JP2764841B2 - 仮想計算機システムi/o制御方式 - Google Patents

仮想計算機システムi/o制御方式

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JP2764841B2
JP2764841B2 JP4064252A JP6425292A JP2764841B2 JP 2764841 B2 JP2764841 B2 JP 2764841B2 JP 4064252 A JP4064252 A JP 4064252A JP 6425292 A JP6425292 A JP 6425292A JP 2764841 B2 JP2764841 B2 JP 2764841B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、仮想計算機システムに
おけるI/O制御方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の仮想計算機システムは、同一のア
ーキテクチャからなるVM(ゲスト、仮想計算機)#1
ないし#nを図7に示すようにサポートしている。ここ
で、従来のゲストは、共用チャネルおよび専用チャネル
の運用上、機能制御の単位であるチャネルであり、ゲス
ト割り込みサブチャネル(SCH(サブチャネル):各
I/O装置に対応して一意に設けた論理的なパス)の制
御単位と一致していた(図8参照)。このため、VMモ
ニタがサブマスクを操作し、共用チャネルに対するサブ
マスクを強制的にイネーブルにしても、専用チャネル側
の制御に影響を与えない。
【0003】以下図7および図8について簡単に説明す
る。図7は、従来の仮想計算機システムを示す。ここで
は、同一のアーキテクチャのオペレーティングシステム
−1、ユーザプログラムからなるVM#1、同一のアー
キテクチャのオペレーティングシステム−2、ユーザプ
ログラムからなるVM#2・・・というようにn組のV
M(ゲスト)を図示のように設けている。ここで、VM
−CPは、各VMを統括制御する同一アーキテクチャの
ホストである。
【0004】図8は、本体とI/O装置の結合関係を示
す。図8において、CHはチャネル、CUはI/O制御
装置、DVはI/O装置を表す。SCHはサブチャネル
を表す。
【0005】ここで、SCH(サブチャネル)は、各D
V(各I/O装置)に対応して一意の論理的なアクセス
パスであり、論理的な制御情報管理単位であって、物理
的な主記憶内のハードウェア専用域(HSA)内に設け
たメモリ・ブロックに格納されている情報である。この
SCHは陽にソフトウェアから意識して対応するパスを
経由してDVにアクセスする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の図7の
構成に比し、図4に示すように、異なるアーキテクチャ
からなるVM(ゲスト)#1ないし#Nをサポートし、
図5に示すように、SCH(サブチャネル)としてI/
O装置に1対1に対応づけた場合、チャネル(CH)や
I/O制御装置(CU)などの物理的な単位に何ら関係
なく制御される。例えばISC(Interruption Subclass
Code)の対応する割り込みサブマスクを強制的にイネー
ブルにすると、共用チャネルだけでなく、専用チャネル
のI/O割り込みもCPUファームにインターセプトす
ることとなる。このとき、この割り込みを受理すべきゲ
ストCPUが物理CPUで走行している保証はない。こ
のために、ファームウェア内部でソフト的に制御する必
要が生じてしまう。また、一度ファームウェアが専用チ
ャネルの割り込みを受理したならば、専用チャネルの全
ての命令はファームウェア割り出しとする必要がある。
このようにしたのでは、ゲストの専用チャネルのオーバ
ヘッドが増大してしまい、従来のVMより改善できな
い。これを解決するために、専用チャネルが使用するも
のと、別のISCにより共用チャネルのI/O割り込み
を独自に制御する必要があるという問題があった。
【0007】図4および図5について簡単に説明する。
図4は、本発明の仮想計算機システムを示す。図1にお
いて、VM#1からVM#nは、異なるアーキテクチャ
を持つものであって、例えば基本(M)、拡張(M−X
A)、基本かつ他のアーキテクチャと互換、拡張かつ他
のアーキテクチャと互換というようなアーキテクチャを
持つものである。
【0008】VM−CPはホストであって、異なるアー
キテクチャのVM#1からVM#nを統括制御するもの
である(後述する)。図5は、本体とI/O装置の結合
関係を示す。
【0009】図5において、SCHは、本発明のサブチ
ャネルであって、DV(I/O装置)と1対1の関係で
設けたものである。CHはチャネル、CUはI/O制御
装置、DVはI/O装置である。
【0010】本発明は、VM(ゲスト)からの共用装置
へのスタートSCH(サブチャネル)命令の発行時にフ
ァームウェアが当該スタートSCH命令をインターセプ
トして代行発行し、共用装置からのUCK(障害発生)
付きのI/O割り込み時にセンス代行実行して詳細情報
を蓄積すると共に割り込みをアクセス元のVMに行い、
VMがセンス発行して蓄積した詳細情報の転送を受け、
共用装置へのアクセスを迅速に可能にすることを目的と
している。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図1において、VM(ゲ
スト)は、仮想空間でそれぞれ動作するものである。
【0012】EVMファームは、VMからのスタートS
CH命令が共用装置のときにインターセプトすると共
に、代行発行、センス代行実行して詳細情報を蓄積など
するものである。
【0013】また、SCH(サブチャネル)は、I/O
装置と1対1に対応づけた制御情報である。
【0014】
【作用】本発明は、図1に示すように、あるVMがスタ
ートSCH命令を発行したことに対応して、EVMファ
ームが共用装置に対するときにインターセプトして当該
スタートSCH命令を代行発行し、共用装置からUCK
(障害発生)付きの優先のI/O割り込みを受けたとき
に、センス代行実行してその詳細情報の転送を受けて蓄
積して共用装置へのアクセスを可能状態にすると共にV
MにUCK付きの割り込みし、この通知を受けたVMが
蓄積した詳細情報の転送を受けて取り込むようにしてい
る。
【0015】従って、VM(ゲスト)からの共用装置へ
のスタートSCH命令の発行時にEVMファームが当該
スタートSCH命令をインターセプトして代行発行し、
UCK(障害発生)付きの優先のI/O割り込み時にセ
ンス代行実行して詳細情報を蓄積することにより、共用
装置に対するアクセスを迅速に可能にすることができ
る。
【0016】
【実施例】次に、図1から図6を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。
【0017】図1は、本発明の1実施例構成図を示す。
図1において、VM A、VM Bは、仮想計算機シス
テムA、Bであって、ここではゲストA、ゲストBと呼
ばれるものである。これらVM A、VM Bなどは、
それぞれ異なるアーキテクチャを持つ(図4参照)。
【0018】VM−CPは、VM A、VM Bなどを
統括制御するものであって、ホストと呼ばれるものであ
る。EVMファームは、Extended−VMファー
ムであって、VMからのI/Oアクセス要求に対応し
て、共用装置(ここではDV#4)へのI/Oアクセス
要求のときに当該I/Oアクセス要求(後述するSSC
H命令)をインターセプトすると共に、I/Oアクセス
要求を代行発行したり、共用装置からUCK(障害)付
きのI/O割り込みがあったときにセンス代行実行して
詳細情報を蓄積したり、アクセス要求元のVMに割り込
みで処理結果を通知したりなどするものである(図2を
用いて後述する)。
【0019】CHは、チャネルである。CUは、I/O
コントロールユニット(I/O制御装置)である。DV
は、デバイス(I/O装置)である。
【0020】#nは、P−SCB番号であって、システ
ムで一意なSCB番号である。ここでは、図示のよう
に、CHについて#aないし#f、DVについて#0な
いし8を付与している。
【0021】@nは、R−SCB番号(リレイテッドS
CB番号)であって、ここではVMA(ゲストA)が使
用すると定義したSCB番号である。図中、DVについ
て@0から@3を付与している。DVの@3は、VM
AとVM Bから使用すると定義し、共用となってい
る。
【0022】@@nは、R−SCB番号であって、ここ
ではVM B(ゲストB)が使用すると定義したSCB
番号である。図中、DVについて、@@0ないし@@5
を付与している。DVの@@1は、VM BとVM A
から使用すると定義し、共用となっている。
【0023】次に、図1の構成の動作について、図2の
順序に従い詳細に説明する。ここで、VMは図1のVM
AあるいはVM Bを表し、EVMファームはEVM
ファームを表し、IOP(IOプロセッサ)は図1のC
H、CUなどの制御を行うプロセッサである。
【0024】図2において、S1は、VMがSSCH(S
tart Subchannel、スタートサブチャネル)命令を発行
する。これにより、当該SSCH命令で指定したサブチ
ャネルと1対1に対応づけたDV(I/O装置)へのア
クセス要求を行ったこととなる。
【0025】S2は、共用か、即ちSSCH命令による
I/Oアクセス要求が共用装置と定義されたDV(I/
O装置)などに対するものか判別する。YESの場合に
は、本実施例の場合であって、S4でEVMファームが
S1で発行した命令をインターセプト(ICK)し、S
4に進む。一方、NOの場合には、共用装置に対するI
/Oアクセス要求でないと判明したので、点線で示すよ
うに、直接にIOPにSSCH命令を通知する。
【0026】S4は、共用装置に対するSSCH命令と
判明し、S3でインターセプトしたEVMファームがこ
のインターセプトしたSSCH命令を代行発行してIO
Pに通知する。
【0027】S5は、S4で代行発行されたSSCH命
令を受け取ったIOPが当該SSCH命令で指示された
サブチャネルに1対1に対応するデバイス(DV)への
I/O操作を行う。ここで、ISCB(インターナルS
CB)で行う、即ち複数のルートがあるときに例えば番
号の小さいルートから先にサブチャネルに1対1に対応
するDVへのI/O操作(アクセスなど)を試み、既に
使用中(あるいは使用不可)のときに次の番号のルート
からサブチャネルに1対1に対応するDVへのI/O操
作(アクセスなど)を試みる(例えば図1でVM Aが
共用装置のDV@aへのアクセスを要求したときに該当
する)。
【0028】S6は、S5のI/O操作中にUCK発生
(障害発生)したとする。S7は、6は、I/O割り込
みがEVMファームに発生する。S8は、S7のI/O
割り込み(この割り込みはマスクしない最優先とする)
を受け付けたEVMファームがUCK(障害発生)付き
か判別する。YESの場合には、S9でVMの代わりに
当該EVMファームがセンス代行実行(詳細情報の収
集)を行う。
【0029】S10は、S9のセンス代行実行に対応し
て、IOPがS6でUCK発生時に保持しておいた障害
の詳細情報をEVMファームに返す。S11は、S10
で返された障害の詳細情報の蓄積およびSCBの解放を
行い、一連のVMに代わって行ったセンスを完了する。
これにより、当該ルートについて、共用する他のVMが
使用してDVをアクセスすることが可能となる。このS
11のセンス完了あるいはS9のセンス実行時などに、
S1でSSCH命令を発行した元のVMにI/O割り込
みで知らせるために、割り込みエンキュー(割り込みキ
ューにエンキュー)する。
【0030】S13は、I/O割り込みが発生し、VM
がS1でSSCH命令を発行したことに対応する結果を
受け取る。この際、結果が正常完了であれば一連のI/
Oアクセス要求を終了する。一方、UCK付きであった
ときは、S14でセンス発行し、S15に進む。
【0031】S15は、S14でVMからセンス発行を
受け付けたEVMファームがセンス完了か判別する(S
11のセンス完了か判別する)。YESのときは、既に
EVMファームによってUCK発生の詳細情報が蓄積さ
れているので、S16で刈り取ったセンスバイトをVM
に転送する。一方、NOのときは、S11のセンス完了
するまで待機する。
【0032】S17は、S16で転送されてきたセンス
バイト(障害情報)をVMに取り込み、一連のセンス完
了する。以上のように、VMが共用装置に対するアクセ
ス要求(例えばSSCH命令)の場合、EVMファーム
がこれをインターセプトして代行発行を行い、その結果
を優先のI/O割り込みで受け取り、このときにUCK
付きであった場合(S9)、センス代行実行して詳細情
報を蓄積すると共にSCBを解放して他のVMから共用
のSCB(I/O装置)の使用を可能状態にする。そし
て、I/O割り込みでアクセス要求元のVMに通知し、
センス発行に対応して蓄積した詳細情報を転送してVM
が受け取り、一連のセンス完了する。これにより、VM
から共用のI/O装置に対するアクセス要求に対応し
て、EVMファームがUCK発生時に迅速に障害の詳細
情報を採取して(刈り取って)共用のSCB(I/O装
置)を解放し、当該共用のSCBを迅速に使用状態にす
ることが可能となる。
【0033】図3は、本発明の各種情報例を示す。これ
は、図1の構成のもとで、図2を用いて説明した動作を
行う際に使用する各種情報例である。図3において、D
MBは、ドメイン制御ブロックであって、図1のVM毎
に図示のような各種情報を統括制御するための制御ブロ
ックである。
【0034】Guest−IORSFは、ゲストCPU
制御テーブル#1であって、ここではゲストAのI/O
構成情報である。ここには、DVに1対1に対応づけた
サブチャネル(SCH)をアクセスするときのルート、
例えば図1でDV@0のサブチャネルに対応づけて ・CH#a−CU−DV@a ・CH#b−CU−DV@a の2つのルートの情報を設定する。同様にブチャネルに
対応づけてそれぞれ設定する。
【0035】GCMは、ゲストCHマップであって、有
効ビット−(P−SCB)−(R−SCB)を設定、例
えば有効ビット−CH#a−CH#aというように設定
する。ここで、有効ビットは、当該CH#aが使用可能
な否かを表すビットである。
【0036】GDMは、ゲストDVマップであって、有
効ビット−(P−SCB)−(R−SCB)を設定、例
えば有効ビット−DV#0−DV@0というように設定
する。ここで、有効ビットは、当該DV#0が使用可能
な否かを表すビットである。
【0037】Sense Buffer/Sence
CCW Work Areaは、図2のS11でIOP
から転送されてきた障害の詳細情報を蓄積したりなどす
る領域である。
【0038】SCBは、サブチャネル制御ブロックであ
って、CH、DVなどに付与したSCB番号毎に作成す
る制御ブロックである。このSCBのISC(インタラ
プト・サブクラス・コード)毎にIQCBという割り込
み制御ブロック(割り込みのキュー)を持っている。
【0039】以上説明した各種情報(制御ブロック)を
参照して既述した図2の各種制御を行ったり、障害の詳
細情報を図示のように格納したりするようにしている。
図4は、本発明のシステム例を示す。
【0040】図4において、VM−CPは、ホストであ
って、アーキテクチャが拡張を持つものである。VM#
1ないしVM#nは、ゲストであって、アーキテクチャ
が基本、拡張、基本かつ互換、拡張かつ互換というよう
な異なるアーキテクチャを持つものである。これらVM
#1ないしVM#nは、それぞれ仮想空間で動作する。
これらアーキテクチャは、任意に指定することができ
る。
【0041】図5は、本発明のサブチャネル(SCH)
の説明図を示す。本発明は、SCHは、DV(デバイ
ス、I/O装置)と1対1の対応関係にあり、ルートは
図示状態では2つある。従って、サブチャネル(SC
H)に対応づけてこれら2つのルートがVM毎に図3の
Guest−IORSFに設定されている。
【0042】CHは、チャネルである。CUは、I/O
制御装置である。図6は、本発明の共用装置の説明図を
示す。
【0043】図6の例1は、共用チャネルを示す。ここ
で●は共用を表し、○は共用でないを表す。ここでは、
CH、CUはゲストA、ゲストBが共用している。DV
−AはゲストAが専用し、DV−BはゲストBが専用し
ている。
【0044】図6の例2は、共用デバイスを示す。ここ
で●は共用を表し、○は共用でないを表す。ここでは、
CH、CU、DV−A/B、DV−A/Bは共にゲスト
A、ゲストBが共用している。
【0045】図6において、例1の共用チャネルの場合
には、複数ゲスト間でCCUC(Channel-Control Unit
Connection)が共用されているとき、このCCUC配下
の装置について、1つのみ滞留できるセンス情報と、1
つのみ設定できるパスグループIDが複数のゲストで競
合することが発生する。更に、例2の同一のCCUCを
経由して複数のゲストから共用するDV(I/O装置)
がある場合、これのリザーブ/リリース制御も競合する
ことが発生する。
【0046】ここで、センス情報の競合は、例えばゲス
トAが発行したI/O処理でUCK(ユニットチェッ
ク)が発生し、CCUC(制御装置)に"Dedicated All
egece"が滞留し、そのときからゲストAがセンス発行す
るまでの時間が非常に長い場合(例えば優先順位が低
く、なかなかディスパッチされない、あるいはゲストA
がダウンした場合)、CCUCを共用するゲストBが、
ゲストAがセンス発行して障害の障害情報を芝刈りして
くれるまで、CCUC配下の一切の装置にアクセスでき
なくなる事態である。これを避けるために、本発明で
は、図2のS9からS11でEVMファームがセンス代
行実行し、芝刈りを行ってSCBを解放し、センス情報
の競合を迅速に解消するようにしている。
【0047】また、パスグループIDの競合は、ゲスト
Aが発行したSet Path Group IDコマンドで一度パスグ
ループが構築されてしまうと、ゲストBが同じCCUC
配下の他のI/O装置に関してパスグループを構築しよ
うとしても同一コマンドが"Command Reject UCK"で失敗
してしまう事態である。ゲストBのコマンドが全て失敗
すれがよいが、そのうちのゲストAのコマンドが先に入
った部分のみ失敗するので、結果として装置の制御がで
きなくなってしまう。
【0048】以上のような問題を解消するために、図2
で説明したように、EVMファームが共用装置へのアク
セス要求のときにインターセプトして代行発行し、UC
Kの発生を優先のI/O割り込みで速やかに報告させ、
センス代行発行してセンス情報(障害の詳細情報)を準
備したバッファに蓄積すると共にSCBを解放し、競合
が発生したとしても可及的に速やかに解消するようにし
ている。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
VM(ゲスト)からの共用装置へのスタートSCH命令
の発行時時にEVMファームが当該スタートSCH命令
をインターセプトして代行発行し、UCK(障害発生)
付きの優先のI/O割り込み時にセンス代行実行して詳
細情報を蓄積する構成を採用しているため、UCKが発
生(障害が発生)した場合にVM(ゲスト)の状態に関
係なく、障害の詳細情報を迅速に芝刈りして競合の発生
を速やかに解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例構成図である。
【図2】本発明の動作説明図である。
【図3】本発明の各種情報例である。
【図4】本発明のシステム例である。
【図5】本発明のサブチャネル(SCH)の説明図であ
る。
【図6】本発明の共用装置の説明図である。
【図7】従来のシステム例である。
【図8】従来のサブチャネル(SCH)の説明図であ
る。
【符号の説明】
VM:ゲスト(仮想計算機) VM−CP:ホスト CH:チャネル装置 CU:I/O制御装置 DV:I/O装置 SCH:サブチャネル
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−48937(JP,A) 特開 平2−12553(JP,A) 特開 平1−292552(JP,A) 特開 昭和64−53238(JP,A) 特開 昭和64−21542(JP,A) 特開 平2−105227(JP,A) 特開 平2−141831(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 9/46 G06F 13/10 - 13/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 仮想計算機システムにおけるI/O制御
    方式において、 I/O装置と1対1に対応づけた制御情報であるSCH
    (サブチャネル)と、 仮想空間でそれぞれ動作する複数のVM(ゲスト)と、 VMからのスタートSCH命令が共用装置のときにイン
    ターセプトすると共に、代行発行、センス代行実行して
    詳細情報を蓄積するEVMファームとを備え、 あるVMがスタートSCH命令を発行したことに対応し
    て、上記EVMファームが共用装置に対するときにイン
    ターセプトして当該スタートSCH命令を代行発行し、
    共用装置からUCK(障害発生)付きのI/O割り込み
    を受けたときに、センス代行実行して詳細情報の転送を
    受けて蓄積して共用装置へのアクセスを可能状態にする
    と共にVMにUCK付きの割り込みし、この通知を受け
    たVMが蓄積した詳細情報の転送を受けて取り込むよう
    に構成したことを特徴とする仮想計算機システムI/O
    制御方式。
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