JP2917594B2

JP2917594B2 - キャッシュ制御装置

Info

Publication number: JP2917594B2
Application number: JP3177072A
Authority: JP
Inventors: 英樹山中; 広美菅原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JPH0528046A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変長レコードを記憶す
るディスク装置を制御するディスク制御装置に係り、特
にバッファメモリとキャッシュメモリを備え、非同期で
ディスク装置にレコードを書込む場合、キャッシュ効果
の低下を防止するキャッシュ制御装置に関する。

【０００２】ディスク制御装置の中には、バッファメモ
リとキャッシュメモリとを設け、上位装置からディスク
装置にレコードを書込む場合、このレコードがヒット
（キャッシュ上に処理するレコードが存在する）した
時、キャッシュメモリに上位装置が送出するレコードを
一旦格納してから、上位装置からのデータ書込みとは、
非同期でキャッシュメモリに書込まれたレコードをディ
スク装置に書込み、上位装置が送出するレコードがミス
（キャッシュ上に処理するレコードが存在しない）した
時、バッファメモリにレコードを一旦格納してから、上
位装置からのデータ書込みとは、非同期でこのバッファ
メモリに書込まれたレコードをディスク装置に書込むも
のがある。

【０００３】このようにして、上位装置がディスク装置
に書込みを指示したレコードがヒットした場合、キャッ
シュメモリに格納されているレコードと、ディスク装置
の該当するレコードとの一致性を確保している。

【０００４】ところで、キャッシュレコードがヒットし
たかミスしたかの判定は、トラック単位で行われるが、
コマンドチェインにより、複数のトラックに跨がって、
複数のレコードの書込みを指示された場合、ミスしたレ
コードが存在した時、ヒットしているレコードがキャッ
シュメモリから排除されることの無いことが必要であ
る。

【０００５】

【従来の技術】図５は従来技術の一例を説明するブロッ
ク図で、図６と図７は各機能単位の詳細ブロック図であ
る。

【０００６】ディスク制御装置２は、複数の機能単位で
構成されており、チャネルアダプタ４は、図６(A) に示
す如き構成で、プロセッサ１５は制御記憶１６に格納さ
れたプログラムを読出して動作し、インタフェース回路
１３を経て、チャネル１からのＣＣＷ（チャネルコマン
ド語）の受領と、チャネル１との間のデータ転送を行う
と共に、共通バス制御回路１４を制御して、共通バス１
２を経て他の機能単位との間のデータ転送を行う。

【０００７】デバイスアダプタ５は、図６(A) に示す如
き構成で、プロセッサ１５は制御記憶１６に格納された
プログラムを読出して動作し、インタフェース回路１３
を経て、ディスク装置３に命令を送出し、ディスク装置
３との間のデータ転送を行うと共に、共通バス制御回路
１４を制御して、共通バス１２を経て他の機能単位との
間のデータ転送を行う。

【０００８】共有メモリ６は非同期用バッファ領域１０
とキャッシュ領域１１とが設けられており、この共有メ
モリ６に対するデータの書込み／読出し制御を行うメモ
リ制御回路７は、図６(B) に示す如き構成で、共通バス
制御回路１８は共通バス１２を経て入力されるチャネル
アダプタ４又はデバイスアダプタ５からのアクセスに対
応して、メモリインタフェース回路１７を制御し、共有
メモリ６の指定されたアドレスにデータを書込み、又
は、指定されたアドレスからデータを読出す。

【０００９】キャッシュ制御回路８は、図６(C) に示す
如き構成で、プロセッサ２０は制御記憶１９に格納され
ているプログラムを読出して動作し、共通バス制御回路
２１を制御して、他の機能単位が送出するレコードの位
置情報をＲＡＭ２２に格納し、この位置情報によって、
共有メモリ６のキャッシュ領域１１に処理対象のレコー
ドが存在するか否かをトラック単位で調べ、ヒットかミ
スかを判定して、チャネルアダプタ４又はデバイスアダ
プタ５に通知する。

【００１０】リソースマネージャ９は、図７(D) に示す
如き構成で、プロセッサ２４は制御記憶２３に格納され
ているプログラムを読出して動作し、共通バス制御回路
２５を制御して共通バス１２を経由し、チャネル１から
の総てのＣＣＷを受領してＲＡＭ２６に格納し、このＣ
ＣＷを集中管理すると共に、各スタートＩ／Ｏ命令毎
に、チャネルアダプタ４及びデバイスアダプタ５に、デ
ータ転送処理の指示を行う。

【００１１】又、受領した全スタートＩ／Ｏ命令毎の制
御情報や、チャネル経路毎の制御情報、ディスク装置３
の制御情報をＲＡＭ２６に格納し、他の機能単位がＲＡ
Ｍアクセス制御回路２７を経て、このＲＡＭ２６をアク
セスし、上記情報を読出すことを可能として、この情報
を集中管理する。

【００１２】ディスク制御装置２がＣＫＤーＥＸ（カウ
ント・キー・データの拡張形）コマンドセットにより、
非同期の書込み動作を指示された場合、チャネル１から
例えば下記の如きＣＣＷがチャネルアダプタ４に送出さ
れる。

【００１３】ＤＸ(Define Extent) （後に続く動作の
規定を行うコマンド）ＬＲ(Locate Record) （処理対象レコードを探す指示
を行うコマンド）ＷｕＫＤ(Write update KEY DATA) 〔トラック＝(2),レ
コード＝(2) 〕─ ＷｕＫＤ(Write update KEY DATA) 〔トラック＝(3),レ
コード＝(1) 〕─ ＷｕＫＤ(Write update KEY DATA) 〔トラック＝(3),レ
コード＝(2) 〕─ ＷｕＫＤ(Write update KEY DATA) 〔トラック＝(4),レ
コード＝(1) 〕─ ＷｕＫＤ(Write update KEY DATA) 〔トラック＝(4),レ
コード＝(2) 〕─ 即ち、ＣＫＤーＥＸコマンドセットによる書込みコマン
ドは、最初に書込むレコードの位置情報を含むＬＲに続
いて、処理するレコードの数だけ連続するＷｕＫＤ（括
弧内に示すトラックとレコードの番号は参考のための一
例で、ＷｕＫＤには含まれていない）が、〜に示す
如く、チェインされており、これによって複数のレコー
ドの書込みを指示してくる。

【００１４】このＣＣＷを受信したチャネルアダプタ４
は、リソースマネージャ９の許可を得て共通バス１２の
使用権を得ると、キャッシュ制御回路８に対し、書込み
処理するレコードがヒットしているか否かを調べさせ、
ヒットしていれば、メモリ制御回路７を経て共有メモリ
６のキャッシュ領域１１にチャネル１が送出するレコー
ドを書込む。

【００１５】又、ミスしていれば、メモリ制御回路７を
経て共有メモリ６の非同期用バッファ領域１０にチャネ
ル１が送出するレコードを書込む。ここで、リソースマ
ネージャ９はデバイスアダプタ５に対し、非同期用バッ
ファ領域１０又はキャッシュ領域１１に書込まれたレコ
ードをディスク装置３に書込むことを指示するため、デ
バイスアダプタ５は、チャネルアダプタ４の書込みタイ
ミングとは非同期で、非同期用バッファ領域１０又はキ
ャッシュ領域１１から書込まれたレコードを読出して、
ディスク装置３に順次書込む。

【００１６】上記の如く、チャネルアダプタ４は、ディ
スク装置３に書込まれるレコード、即ち、チャネル１が
送出する各レコードが、キャッシュ領域１１上に格納さ
れているレコードと、ヒットしているか否かを先ず上記
ＣＣＷのに示されるＬＲを参照して、前記の如くトラ
ック単位でキャッシュ制御回路８に判定させる。

【００１７】即ち、ディスク装置３に最初に格納される
トラック(2) のレコード(2) に付いては、チャネル１か
ら位置情報が与えられており、この位置情報から同一ア
ドレスのレコードがキャッシュ領域１１に存在するか調
べさせ、同一アドレスのレコードが存在し、ディスク装
置３に書込まれるトラック(2) のレコード(2) がヒット
していると、ヒットしたキャッシュ領域１１に記憶され
ているレコードの残されたカウント部に記録されている
位置情報、即ち、シリンダアドレス、ヘッドアドレス、
レコードアドレス、レコード長等から、このレコード
(2) が記憶されているトラック(2) と次のトラック(3)
の切れ目を認識して、次のトラック(3) のレコード(1)
と(2) がヒットしているか調べさせ、ヒットしていれ
ば、同様にして、次にトラック(4) のレコード(1) と
(2) がヒットしているか調べさせる。

【００１８】そして、ヒットしていれば、キャッシュ制
御回路８は、チャネルアダプタ４にヒットしていること
を通知する。ヒットしていることを通知されたチャネル
アダプタ４は、前記の如くキャッシュ領域１１に対し、
チャネル１が送出するレコードを書込み、デバイスアダ
プタ５はキャッシュ領域１１から書込まれたレコードを
読出してディスク装置３に書込む。

【００１９】従って、キャッシュ領域１１に格納されて
いるキャッシュレコードと、ディスク装置３の更新され
たレコードとは常に一致性を保持することが出来る。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図８は従来技術の問題
点を説明する図である。図８(A) に示す如く、ディスク
装置３のトラック(1) にレコード(11)からレコード(16)
まで、６個のレコードが記録されており、トラック(2)
には、レコード(21)からレコード(26)まで、６個のレコ
ードが記録されているものとし、図８(A) の網かけ部分
で示す如く、チャネル１より、トラック(1) のレコード
(16)からトラック(2) に跨がってレコード(21)からレコ
ード(26)まで書込みを指示されたとすると、ＣＣＷとして、ＤＸＬＲＷｕＫＤトラック＝(1) レコード＝(16) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(21) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(22) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(23) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(24) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(25) ＷｕＫＤトラック＝(2) レコード＝(26) がチャネル１から発行される。

【００２１】そして、図８(B) に示す如く、キャッシュ
領域１１には、トラック(2) のレコード(21)〜(26)が格
納されており、トラック(1) のレコード(16)は格納され
ていないものとすると、図８(C) の判定表に示す如く、
トラック(1) のレコード(16)はキャッシュ制御回路８に
より、ミスと判定される。ミスの場合、チャネルアダプ
タ４は、ミスしたレコードを、前記の如く、非同期用バ
ッファ領域１０に書込む。

【００２２】ところで、共有メモリ６のキャッシュ領域
１１に格納されているレコードには、カウント部が格納
されており、このカウント部から得られる位置情報、即
ち、シリンダアドレス、ヘッドアドレス、レコードアド
レス、レコード長等から、次のレコードとの切れ目を判
定することが可能である。

【００２３】そして、レコードの終端にインデックス部
（図８(A) の▽で表示、図８(B) では図示せず) が書き
込まれていることによりレコードの切れ目がトラックの
境界であると識別された場合、チャネルアダプタ４は、
現在のトラックに隣接するトラック、即ち、現在のトラ
ックアドレスに１を加算したトラックがキャッシュ領域
１１に格納されているかをキャッシュ制御回路８に検出
させる。

【００２４】一方、書込みを行うレコードがキャッシュ
領域１１に格納されていないと、そのレコードの位置情
報を得ることが出来ず、そのレコードがトラックの境界
であるかどうか判定出来ず、そのレコード以降のトラッ
クアドレスが不明となり、レコードのヒットあるいはミ
スを判定出来なくなる。

【００２５】これは、前述のように、複数の連続するレ
コードの書込みを行う場合、先頭のレコードの位置情報
がＬＲコマンドによって与えられるのみであるためであ
る。従って、図８(C) の判定表に示す如く、トラック
(2) のレコード(21)〜(26)がキャッシュ領域１１に格納
されており、ヒット状態であるにもかかわらず、トラッ
ク(1) のレコード(16)がキャッシュ領域１１に格納され
ていないと、前記の如く、キャッシュ領域１１には、更
新されるレコードが書込まれず、非同期用バッファ領域
１０に書込まれて、この非同期用バッファ領域１０のレ
コードがディスク装置３に書込まれるため、キャッシュ
領域１１に格納されているトラック(2)の全てのレコー
ド(21)〜(26)は、ディスク装置３のレコードと一致性を
保持することが出来なくなる。

【００２６】従って、トラック(2) の全てのレコード(2
1)〜(26)は、ミス扱いとなってキャッシュ領域１１から
破棄されてしまうため、次にトラック(2) のレコード(2
1)〜(26)に対応するレコードの読出しがあっても、ヒッ
トしないこととなり、再度そのレコードをディスク装置
３から読出してキャッシュ領域１１に格納する必要があ
り、キャッシュ効果が低下するという問題がある。

【００２７】本発明はこのような問題点に鑑み、非同期
用バッファ領域１０に書込まれたレコードをディスク装
置３に書込む際に、デバイスアダプタ５がディスク装置
３に記録されている各レコードのカウント部の情報を読
出して、このカウント部の情報に基づき、各レコードの
切れ目を検出して、キャッシュ制御回路８に送出するこ
とにより、キャッシュ制御回路８に各レコードのヒット
又はミスを判定させ、ヒットしているトラックのレコー
ドは、ディスク装置３に書込むと共に、同時にキャッシ
ュ領域１１にも書込むようにして、キャッシュ効果を向
上させることを目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を説
明するブロック図である。ディスク制御装置は、非同期
用バッファメモリ３０と、キャッシュメモリ３１とを備
えており、チャネルコマンド語によって、先頭レコード
の位置情報のみ与えられ、一つのチェイン内の複数のレ
コードの書込みを指示された時、ヒット判定手段３２に
よってヒットしたと判定されたレコードは、このキャッ
シュメモリ３１に格納すると共に、非同期でディスク装
置３に書込み、このヒット判定手段３２によってミスし
たと判定されたレコードは、非同期用バッファメモリ３
０に格納すると共に、非同期でディスク装置３に書込
む。

【００２９】そして、ディスク装置３にレコードの書き
込みを行う際に、このレコードの位置情報を読出して、
レコードの切れ目を検出すると共に、このレコードの終
端にインデックス部があればトラックの切れ目であるこ
とを検出して、ヒット判定手段３２に通知する制御手段
３４と、非同期用バッファメモリ３０と、ディスク装置
３との間で転送されるレコードを記録する記憶手段３３
とを設けている。

【００３０】そして、前記非同期用バッファメモリ３０
から、ディスク装置３にレコードを書込む際に、このデ
ィスク装置３から制御手段３４に当該レコードの位置情
報を読出させて、各レコードの切れ目を検出させ、前記
ヒット判定手段３２に供給させることにより、ヒット判
定回路３２に各レコードの境界を認識させて、次のレコ
ード以後のレコードのヒットかミスかを判定させ、記憶
手段３３が記憶するレコードの中からヒットしたレコー
ドを、ディスク装置３と、前記キャッシュメモリ３１と
に、同時に書込ませる。

【００３１】

【作用】上記の如く構成することにより、各レコードの
境界をヒット判定手段３２に通知することが出来るた
め、位置情報の存在しない非同期用バッファメモリ３０
に格納された複数のレコードから、ミスしたレコード以
後のレコードに付いて、ヒットかミスかを判定させるこ
とが可能となる。

【００３２】そして、記憶手段３３は非同期用バッファ
メモリ３０から読出されたレコードを記憶しているた
め、このレコードの中からヒットしたレコードをディス
ク装置３と、キャッシュメモリ３１に同時に書込めるた
め、ディスク装置３と一致性を確保し得る。

【００３３】従って、ミスしたレコード以後のヒットし
ているレコードをキャッシュメモリ３１から破棄する必
要が無く、キャッシュ効率を高めることが出来る。

【００３４】

【実施例】図２は本発明の一実施例を示す回路のブロッ
ク図で、図３と図４は図２の動作を説明する図である。

【００３５】図２において、図５と同一符号は同一機能
のものを示す。図２(A) において、メモリ制御回路３５
は、共有メモリ６の非同期用バッファ領域１０に格納さ
れたレコードを読出して、デバイスアダプタ３７に送出
する場合、図３のに示す如く、各レコードをバッファ
メモリ３６に一旦記憶させた後、図３のに示す如く、
デバイスアダプタ３７に転送する。

【００３６】尚、非同期用バッファ領域１０に格納され
るレコードは、共有メモリ６中の図示しない領域に格納
された管理情報により管理される。この管理情報として
は、非同期用バッファ領域１０における各レコードのア
ドレスの他、次に述べる最後にキャッシュ領域にヒット
したレコードの位置情報、あるいはＬＲコマンドで指定
された位置情報が格納される。

【００３７】又、各レコードの位置情報は、ディスク装
置３のレコードを読出すまで不明であり、格納されな
い。但し、書込みを行う複数のレコードの中で、最後に
キャッシュ領域１１にヒットしたレコードの位置情報、
あるいは、最初のレコードがヒットしなかった場合、前
述のＬＲコマンドで指定された位置情報は、管理情報と
して格納される。

【００３８】デバイスアダプタ３７は、メモリ制御回路
３５が転送する最初のレコード位置情報、あるいは、そ
のレコードの一つ前方のレコードの位置情報を前述の管
理情報から読出し、対象とするレコードのディスク装置
３上の位置情報を読出し、読出した位置情報をキャッシ
ュ制御回路８に通知し、キャッシュ領域１１に、そのレ
コードがヒットしているか否かを判定させる。

【００３９】キャッシュ制御回路８は、このディスク装
置３から読出した位置情報に基づき、レコードがヒット
しているか否かを調べ、ヒットしていることを検出する
と、デバイスアダプタ３７に報告する。

【００４０】このヒットの報告を受けると、デバイスア
ダプタ３７は、このレコードを図３のに示す如く、デ
ィスク装置３に書込むと同時に、メモリ制御回路３５に
指示して、バッファメモリ３６に格納されているデバイ
スアダプタ３７に送出したレコード、即ち、ディスク装
置３に書込むレコードと同一のレコードを、図３のに
示す如く、共有メモリ６のキャッシュ領域１１にも書込
ませ、キャッシュ領域１１に格納されている当該レコー
ドを更新させる。

【００４１】続いて、デバイスアダプタ３７は、非同期
用バッファ領域１１に格納された２番目のレコードに対
して、前述した処理同様の処理を行い、順次非同期用バ
ッファ領域１１に格納されている残りのレコードの処理
を行う。

【００４２】次に図８を用いて具体的に説明すると、レ
コード(16)がミスすると、このレコード(16)は図４(A)
に示す如く、非同期用バッファ領域１０に格納される
が、図８に示す如く、キャッシュ領域１１には、レコー
ド(21)〜レコード(26)が格納されているものとする。

【００４３】レコード(16)はミスであるため、図４(B)
に示す如く、チャネルアダプタ４が送出するレコード(2
1)〜レコード(26)も、非同期用バッファ領域１０に格納
される。

【００４４】そして、図４(C) の矢印に示す如く、非同
期用バッファ領域１０からバッファメモリ３６を経てデ
ィスク装置３にレコード(16)が書込まれ、続いてレコー
ド(21)が図４(D) の矢印に示す如く、バッファメモリ３
６を経て、ディスク装置３に書込まれるが、この時はレ
コード(21)がヒットしているため、キャッシュ領域１１
にも同時に書込まれる。

【００４５】同様にして、図４(E) に示す如く、レコー
ド(22)からレコード(26)まで、ディスク装置３に書込ま
れると共に、キャッシュ領域１１にも書込まれる。尚、
図２(A) では、非同期用バッファ領域１０とキャッシュ
領域１１を共有メモリ６に設けたが、図２(B) に示す如
く、共有メモリ６を非同期バッファメモリ３０とキャッ
シュメモリ３１とに分割し、非同期バッファメモリ３０
にはメモリ制御回路３９を、キャッシュメモリ３１には
メモリ制御回路３８を設け、メモリ制御回路３９と３８
の間にバッファメモリ３６を設けても、図２(A) と動作
は同様である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明はＣＫＤーＥ
Ｘコマンドセットにより、一つのチェイン内の複数のレ
コードをディスク装置に書込む場合、この書込みレコー
ドの一部がヒットした場合、ヒットしたレコードはキャ
ッシュ領域から破棄されず、ディスク装置に書込まれた
レコードと一致性を保持し得るため、キャッシュ効果を
向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するブロック図

【図２】本発明の一実施例を示す回路のブロック図

【図３】図２の動作を説明する図（その１）

【図４】図２の動作を説明する図（その２）

【図５】従来技術の一例を説明するブロック図

【図６】各機能単位の詳細ブロック図（その１）

【図７】各機能単位の詳細ブロック図（その２）

【図８】従来技術の問題点を説明する図

【符号の説明】

１チャネル２ディスク制御装置３ディスク装置４チャネルアダプタ５、37 デバイスアダプタ６共有メモリ７、35、38、39 メモリ制御回路８キャッシュ制御回路９リソースマネージャ 10 非同期バッファ領域 11 キャッシュ領域 12 共通バス 13 インタフェース回路 14、18、21、25 共通バス制御回路 15、20、24 プロセッサ 16、19、23 制御記憶 17 メモリインタフェース回路 22、26 ＲＡＭ 27 ＲＡＭアクセス制御回路 30 非同期用バッファメモリ 31 キャッシュメモリ 32 ヒット判定手段 33 記憶手段 34 制御手段 36 バッファメモリ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非同期用バッファメモリと、ディスク装置のデータをトラック単位で保持するキャッ
シュメモリと、複数の可変長レコードの書き込みを指示し、かつ、前記
複数の可変長レコードのうち先頭の可変長レコードのみ
について位置情報を与えるコマンドが送出された時、書
き込まれる可変長レコードが前記キャッシュメモリにお
いてヒットするか否かを判定する判定手段と、前記ヒット判定手段によってヒットしたと判定された可
変長レコードを前記キャッシュメモリに格納すると共
に、前記キャッシュメモリへの書き込みとは非同期に前
記キャッシュメモリに格納された可変長レコードを前記
ディスク装置に書き込み、前記ヒット判定手段によって
ミスした判定された可変長レコードを前記非同期用バッ
ファメモリに格納すると共に、前記非同期バッファメモ
リへの書き込みとは非同期に前記非同期用バッファメモ
リに格納された可変長レコードを前記ディスク装置に書
き込む制御手段とを備えたキャッシュ制御装置であっ
て、前記非同期用バッファメモリから前記ディスク装置に転
送される可変長レコードを記憶する記憶手段を備え、か
つ、前記制御手段は、書き込むべき可変長レコードを前記非
同期用バッファメモリから前記ディスク装置に転送する
際に、前記ディスク装置から前記書き込むべき可変長レ
コードの位置情報を読み出して、前記書き込むべき可変
長レコードの切れ目を検出し、前記書き込むべき可変長
レコードの位置情報を前記ヒット判定手段に供給するも
のであり、前記ヒット判定手段は、前記書き込むべき可変長レコー
ドの位置情報を用いて、前記書き込むべき可変長レコー
ドの次のレコード以降の可変長レコードが前記キャッシ
ュメモリにおいてヒットする否かを判定するものであ
り、前記制御手段は、さらに、前記非同期用バッファメモリ
から前記ディスク装置に転送される可変長レコードのう
ち前記キャッシュメモリにヒットした可変長レコードを
前記記憶手段から前記ディスク装置と前記キャッシュメ
モリに書き込むものであることを特徴とするキャッシュ
制御装置。