JP3148099B2 - 入出力制御方式及び入出力制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チェックポイントリス
タート方式による故障回復機構を有する情報処理装置に
適用して好適な外部記憶装置の入出力制御方式及び入出
力制御方法に係り、特に入力要求が発生した際に、チェ
ックポイントが取得されるまで待機せずに即座に外部記
憶装置に入力処理を開始させることにより入力処理時の
応答時間を飛躍的に短縮することを可能とする外部記憶
装置の入出力制御方式及び入出力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、図４を参照して従来のチェックポ
イントリスタート方式による故障回復機構を有する情報
処理装置において外部記憶装置に対する入出力要求が発
生した場合の動作原理を説明する。

【０００３】図４は従来のチェックポイントリスタート
方式による故障回復機構を有する情報処理装置において
外部記憶装置に対する入出力要求が発生した場合の動作
原理を説明するための概念図である。

【０００４】ここでは、プログラム２１から外部記憶装
置２６に対する入出力要求が発行された場合を考える。
プログラム２１から外部記憶装置２６に対する入出力要
求が発生すると、この入出力要求は、まず、オペレーテ
ィングシステム２２に通知される（図４の（１））。こ
のとき、チェックポイントリスタート方式による故障回
復機構を有する情報処理装置では、入出力制御部２５に
即座にその旨を通知することはせず、チェックポイント
が取得されることにより、それらの入出力要求が入出力
履歴２４としてメモリ等に退避されるまで（図４の
（２））、一時的に入出力キュー２３に保留する。

【０００５】このチェックポイントは、経過時間や入出
力キュー２３に保留された入出力要求の数等、所定の規
則に基づいたタイミングで取得される。そして、このチ
ェックポイントが取得された後に、入出力キュー２３に
保留された入出力要求を入出力制御部２５に通知し（図
４の（３））、これにより実際に外部記憶装置での入出
力処理が実施される（図４の（４））。

【０００６】例えば、入力処理を実施したとすると、そ
の結果としてメモリ上のデータ内容が更新されることに
なるが、仮にその直後にシステム障害が発生した場合で
も、入出力履歴２４が退避されているため、プログラム
実行上の不整合を起こすことがなく、これによりチェッ
クポイントリスタート方式による故障回復が可能とな
る。

【０００７】一方、このように、従来のチェックポイン
トリスタート方式による故障回復機構を有する情報処理
装置においては、外部記憶装置に対する入出力要求をチ
ェックポイントの取得と同期して発行し、入出力要求の
履歴をメモリ等に退避することにより故障回復機能を実
現しているため、チェックポイントが取得されるまで入
出力処理が遅延され、通常の非チェックポイント方式に
よる入出力処理と比較して、応答時間等の入出力処理性
能の劣化を招くという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のチェックポイントリスタート方式による故障回復機構
を有する情報処理装置においては、外部記憶装置に対す
る入出力要求をチェックポイントの取得と同期して発行
し、入出力要求の履歴をメモリ等に退避することにより
故障回復機能を実現しているため、チェックポイントが
取得されるまで入出力処理が遅延され、通常の非チェッ
クポイント方式による入出力処理と比較して、応答時間
等の入出力処理性能の劣化を招くという問題があった。

【０００９】本発明は上記実情に鑑みなされたものであ
り、プログラム等から入力要求が発生した際に、チェッ
クポイントが取得されるまで待機せずに即座に外部記憶
装置に入力処理を開始させることにより入力処理時の応
答時間を飛躍的に短縮することを可能とする外部記憶装
置の入出力制御方式及び入出力制御方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の入出力制御方式
は、プロセッサと、メモリと、外部記憶装置とのデータ
送受信を制御する入出力制御装置とがシステムバスを介
して接続される情報処理装置であって、チェックポイン
トリスタート方式による故障回復機構を有する情報処理
装置において、上記プロセッサ側に、キャッシュメモリ
と、所定のタイミングで上記キャッシュメモリ上のデー
タ及びコンテクストを上記メモリに退避し、システム障
害が発生した際に上記メモリに退避したデータ及びコン
テクストの内容からシステム回復を行うチェックポイン
ト制御／故障回復手段と、上記外部記憶装置に対する入
出力要求を発行するプロセッサ側入出力制御手段と、上
記プロセッサ側入出力制御手段からの入出力要求を調
べ、上記外部記憶装置に対する入力要求が発行されたと
きに、上記メモリへの退避動作とは非同期に第１の入力
要求を上記入出力制御装置に対して発行し、かつ上記入
出力メモリへの退避動作が実施されたときに、さらに第
２の入力要求を上記入出力制御装置に対して発行するプ
ロセッサ側入出力管理手段とを設け、上記入出力制御装
置側に、上記プロセッサ側入出力管理手段から上記第１
の入力要求を受信したと判定したときに、上記外部記憶
装置からの入力処理を開始させ、この入力処理と上記第
２の入力要求の受信との双方が完了したときに、その入
力処理の結果を上記プロセッサに応答する手段とを設け
たことを特徴とする。

【００１１】また、本発明の入出力制御方法は、プロセ
ッサと、メモリと、外部記憶装置とのデータ送受信を制
御する入出力制御装置とがシステムバスを介して接続さ
れる情報処理装置であって、チェックポイントリスター
ト方式による故障回復機構を有する情報処理装置におい
て、上記プロセッサから上記入出力制御装置に上記外部
記憶装置に対する入力要求を発行するときに、上記プロ
セッサは、内部にもつキャッシュメモリの内容を上記メ
モリに退避するチェックポイント作業とは非同期に、第
１の入力要求を上記入出力制御装置に対して発行し、か
つ上記チェックポイント作業が実施されたときに、さら
に第２の入力要求を上記入出力制御装置に対して発行
し、上記入出力制御装置は、上記第１の入力要求を受信
したときに、上記外部記憶措置から入力処理を開始し、
この入力処理と上記第２の入力要求の受信との双方が完
了したときに、その入力処理の結果を上記プロセッサに
応答することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明によれば、プロセッサ側入出力制御手段
により外部記憶装置に対する入力要求が発行されたとき
に、プロセッサ側入出力管理手段が、チェックポイント
制御手段による退避作業を待機せずに即座に第１の入力
要求（非同期入力要求）を入出力制御装置側に対して発
行する。

【００１３】そして、チェックポイント制御手段による
退避作業が実施されたときに、さらに第２の入力要求
（同期入力要求）を入出力制御装置側に対して発行す
る。一方、入出力側入出力管理手段では、プロセッサ側
から第１の入力要求（非同期入力要求）を受信すると、
その旨を入出力装置制御手段に通知し、実際に外部記憶
装置による入出力処理を開始する。従って、この時点で
は、チェックポイント制御手段による退避作業に先行し
て外部記憶装置による入出力処理が実行されていること
になる。

【００１４】ここで、チェックポイント制御手段による
退避作業が実施される前、即ち、第２の入力要求（同期
入力要求）を受信する前に外部記憶装置による入出力処
理が終了した場合には、入出力側入出力管理手段は、こ
の入出力処理の結果の応答を保留する。そして、第２の
入力要求（同期入力要求）が受信されるまで待機し、こ
の第２の入力要求（同期入力要求）が受信された際に、
保留した入出力処理の結果をプロセッサ側に応答する。

【００１５】また、外部記憶装置による入出力処理が終
了する前に、第２の入力要求（同期入力要求）を受信し
た場合には、入出力側入出力管理手段は、外部記憶装置
による入出力処理が終了するのを待機して、外部記憶装
置による入出力処理が終了した際に、その入出力処理の
結果をプロセッサ側に応答する。

【００１６】即ち、入出力側入出力管理手段は、第２の
入力要求（同期入力要求）の受信と外部記憶装置による
入力処理の終了との双方とが完了したときに、この入力
処理の結果を上記プロセッサ側に応答することになる。

【００１７】これにより、外部記憶装置の入力処理につ
いては、チェックポイント取得による各種退避処理を待
機することなく、先行して外部記憶装置に入力処理を開
始させることが可能となり、かつ、プロセッサ側への応
答は、必ずチェックポイント取得後となるため、システ
ム障害発生後の復旧作業に支障を与えることがない。

【００１８】外部記憶装置への入出力処理を統計的に観
察してみると、システムの性格により多少のばらつきが
あるものの、平均すると入力処理が全体の７割以上を占
めることが多い。このため、上述のような入力要求が発
生した際に先行して外部記憶装置に入力処理を開始させ
る本発明によれば、チェックポイントリスタート方式に
よる故障回復機構を有する情報処理装置において、その
入力処理時の応答時間を飛躍的に短縮することが可能と
なる。

【００１９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。図１は、同実施例に係る情報処理装置の概略構成
を示す図である。同実施例に係る情報処理装置は、図１
に示すように、プロセッサ２、多重化された共有メモリ
８、及び外部記憶装置１６とのデータ送受信を制御する
入出力制御装置１１とを具備してなる。また、これらプ
ロセッサ２、共有メモリ８及び入出力制御装置１１は、
システムバスを介して接続されている。

【００２０】このプロセッサ２は、キャッシュメモリ５
を内部にもち、また、このプロセッサ２では、プロセッ
サ側入出力制御部３、プロセッサ側入出力管理部４、チ
ェックポイント制御部６、及び故障回復部７が稼働す
る。

【００２１】プロセッサ側入出力制御部３は、外部記憶
装置１６に対する入出力要求を発行する。プロセッサ側
入出力管理部４は、プロセッサ側入出力制御部３により
発行された入出力要求を受信して、この入出力要求を入
出力制御装置１１側に対して発行するとともに、この入
出力要求の状態管理を行う。チェックポイント制御部６
は、経過時間や保留された入出力要求の数等の所定の規
則に基づいたタイミングでキャッシュメモリ５上のデー
タ及びコンテクストを共有メモリ８へ退避する。故障回
復部７は、システム障害が発生した際に、チェックポイ
ント制御部６により退避されたデータ及びコンテクスト
を含む共有メモリ８の内容からシステムの回復を行う。

【００２２】また、共有メモリ８には、入出力データが
保持される入出力データ領域９と、入出力要求の状態管
理を行うためのデータが保持されるプロセッサ側入出力
管理テーブル１０が設けられている。

【００２３】一方、入出力制御装置１１は、入出力装置
制御部１２、入出力側入出力管理部１３、入出力側入出
力管理テーブル１４、及び入出力装置１５により構成さ
れている。

【００２４】この入出力装置制御部１２は、入出力制御
装置１１全体の制御を行う。入出力側入出力管理部１３
は、プロセッサ２側からの入出力要求を受信するととも
に、この入出力要求の状態管理を入出力側入出力管理テ
ーブル１４を使用しながら実施する。入出力装置１５
は、入出力側入出力管理部１３により受信した入出力要
求に従って外部記憶装置１６とのデータ送受信を行う。

【００２５】次に、図２及び図３を参照して同実施例に
係る情報処理装置の動作を説明する。図２は入力要求が
発生した際のプロセッサ側の動作を説明するためのフロ
ーチャート、図３は入力要求が発生した際の入出力制御
装置側の動作を説明するためのフローチャートである。

【００２６】プロセッサ側入出力制御部３により外部記
憶装置１６に対する入出力要求が発行されると（図２の
ステップＡ１）、この入出力要求は、まず、キャッシュ
メモリ５に保持される（図２のステップＡ２）。

【００２７】また、プロセッサ側入出力管理部４は、こ
の保持された入出力要求が入力要求か否かを判定する
（図２のステップＡ３）。この判定結果が入力要求であ
った場合のみ（図２のステップＡ３のＹ）、プロセッサ
側入出力管理部４は、即座に非同期入力要求を入出力制
御装置１１側に対して発行する（図２のステップＡ
４）。

【００２８】次に、プロセッサ側入出力管理部４は、チ
ェックポイント制御部６によりチェックポイントが取得
されるのを待機し（図２のステップＡ５〜ステップＡ
６）、チェックポイントが取得された際に（図２のステ
ップＡ６のＹ）、さらに同期入力要求を入出力制御装置
１１側に対して発行する（図２のステップＡ７）。

【００２９】なお、プロセッサ側入出力制御部３により
発行された入出力要求が入力要求ではなかった場合、即
ち、出力要求であった場合には（図２のステップＡ３の
Ｎ）、同期出力のみが入出力制御装置１１側に対して発
行されることになる。

【００３０】一方、入出力制御装置１１側では、入出力
側入出力管理部１３がプロセッサ側からの入出力要求を
受信すると（図３のステップＢ１）、この入出力要求が
同期入力要求か否かを判定する（図３のステップＢ
２）。

【００３１】この判定結果が同期入力要求でなかった場
合（図３のステップＢ２のＮ）、即ち、非同期入力要求
又は同期出力であった場合には、この要求された処理を
入出力装置１５に通知して、外部記憶装置１６による処
理を実施する（図３のステップＢ３）。

【００３２】次に、この入出力要求が入力要求か否かを
判定し（図３のステップＢ４）、入力要求でない場合
（図３のステップＢ４のＮ）、即ち、同期出力要求であ
った場合には、即座に処理結果の応答をプロセッサ側に
返却する（図３のステップＢ１０）。

【００３３】一方、この入出力要求が入力要求であった
場合（図３のステップＢ４のＹ）、即ち、非同期入力要
求であった場合には、同期入力要求は受信済みであるか
否かを判定する（図３のステップＢ５）。

【００３４】そして、この判定結果が同期入力要求が受
信済みであった場合には（図３のステップＢ５のＹ）、
プロセッサ２側でこの入力要求についてのチェックポイ
ントが取得されたことになるため、処理結果の応答をプ
ロセッサ側に返却する（図３のステップＢ１０）。

【００３５】また、同期入力要求が未受信であった場合
には（図３のステップＢ５のＮ）、プロセッサ２側でこ
の入力要求についてのチェックポイントが取得されてい
ないことになるため、同期入力要求が受信されるまで処
理結果の応答を保留する（図３のステップＢ５〜ステッ
プＢ６）。

【００３６】また、入出力側入出力管理部１３が受信し
た入出力要求が同期入力要求であった場合（図３のステ
ップＢ２のＹ）、既に非同期入力要求により外部記憶装
置による入力処理が行われていることになるため、この
処理結果の応答が保留済みであるか否かを判定する（図
３のステップＢ７）。

【００３７】ここで、この処理結果の応答が保留済みで
あった場合には（図３のステップＢ７のＹ）、この保留
された処理結果の応答をプロセッサ側に返却する（図３
のステップＢ１０）。

【００３８】また、処理結果の応答が未保留であった場
合には（図３のステップＢ７のＮ）、外部記憶装置によ
る入力処理が処理中ということになり、この処理の終了
を待機して（図３のステップＢ８〜Ｂ９）、終了次第、
この処理結果の応答をプロセッサ側に返却する（図３の
ステップＢ１０）。

【００３９】即ち、入出力側入出力管理部１３は、入力
要求については、同期入力要求の受信と外部記憶装置に
よる入力処理の終了との双方とが完了したときに、この
入力処理の結果をプロセッサ２側に応答することにな
る。

【００４０】これにより外部記憶装置の入力処理につい
ては、チェックポイント取得による各種退避処理を待機
することなく、先行して外部記憶装置に入力処理を開始
させることが可能となり、かつ、プロセッサ２側への応
答は、必ずチェックポイント取得後となるため、システ
ム障害発生後の復旧作業に支障を与えることがない。

【００４１】従って、チェックポイントリスタート方式
による故障回復機構を有する情報処理装置において、そ
の入力処理時の応答時間を飛躍的に短縮することが可能
となる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、外
部記憶装置の入力処理については、チェックポイント取
得による各種退避処理を待機することなく、先行して外
部記憶装置に入力処理を開始させることが可能となる。

【００４３】上述したように、外部記憶装置への入出力
処理を統計的に観察してみると、システムの性格により
多少のばらつきがあるものの、平均すると入力処理が全
体の７割以上を占めることが多い。このため、詳記した
入力要求が発生した際に先行して外部記憶装置に入力処
理を開始させる本発明によれば、チェックポイントリス
タート方式による故障回復機構を有する情報処理装置に
おいて、その入力処理時の応答時間を飛躍的に短縮する
ことが可能となる。また、プロセッサ側への応答は、必
ずチェックポイント取得後となるため、システム障害発
生後の復旧作業に支障を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る情報処理装置の概略構成
を示す図。

【図２】同実施例に係る入力要求が発生した際のプロセ
ッサ側の動作を説明するためのフローチャート。

【図３】同実施例に係る入力要求が発生した際の入出力
制御装置側の動作を説明するためのフローチャート。

【図４】従来のチェックポイントリスタート方式による
故障回復機構を有する情報処理装置において外部記憶装
置に対する入出力要求が発生した場合の動作原理を説明
するための概念図。

【符号の説明】

１…情報処理装置、２…プロセッサ、３…プロセッサ側
入出力制御部、４…プロセッサ側入出力管理部、５…キ
ャッシュメモリ、６…チェックポイント制御部、７…故
障回復部、８…共有メモリ、９…入出力データ領域、１
０…プロセッサ側入出力管理テーブル、１１…入出力制
御装置、１２…入出力装置制御部、１３…入出力側入出
力管理部、１４…入出力側入出力管理テーブル、１５…
入出力装置、外部記憶装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセッサと、メモリと、外部記憶装置
   とのデータ送受信を制御する入出力制御装置とがシステ
   ムバスを介して接続される情報処理装置であって、チェ
   ックポイントリスタート方式による故障回復機構を有す
   る情報処理装置において、 上記プロセッサ側に、 キャッシュメモリと、所定のタイミングで上記キャッシ
   ュメモリ上のデータ及びコンテクストを上記メモリに退
   避し、システム障害が発生した際に上記メモリに退避し
   たデータ及びコンテクストの内容からシステム回復を行
   うチェックポイント制御／故障回復手段と、上記外部記
   憶装置に対する入出力要求を発行するプロセッサ側入出
   力制御手段と、上記プロセッサ側入出力制御手段からの
   入出力要求を調べ、上記外部記憶装置に対する入力要求
   が発行されたときに、上記メモリへの退避動作とは非同
   期に第１の入力要求を上記入出力制御装置に対して発行
   し、かつ上記メモリへの退避動作が実施されたときに、
   さらに第２の入力要求を上記入出力制御装置に対して発
   行するプロセッサ側入出力管理手段とを設け、 上記入出力制御装置側に、 上記プロセッサ側入出力管理手段から上記第１の入力要
   求 を受信したと判定したときに、上記外部記憶装置から
   の入力処理を開始させ、この入力処理と上記第２の入力
   要求の受信との双方が完了したときに、その入力処理の
   結果を上記プロセッサに応答する手段と を設けたことを
   特徴とする外部記憶装置の入出力制御方式。
2. 【請求項２】 プロセッサと、メモリと、外部記憶装置
   とのデータ送受信を制御する入出力制御装置とがシステ
   ムバスを介して接続される情報処理装置であって、チェ
   ックポイントリスタート方式による故障回復機構を有す
   る情報処理装置において、 上記プロセッサから上記入出力制御装置に上記外部記憶
   装置に対する入力要求を発行するときに、上記プロセッ
   サは、内部にもつキャッシュメモリの内容を上記メモリ
   に退避するチェックポイント作業とは非同期に、第１の
   入力要求を上記入出力制御装置に対して発行し、かつ上
   記チェックポイント作業が実施されたときに、さらに第
   ２の入力要求を上記入出力制御装置に対して発行し、 上記入出力制御装置は、上記第１の入力要求を受信した
   ときに、上記外部記憶措置から入力処理を開始し、この
   入力処理と上記第２の入力要求の受信との双方が完了し
   たときに、その入力処理の結果を上記プロセッサに応答
   することを特徴とする外部記憶装置の入出力制御方法。