイト数はアーキテクチャによって変わるため、ここ
では特に規定していない。仮想計算機制御プログラム３
３は最も高い特権レベル（レベル０）で動作しており、
構成情報格納領域の属性情報を格納する構成情報領域管
理テーブル３２を参照し、割り込みパラメータ領域３１
に設定された割り込みパラメータをもとに構成情報３
４、３５に対して書き込みを行う。

【００１７】図５は、構成情報格納領域の属性情報を格
納するテーブル構造の一例を示す。図５の例では、構成
情報格納領域のアドレスａ，ｂ，ｃに対して、それぞれ
のアクセス属性を読み取り、読み書き、読み取りに、デ
ータ長を１バイト、２バイト、４バイトに設定してい
る。アクセス属性が読み取りのデータにはデータ長は不
要であるが、将来アクセス属性が読み書きに変更される
可能性があるため、あらかじめデータ長を格納してい
る。

【００１８】次に、仮想計算機１０、２０のファームウ
ェア１１１、２１１が管理する構成情報１１２、２１２
の更新動作を詳述する。なお、以下では、仮想計算機１
０のファームウェア１１１が構成情報１１２を更新する
ものとする。

【００１９】仮想計算機１０のファームウェア１１１
は、管理下の構成情報１１２を更新する場合、書き込み
命令を使って該仮想計算機１０の主記憶１１に割り当て
られた構成情報１１２の格納領域をアクセスする。これ
を受けて、中央処理装置４０のアドレス変換機構４２で
は、該仮想計算機１０の主記憶１１に割り当てられた構
成領域１１２の格納領域を物理計算機の主記憶３０に割
り当てられた構成情報３４の格納領域に置換する（図
２）。同時に、アドレス変換機構４２では、特定領域
（ここでは構成情報格納領域）に対してプロセッサの特
権レベルに応じてアクセス属性を設定しているアクセス
属性設定テーブル（図３）を参照する。仮想計算機のフ
ァームウェアはプロセッサの特権レベル２で動作してお
り、構成情報の読み取りのみが可能である。そのため、
アドレス変換機構４２は、仮想計算機１０のファームウ
ェア１１１による構成情報格納領域への書き込みに対し
ては割り込みを発生し（アクセス例外）、割り込みパラ
メータ（図４）を主記憶３０の割り込みパラメータ領域
３１に設定して仮想計算機制御プログラム３３に制御を
渡す。仮想計算機制御プログラム（仮想計算機プラット
フォーム制御部）３３は最も高い特権レベル（レベル
０）で動作している。

【００２０】図６は、上記割り込みにより制御が移行さ
れた仮想計算機制御プログラム３３における割り込み処
理フローの一例である。仮想計算機制御プログラム３３
では、まず、割り込みパラメータ（図４）から構成情報
の書き込みアドレスを取得する（ステップ６０１）。次
に、構成情報格納領域の属性情報を格納する構成情報領
域管理テーブル（図５）を用いて、当該アドレスが読み
書き属性のアドレスであるかを判断する（ステップ６０
２）。該当しない場合、当該処理は割り込みを起こした
処理に制御を戻す。当該アドレスが読み書き属性のアド
レスである場合は割り込みパラメータから構成情報のデ
ータ長を取得する（ステップ６０３）。次に、構成情報
領域管理テーブルを用いて、構成情報のデータ長と一致
するかを判断する（ステップ６０４）。一致しない場
合、当該処理は割り込みを起こした処理に制御を戻す。
一致する場合は、割り込みパラメータのデータバイト
（更新情報）を当該アドレスにデータ長だけコピーする
（ステップ６０５）。仮想計算機制御プログラム３３は
プロセッサの特権レベル０で動作しており、ステップ６
０５のコピー（書き込み）で割り込みが発生することは
ない。次に、構成情報の変更を契機とした処理を行う
（ステップ６０６）。当該情報に即効性がない場合は、
ステップ６０６の処理は省略可能である。その後、割り
込みを起こした処理に制御を戻す。割り込まれた処理に
戻るためにプロセッサの資源を物理計算機の主記憶に退
避および回復するなどの処理が必要となる場合がある
が、本発明には直接関係しないので省略する。

【００２１】本実施例によって、仮想計算機１０、２０
のファームウェア１１１および２１１は、仮想計算機の
主記憶１１、２１上の構成情報１１２、２１２の格納領
域に対するアクセスだけで仮想計算機の構成情報を読み
書きすることができる。また、図５で示したような構成
情報格納領域の属性情報を格納するテーブル内のアクセ
ス属性データを書き換えることで、読み取り属性の構成
情報を読み書き属性の構成情報に変更することが可能と
なる。

【００２２】

【発明の効果】本発明による構成情報アクセス方法を用
いれば、仮想計算機のファームウェアは主記憶に対する
アクセスだけで仮想計算機の構成情報にアクセスするこ
とが出来る。また、必要に応じて仮想計算機プラットフ
ォーム制御部（仮想計算機制御プログラム）が管理する
テーブル内の属性データを書き換えることで、読み取り
属性の構成情報、すなわち静的情報を読み書き属性の構
成情報、すなわち動的情報に変更することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される仮想計算機システムの一実
施例を示す構成図である。

【図２】仮想計算機から見た主記憶の構成情報と物理計
算機から見た主記憶の構成情報置換のイメージを示す図
である。

【図３】アドレス変換機構に用いられるアクセス属性設
定テーブルの一例を示す図である。

【図４】割り込みパラメータの一例を示す図である。

【図５】構成情報格納領域の属性情報を格納するテーブ
ル構造の一例を示す図である。

【図６】仮想計算機の主記憶上の構成情報格納領域への
書き込みに起因する仮想計算機制御プログラムの割り込
み処理のフロー図である。

【符号の説明】

１０，２０ 仮想計算機 １１，２１ 仮想計算機の主記憶 １１１，２１１ 仮想計算機のファームウェア １１２，２１２ 仮想計算機の構成情報 ３０ 物理計算機の主記憶 ３１ 割り込みパラメータ領域 ３２ 構成情報領域管理テーブル ３３ 仮想計算機制御プログラム ３４，３５ 物理計算機の主記憶に置換された仮想
計算機の構成情報 ４０ 中央処理装置 ４２ アドレス変換機構 ５０ コンソール装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファームウェアと該ファームウェア管理
   の構成情報を具備する仮想計算機における構成情報アク
   セス制御方法であって、 仮想計算機のファームウェアの構成情報へのアクセスは
   該仮想計算機の主記憶に対するアクセスとし、 仮想計算機のファームウェアによる該仮想計算機の主記
   憶に割り当てられた構成情報の格納領域への書き込みに
   対して、仮想計算機の主記憶を物理計算機の主記憶に置
   換するアドレス変換機構にて割り込みを発生し、割り込
   みパラメータを物理計算機上で動作する仮想計算機制御
   プログラムに渡して制御移行を行い、 仮想計算機制御プログラムにて、渡された割り込みパラ
   メータをもとに構成情報の書き込みを行うことを特徴と
   する仮想計算機の構成情報アクセス制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の仮想計算機の構成情報ア
   クセス制御方法において、 主記憶の特定領域に対してプロセッサの特権レベルに応
   じたアクセス属性を設定したテーブル（以下、アクセス
   属性設定テーブル）を具備し、 アドレス変換機構では、該アクセス属性設定テーブルを
   参照して、仮想計算機のファームウェアによる構成情報
   の格納領域への書き込みに対し、書き込みの許可される
   プロセッサの特権レベルで動作する仮想計算機制御プロ
   グラムへの制御移行を伴う割り込みを発生することを特
   徴とする仮想計算機の構成情報アクセス制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは２記載の仮想計算機の
   構成情報アクセス制御方法において、 構成情報格納領域の属性情報を格納するテーブル（以
   下、構成情報領域管理テーブル）を具備し、 仮想計算機制御プログラムでは、割り込みパラメータか
   ら書き込みアドレスおよびデータ長、データバイトを取
   得し、前記構成情報領域管理テーブルを参照して、該取
   得した書き込みアドレスおよびデータ長が適切であれ
   ば、当該アドレスに対して当該データバイトの書き込み
   を行うことを特徴とする仮想計算機の構成情報アクセス
   制御方法。