JP3385091B2 - 計算機間の排他制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排他制御装置、特に複
数の計算機間で共有する、例えばディスク装置等に記憶
されたデータベース等の共有資源に対して複数計算機間
で行われるべき排他制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機におけるダウンサイジング
に伴い、データベースをより安全に、より高速に、ま
た、より高い稼働率で、いわゆるワークステーションと
呼ばれる計算機上で運用する技術が開発されてきてい
る。データベースサービスに求められるこれらの課題を
解決するアプローチとして、米オラクル社はパラレルサ
ーバと呼ばれる製品を提供している。これは、ネットワ
ークで接続された複数の計算機上で実行されるデータベ
ースプログラムで、複数の計算機で共有するディスク装
置上にある同一データベースに対して、各々の計算機上
でデータベースプログラムが並列に実行される。これに
より、並列実行によるデータベースサービスの高速化及
び仮に同一データベース上で動作している計算機のいず
れかに故障が発生したとしても、故障していない他の計
算機上で実行されているデータベースプログラムにより
データベースサービスは続行されることから稼働率の向
上をも達成している。

【０００３】このような複数計算機間で共有する同一の
データベースに対して、複数データベースプログラムを
実行する場合、同一データへの同時更新を避けるため排
他制御が必要となる。米オラクル社自身あるいは米ピラ
ミッド社などのシステムベンダは、この排他制御機構と
してネットワークを介してデータ交換を行うソフトウェ
アという形態で実現し提供している。ただし、ソフトウ
ェアによる実現方法は、ネットワークトラフィック、計
算機のロードアベレージなどという要因にその性能を左
右されやすく、その排他制御のためのコストがデータベ
ースシステム全体の性能にとってかなりの負担となって
いる。

【０００４】以上のように、同一データベース上で動作
する複数計算機間では排他制御を必要とし、その排他制
御機構をソフトウェアによって実現する場合はその性能
が問題となる。

【０００５】ところで、複数計算機間で、ある資源を共
有するときの排他制御は、ソフトウェアのみならずハー
ドウェアによっても行われる。例えば、特開平４−３６
４５１４号公報は、マルチホスト構成としたＳＣＳＩ
（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉ
ｎｔｅｒｆａｃｅ）バス上のデバイスに対して複数計算
機、つまり、マルチホストを構成している各々の計算機
からアクセスする場合について開示している。ＳＣＳＩ
プロトコルは本来複数計算機を接続可能な仕様となって
おり、排他制御はリザーブ、リリースというＳＣＳＩコ
マンドをデータアクセスを行うコマンドをはさむように
投入することにより行う。

【０００６】特開平４−３６４５１４号公報には、この
リザーブ、リリースのコスト、また、ＳＣＳＩの仕様が
そのターゲットコントローラすべてにバスリセットの自
由を与えているために、あるホストがリザーブコマンド
発行後に、いずれかのターゲットコントローラによって
リセットが行われるとマルチホスト間の排他制御のため
のステートが矛盾するという課題をＳＣＳＩバスに並行
して設ける排他制御コントローラによって解決すること
が開示されている。

【０００７】また、特開昭６３−１４８３６５号公報に
は、２つの計算機間に共有メモリを配し、両計算機間で
共有するディスクのデータに対して、共有メモリ上のデ
ータを操作することによって排他制御する方法が開示さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいて、複数計算機間で排他制御が必要となる場合に一
般に多く採用されるネットワークを用いたデータ交換と
ソフトウェアによる排他制御機構では、性能面で問題と
なることが多かった。

【０００９】また、従来の共有メモリ装置を計算機間に
配して、共有メモリ上のデータで排他制御する方式で
は、当該共有メモリに障害が発生した場合、排他制御処
理が続行不能になるという問題があった。

【００１０】また、共有メモリ装置は特殊なハードウェ
アとしてシステムに供給されるため、コストが高くなる
という問題があった。この問題は、その性能面での課題
があるにもかかわらず、ネットワークによるデータ交
換、および、ソフトウェアによる排他制御方式が多用さ
れる理由である。

【００１１】また、１つの共用メモリを使用する方法に
おいても、排他制御を必要とし、ある資源を共有する計
算機の数が増えることにより資源の占有権獲得のための
試行が増大し、システム性能にとって多大な負担となる
という問題があった。

【００１２】本発明の解決すべきもう一つの課題は計算
機間の通信路の確保である。例えば、パーソナルコンピ
ュータで多重系システムを構成しようとした場合、通信
路が単点故障となるのを避けるため、多重の、信頼性の
高い通信路が必要となる。

【００１３】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、いずれかの計算機
において障害が発生したとしてもシステム全体としての
稼働を維持しつつ共有資源の排他制御を確実を行うこと
のできる計算機間の排他制御装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る計算機間の排他制御装置は、ＣＰ
Ｕ、分散共有メモリ、コントローラを搭載し、ネットワ
ーク及び分散共有メモリバスに接続された複数の計算機
の共有資源に対する排他制御を行う計算機間の排他制御
装置において、前記分散共有メモリは、計算機による共
有資源へのアクセス位置に対応した各分散共有メモリに
おけるアドレス位置には、当該アクセス位置をアクセス
した計算機を識別可能な排他制御データがそれぞれ書き
込まれ、前記分散共有メモリバスは、前記ネットワーク
とは別個に設けられ、前記各分散共有メモリを相互にデ
ータ交換可能に接続し、リセット信号、アサートされる
ことでバスの占有を示すバスアービトレーション信号、
書込み時にアサートされる読出し／書込み信号、排他制
御データがセットされるデータ信号及び排他制御データ
が書き込まれるアドレス位置がセットされるアドレス信
号用の各信号線で構成され、前記コントローラは、前記
ＣＰＵが前記分散共有メモリバスを確保する際に送出す
るバス確保命令に応じて、前記バスアービトレーション
信号がネゲート状態のときにはアサートし、アサート後
前記ＣＰＵからバス解放命令が送出されるか、リセット
信号が送出されるまでそのアサート状態を保ち、また、
前記分散共有メモリバスを確保した前記計算機に搭載さ
れた前記ＣＰＵによる書込み命令に応じて、データ信号
により表現された当該排他制御データを、アドレス信号
により表現される分散共有メモリのアドレス位置に書き
込むように動作し、前記ＣＰＵは、排他制御プログラム
を含むソフトウェアを実行することによって、当該計算
機上で動作するアプリケーションからの共有資源のアク
セス要求に基づき共有資源上のアクセス位置のロック取
得／解放要求処理を実行し、ロック取得要求処理におい
ては、そのアクセス要求に応じて前記分散共有メモリバ
ス確保命令を送出し、共有資源管理表から当該アクセス
要求によるアクセス位置に対応した当該計算機搭載の分
散共有メモリのアドレス位置を参照することによって当
該アクセス位置の使用状態を確認し、当該アドレス位置
に排他制御データが書き込まれていないときには使用可
能と判断してその排他制御データの書込み要求を出し、
ロック解放要求処理においては、当該アクセス位置の使
用完了時に前記分散共有 メモリバス確保命令を送出した
後、排他制御データが書き込まれた当該アドレス位置に
所定の情報の書込み要求を出し、アクセス要求をした計
算機のコントロ−ラは排他制御データを前記分散共有メ
モリバスにセットし、他のコントローラは排他制御デー
タが前記分散共有メモリバスにセットされることを監視
することで、当該排他制御データによって全ての前記分
散共有メモリの当該アドレス位置を同時に更新するもの
である。

【００１５】また、いずれかの前記計算機がダウンした
とき、ダウンしていないいずれかの前記計算機に搭載さ
れている前記ＣＰＵは、ソフトウェアを実行することに
よって、そのダウンした計算機の排他制御データと前記
分散共有メモリに書き込まれている排他制御データとを
比較し、一致したときにはロック解放要求処理を実行し
て当該アドレス位置を未使用状態に変更するものであ
る。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】本発明によれば、いずれかの計算機の分散共有
メモリに書込みが行われると、コントローラは、分散共
有メモリバスを確保する。他の全ての計算機のコントロ
ーラは、分散共有メモリバス上のデータを取得し自計算
機の分散共有メモリ上のデータを書き換え反映させる。
その後、データの書込みが行われた計算機のコントロー
ラは、分散共有メモリバスを解放する。このようにし
て、排他制御が高速に行われ、各計算機は、共有資源を
自分散共有メモリに保持するので、いずれかの計算機に
おいて障害が発生したとしても残りの計算機で排他制御
を続行できる。

【００１９】また、ダウンした計算機の排他制御データ
と前記分散共有メモリに書き込まれている排他制御デー
タとを比較し、一致したときには当該アドレス位置を未
使用状態に変更する。これにより、ダウンした計算機が
分散共有メモリ上に確保していた部分を解放することが
できる。

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明に係る好適な実
施例について説明する。

【００２３】実施例１．図１は、本発明に係る計算機間
の排他制御装置の第１実施例が適用される計算機システ
ムの構成図である。パソコン等の各計算機１０１、１０
２、１０３は、ＬＡＮ１０５及び本実施例の特徴である
分散共有メモリカードそれぞれを接続する分散共有メモ
リバス１０４に接続されている。更に各計算機１０１、
１０２、１０３は、すべての計算機１０１、１０２、１
０３から随時アクセス可能であるディスク１０６を共有
している。

【００２４】図２は、図１における各計算機のブロック
構成図であり、計算機２００は、図１に示した各計算機
１０１、１０２、１０３それぞれに相当する。図２にお
いて、ＣＰＵ２０１及びメモリ２０２が接続されたメモ
リバス２０３は、計算機２００内部のＩ／Ｏバス２０４
に接続されている。Ｉ／Ｏバス２０４には、図１におけ
る分散共有メモリバス１０４に接続するための分散共有
メモリカード２０５、ディスクに接続するためのＳＣＳ
Ｉカード２０６及びＬＡＮに接続するためのＬＡＮカー
ド２０７などの入出力インターフェイスが接続されてい
る。

【００２５】図３は、分散共有メモリカードのブロック
構成図であり、分散共有メモリカード３０２は、図２に
示した分散共有メモリカード２０５に相当する。分散共
有メモリカード３０２は、各計算機の排他制御データを
分散させて持たせる分散共有メモリ３０４と、図１にお
ける分散共有メモリバス１０４に相当し他の計算機に搭
載された分散共有メモリ３０４との間で相互にデータ交
換可能にする分散共有メモリバス３０１と、計算機内の
図２におけるＩ／Ｏバス２０４に相当するＩ／Ｏバス３
０５と、に接続され、更には内部バスを通して分散共有
メモリ３０４に接続される分散共有メモリコントローラ
３０３と、を有している。この分散共有メモリコントロ
ーラ３０３は、分散共有メモリと分散共有メモリバスと
を制御する。

【００２６】図４は、図２に示した計算機２００に搭載
されるソフトウェア構成を示した図であり、複数計算機
間のデータベース等の共有資源を利用するアプリケーシ
ョンプログラム４０１と、共有資源に対して排他制御を
行う排他制御プログラム４０２と、を有する。排他制御
プログラム４０２は、システムコールインターフェイス
を通してオペレーティングシステム４０３にアクセス
し、更にオペレーティングシステム４０３を介して分散
共有メモリドライバ４０４に分散共有メモリ３０４への
読出しあるいは書込みを依頼する。本実施例において
は、オペレーティングシステム４０３としてＵＮＩＸを
採用している。また、本実施例におけるアプリケーショ
ンプログラム４０１はデータベースプログラムである。
排他制御プログラム４０２もデータベースに即したプロ
グラムである。これらの各ソフトウェアは、ソフトウェ
ア実行手段としてＣＰＵ２０１により実行される。

【００２７】図５は、各々の計算機１０１、１０２、１
０３上の排他制御プログラム４０２が持つ同一の共有資
源管理表を示した図である。図において、共有資源管理
表５０１の左側の列にはデータベースのブロック番号５
０２が、右側の列にはブロック番号５０２に対応する分
散共有メモリ上のアドレス５０３が、それぞれ格納され
ている。この例では１ブロックにつき１バイトのロック
データ領域が分散共有メモリ上に割り当てられており、
本実施例における当該データベースのブロックサイズを
２ＫＢとすると、この共有資源管理表５０１では１０２
４個のブロックを管理することができるので２ＭＢのデ
ータベースを管理できることになる。もちろん、管理す
べきブロック数及びブロックサイズはこれに限られたも
のではない。

【００２８】以下、本実施例における動作を説明する。

【００２９】いま、アプリケーションプログラム４０１
で管理表上はブロック番号１のデータブロックに書込み
の必要が発生したとする。アプリケーションプログラム
４０１は、オペレーティングシステム４０３に書込み要
求を出す前に、書込みを行いたいデータブロックのブロ
ック番号をパラメータとして排他制御プログラム４０２
のロック取得要求プログラムをコールする。ロック取得
の要求は、分散共有メモリ３０４上のデータブロックに
対応するアドレスの排他制御要求となる。なお、本実施
例では、シンプルロック方式をとるので、排他制御にお
いて書込みと読出しの区別はない。

【００３０】排他制御プログラム４０２は、アプリケー
ションプログラム４０１から排他制御要求を受け取ると
アプリケーションプログラム４０１から渡されたブロッ
ク番号及び管理表から分散共有メモリ上のアドレスを知
る。排他制御プログラム４０２は、その分散共有メモリ
のアドレス及び書き込みたいデータとともに排他書込み
コマンドによって、直ちにオペレーティングシステム４
０３のｉｏｃｔｌインターフェイスを通し分散共有メモ
リドライバ４０４をコールする。ここで、書き込むべき
データは、各計算機固有に割り付けられた識別番号であ
るマシンＩＤである。なお、ｉｏｃｔｌインターフェイ
スの詳細については後述する。

【００３１】分散共有メモリドライバ４０４は、オペレ
ーティングシステム４０３を通して排他制御プログラム
４０２からの排他書込みコマンドにより分散共有メモリ
上のアドレス及びマシンＩＤを得る。図６は、Ｉ／Ｏス
ペースにマップされている分散共有メモリカード２０５
のレジスタの内容を示した図であり、分散共有メモリド
ライバ４０４は、図６に示すレジスタに制御データを書
き込み分散共有メモリカード２０５を操作する。図６に
おいてレジスタは、コマンドビット領域６０３〜６０６
と、読出し及び書込みが行われる際のデータが格納され
るデータ領域６０２と、アクセスする分散共有メモリ３
０４のアドレスが格納されるアドレス領域６０１と、で
構成される。上記コマンドビット領域６０３〜６０６と
は、分散共有メモリ３０４の状態を示すステータスビッ
ト６０６と、分散共有メモリバスを確保したいときにＯ
Ｎにする確保命令ビット６０５と、確保した分散共有メ
モリバス３０１を解放したいときにＯＮにするバス解放
命令ビット６０４と、バス確保命令ビット６０５及びバ
ス解放命令ビット６０４がともにＯＦＦのとき０が読出
し命令、１が書込み命令となる読出し／書込みビット６
０３と、で構成される。なお、本実施例における共有分
散メモリバス３０１の空間のサイズは１ＭＢである。

【００３２】分散共有メモリドライバ４０４は、排他制
御プログラム４０２からの排他書込み命令を受け取った
ならば、レジスタのバス確保命令ビット６０５をＯＮに
し、ステータスビット６０６をチェックする。バス確保
に失敗した場合は、確保に成功するまで再試行する。バ
ス確保後、読出し命令とアドレスをセットし、データを
読み出す。読み出したデータは退避しておく。

【００３３】ここで、読み出したデータの内容が−１、
つまり、分散共有メモリ３０４上の指定したアドレスの
場所が未使用状態であったのなら使用可能と判断でき
る。従って、排他制御プログラム４０２から受け取った
マシンＩＤをデータとしてデータ領域６０２にセット
し、書込み命令をセットする。セットした後、バス解放
命令ビット６０４をＯＮにすることでバスを解放する。

【００３４】一方、読み出したデータの内容が−１以
外、つまり、指定したアドレスの場所が使用中であった
場合は使用不可なので、何もセットせずに直ちにバスを
解放する。このようにして、このマシンＩＤがすべての
分散共有メモリ３０４上の該アドレスに書き込まれる。
この後、退避してあった読出しデータをｉｏｃｔｌイン
ターフェイスを通して、排他制御プログラム４０２に返
す。

【００３５】このようなソフトウェア操作に対して、分
散共有メモリカード３０２は、次のように動作する。

【００３６】分散共有メモリカード３０２がバス確保命
令を受けとったとき、分散共有メモリバス３０１上のバ
スアービトレーション（ＢＡ）信号がアサートされてい
れば他の計算機によりすでに占有されていると判断し、
ステータスビット６０６に１をセットしバスを確保でき
なかった旨のエラー報告をする。ＢＡ信号がネゲート状
態であれば、アサートした後ステータスビット６０６に
０をセットし、バス確保に成功した旨の報告をする。Ｂ
Ａ信号はその後バス解放命令がソフトウェアによってな
されるまで、アサート状態に保つ。ただし、ステータス
ビット６０６への書込みにより、分散共有メモリバス３
０１上にリセット（ＲＳＴ）信号が送出されるとネゲー
ト状態にしバスを解放する。書込み命令は、分散共有メ
モリバス３０１上のデータ（ＤＡＴＡ）信号７０４によ
って表現される１バイトのデータとアドレス（ＡＤＤ
Ｒ）信号７０３によって表現されるアドレスとによって
与えられるが、分散共有メモリバス３０１に接続された
すべての分散共有メモリカード３０２は、読出し／書込
み（Ｒ／Ｗ）信号を監視しており、アサート状態、つま
り書込み命令であったならば、各計算機は、自分散共有
メモリ３０４のデータを分散共有メモリバス３０１上の
データで書き換える。

【００３７】このように、いずれかの分散共有メモリへ
の書込み等更新要求により、分散共有メモリバス３０１
に接続されたすべての分散共有メモリは、分散共有メモ
リバス３０１上のデータで書き換えられ、反映される。
図７にバス確保の上、読出し／書込みを行う時の分散共
有メモリバス３０１の動作タイミングを、図８にバスを
確保しない書込みの分散共有メモリバス３０１の動作タ
イミングを、それぞれ示す。図７及び図８において、Ｒ
／Ｗ信号７０１、８０１は、書込み時にアサートされる
信号を示し、ＢＡ信号７０２、８０２は、アサートする
ことでバスを占有していることを示す信号である。

【００３８】排他制御プログラム４０２は、排他書込み
コマンドによる分散共有メモリドライバ４０４から分散
共有メモリ３０４へのアクセス要求に対する実行結果を
示す戻り値が−１であれば、分散共有メモリ３０４上の
当該アドレスのロック取得が成功したと判断し、アプリ
ケーションプログラム４０１に制御を戻す。これによ
り、アプリケーションプログラム４０１は、データブロ
ックへの書込みを開始する。当該戻り値が−１でなけれ
ば、成功するまで再試行する。

【００３９】アプリケーションプログラム４０１は、デ
ータブロックへの書込みが完了すると、分散共有メモリ
３０４上の当該アドレスのロック取得の時と同じアドレ
ス、すなわちデータブロックのブロック番号でロック解
放プログラムをコールする。排他制御プログラム４０２
は、ロック取得の時と同じく、ｉｏｃｔｌインターフェ
イスを通して、分散共有メモリドライバ４０４を書込み
コマンドで当該アドレスと未使用状態を表すデータ−１
とともにコールする。分散共有メモリドライバ４０４
は、レジスタのデータ領域６０２に−１を、アドレス領
域６０１に指定されたアドレスを、そして、読出し／書
込みビット６０３にＯＮを、それぞれセットする。この
ように、分散共有メモリドライバ４０４は、分散共有メ
モリ９０４の当該アドレスに−１を書き込むことで当該
アドレスを未使用状態とする。そして、確保していたロ
ックは解放される。

【００４０】以上のようにして、複数の計算機により構
成される計算機システムにおいて共有資源の排他的制御
が行われる。

【００４１】ところで、分散共有メモリ３０４の初期化
は、オペレーティングシステムの立ち上がり時に、分散
共有メモリドライバ４０４の初期化ルーチンがコールさ
れることによって行われ、分散共有メモリ３０４の内容
は未使用状態を表すデータである−１に初期化される。
この初期化時には、他の全ての計算機が稼働状態である
ように調停される。分散共有メモリ３０４への−１の書
込みは、計算機システムのうちクラスタを構成する計算
機のうちの一台によって行われる。本実施例ではマスタ
となる計算機を一台、静的に決定しておき、そのマスタ
計算機がすべての計算機からの準備完了メッセージを受
けとる方法で行った。従って、本実施例においては、計
算機システムのうちクラスタとして登録されていない計
算機が排他制御セッションに途中から参加することはで
きない。

【００４２】また、クラスタを構成している計算機のう
ちいずれかがクラスタの稼働中にダウンしたとすると、
ダウンした計算機が確保していた全ての分散共有メモリ
３０４上の内容を未使用状態とする必要がある。これ
は、次のようにして行われる。すなわち、計算機がダウ
ンしたことは、依然として稼働している計算機上のアプ
リケーションプログラム４０１に通知される。その通知
を受けたアプリケーションプログラム４０１は、お互い
に通信して後処理を行う計算機を決定する。後処理を行
うこととなった計算機のアプリケーションプログラム４
０１は、排他制御プログラム４０２のロック解除ルーチ
ンを、ダウンした計算機のマシンＩＤでコールする。排
他制御プログラム４０２は、更にｉｏｃｔｌインターフ
ェイスを通し、共有資源管理表で管理するすべてのアド
レスに対して読出しコマンドで読み出し、ダウンした計
算機のマシンＩＤと一致したら、書込みコマンドを用い
て分散共有メモリ３０４に−１を書き込み、ダウンした
計算機が確保していた分散共有メモリ３０４上の内容を
未使用状態とする。このようにして、ダウンした計算機
が確保していた分散共有メモリ３０４上の内容のロック
解放処理を行う。これにより、確保されていたままのデ
ータについての排他制御処理を続行することが可能とな
る。

【００４３】以上のように、本実施例によれば、複数台
の計算機によって構成されるクラスタ内の共有資源の排
他制御を、各計算機に同じ規格のカードを装着すること
で低コスト化を図りつつ高速に行うことができる。

【００４４】実施例２．以下、本発明に係る第２実施例
について説明する。本実施例における計算機間の排他制
御装置が適用される計算機システム及び各計算機は、第
１実施例と同様、図１及び図２に示した構成を有する。
また、本実施例におけるソフトウェア構成は図４に示し
たように第１実施例と同様である。すなわち、アプリケ
ーションプログラム４０１は、データベースプログラム
を想定しており、そのアプリケーションプログラム４０
１が共有ディスク上のデータベースをアクセスし、この
データへの排他制御を排他制御プログラム４０２がデー
タベースのデータブロック単位に行う。

【００４５】図９は、本実施例における分散共有メモリ
カードのブロック構成図であり、分散共有メモリカード
９０２は、図２に示した分散共有メモリカード２０５に
相当する。分散共有メモリカード９０２は、第１実施例
とほぼ同様の分散共有メモリコントローラ９０３と分散
共有メモリ９０４とを有している。

【００４６】本実施例において特徴的なことは、分散共
有メモリカード９０２にプロセッサ（ＣＰＵ）９０６を
設けたことである。例えば、上記第１実施例に示したよ
うに、共有資源の排他制御を単純な分散共有メモリを利
用してシンプルロック方式により行う場合において、共
有資源に対する競合が激しいときには各々の計算機のＣ
ＰＵ時間をロック取得のために消費する割合が増加す
る。従って、本実施例においては、共有資源に対する排
他制御を行い、分散共有メモリカード９０２に高レベル
のコマンドを実行させるＣＰＵ９０６を設けることによ
り計算機２００のＣＰＵ２０１の負担を軽減することが
できる。

【００４７】以下、本実施例の動作について説明する。

【００４８】第１実施例と同様のアプリケーションプロ
グラム４０１から同様のデータブロックに書込みの必要
が発生したときは、排他制御プログラム４０２のロック
取得要求ルーチンをコールする。本実施例においてもシ
ンプルロック方式をとるので、排他制御に関し、書込み
と読出しの区別はない。排他制御プログラム４０２は、
アプリケーションプログラム４０１から排他制御要求を
受け取るとアプリケーションプログラム４０１から渡さ
れたブロック番号と、排他制御プログラム４０２の保有
する共有資源管理表から分散共有メモリ上のアドレスを
知る。排他制御プログラム４０２は、ｉｏｃｔｌインタ
ーフェイスを通し、排他書込みコマンドで分散共有メモ
リ９０４のアドレス及び書込みデータをパラメータとし
分散共有メモリドライバ４０４をコールすることで、分
散共有メモリ９０４上のデータブロックに対応するアド
レスのロック取得の要求を出す。ここで、書き込むべき
データは、当該計算機のマシンＩＤである。

【００４９】分散共有メモリドライバ４０４は、オペレ
ーティングシステム４０３を通して排他制御プログラム
４０２からの排他書込みコマンドにより分散共有メモリ
上のアドレス及びマシンＩＤを得る。ところで、本実施
例においては、第１実施例で使用した図６の分散共有メ
モリカード９０２のレジスタと同様のフォーマットのレ
ジスタを有している。分散共有メモリドライバ４０４
は、排他書込みコマンドを受け取ると、このレジスタに
データ及びアドレスをセットすることで排他書込みコマ
ンドを生成する。具体的には、排他書込みコマンドは、
図６に示したバス確保命令ビット６０５の位置に割り当
てられた排他書込みビットと読出し／書込みビット６０
３とをともにＯＮにすることで表現される。分散共有メ
モリドライバ４０４は、排他書込みコマンドがセットさ
れるとスリープし、分散共有メモリカード９０２からの
完了割込みを待つ。

【００５０】分散共有メモリカード９０２におけるＣＰ
Ｕ９０６は、排他書込みコマンドを受け取ると、ファー
ムウェア９０７により図１０に示した論理で処理を行
う。なお、第１及び第２実施例における分散共有メモリ
カードの構造上の違いは、図３と図９とを比較すると明
らかなように、より複雑な制御のためのプロセッサ９０
６及びそのためのファームウェア９０７が加わったこと
であるが、分散共有メモリバス９０１上の動作は全く同
じである。

【００５１】以下、図１０に示したフローチャートを用
いてＣＰＵ９０６における排他書込み処理について説明
する。

【００５２】まず、分散共有メモリカード９０２が分散
共有メモリバス９０１の排他使用を行うための確保を行
う（ステップ１００２）。確保できた場合は、指定され
たアドレスのデータを読み出す（ステップ１００３）。
読み出したデータの値は、指定されたアドレスに対応す
るデータブロックがいずれかの計算機により占有されて
いるのならばその計算機のマシンＩＤであり、占有され
ていなければ未使用状態を表す−１である。データが−
１でなければ、分散共有メモリバス９０１を解放しステ
ップ１００２から再試行する。なお、デッドロックの検
出機能は本実施例の特徴でないため説明を省略する。既
に確保しているデータに対しさらにロックをしようとす
ると、デッドロックの検出機能がなければステップ１０
０４において無限にループする。データが−１であった
ならば、自マシンＩＤの書込みを行う。書込みは第１実
施例と同様に分散共有メモリバス９０１に接続されてい
るすべての分散共有メモリ９０４に反映される（ステッ
プ１００５）。書込みが終了したならば、分散共有メモ
リバス９０１を解放し、ロック取得が完了した旨を計算
機のＣＰＵ２０１に対して割込みにより通知する。割込
みを受けたＣＰＵ２０１は、分散共有メモリドライバ４
０４へ復帰する。分散共有メモリドライバ４０４は、ｉ
ｏｃｔｌインターフェイスを通し、排他制御プログラム
４０２へ排他書込みの完了報告を行う。排他制御プログ
ラム４０２は、アプリケーションプログラム４０１へ制
御を戻す。

【００５３】アプリケーションプログラム４０１が当該
データブロックへのアクセスを完了すると、排他制御プ
ログラム４０２のロック解除ルーチンをコールする。排
他制御プログラム４０２は、分散共有メモリドライバ４
０４の書込みルーチンを当該アドレスと未使用状態を表
すデータである−１とともにコールする。分散共有メモ
リドライバ４０４は、レジスタのデータ領域６０２に−
１を、アドレス領域６０１に指定されたアドレスを、そ
して、読出し／書込みビット６０３にＯＮを、それぞれ
セットする。これにより、分散共有メモリ９０４の当該
アドレスに−１が書き込まれ、当該アドレスは未使用状
態となり、確保していたロックは解放される。

【００５４】ところで、分散共有メモリ９０４の初期化
及びロックを保持したまま計算機がダウンした場合の後
処理は、分散共有メモリカード９０２に対してコマンド
を発行することにより行う。オペレーティングシステム
４０３の立ち上がり時に、分散共有メモリドライバ４０
４の初期化ルーチンがコールされる。初期化ルーチン
は、図６に示したバス解放命令ビット６０４の位置に割
り当てられたイニシャライズビットをＯＮにする。これ
により、分散共有メモリカード９０２は稼働状態とな
る。

【００５５】更に、初期化ルーチンは、クラスタ内でブ
ートアップしている計算機が自計算機以外に一台のみ以
下であるかチェックし、そうであったならば、イニシャ
ライズビット６０４及び読出し／書込みビット６０３に
ＯＮをセットする。これにより、分散共有メモリ９０４
は、分散共有メモリカード９０２内のＣＰＵ９０６によ
り、未使用状態を表す−１に初期化される。つまり、一
台のみの計算機の稼働であれば、共有となる資源はない
はずであるから、他の計算機の分散共有メモリ９０４の
内容を反映させる必要はない。上記処理の完了は割込み
によって通知される。

【００５６】クラスタ内に自計算機以外にすでに二台以
上の計算機がブートアップしているときには、他の計算
機に分散共有メモリ９０４の初期化を依頼する。分散共
有メモリドライバ４０４は、ブートアップ済みの他の計
算機の管理デーモンにメモリ初期化要求のメッセージを
送ると、メッセージを受けた管理デーモンは、自分散共
有メモリドライバ４０４の同期コマンドをコールする。
これにより、分散共有メモリドライバ４０４は、読出し
／書込みビット６０３、イニシャライズビット６０４及
び排他書込みビット６０５にすべて１をセットする。こ
れにより、分散共有メモリカード９０２内のＣＰＵ９０
６は、分散共有メモリバス９０１を確保した後、自分散
共有メモリ９０４内のすべてのデータの読出し／書込み
を行う。これにより、稼働状態にあるすべての分散共有
メモリカード９０２上の分散共有メモリ９０４に当該デ
ータがコピーされる。この初期化処理の完了通知は割込
みにて行われる。分散共有メモリドライバ４０４は、割
込みにより初期化処理の完了を知り、その旨を管理デー
モンに知らせる。管理デーモンは、メッセージの初期化
を依頼した分散共有メモリドライバ４０４に返送する。
これにより、ブートアップしている計算機に搭載された
分散共有メモリの初期化が完了し、分散共有メモリドラ
イバ４０４の初期化ルーチンを終了する。

【００５７】なお、本実施例では、以上のような初期化
の実現方式をとったが、第１実施例のように各計算機上
の分散共有メモリドライバ４０４の初期化ルーチン同士
が同期をとり一斉に自分散共有メモリ初期化コマンドを
発行することも可能であるし、複数の後からブートアッ
プされる計算機を１つの同期コマンドで処理する方法も
考えられる。

【００５８】また、ロックを取得したままクラスタ内の
いずれかの計算機がダウンした場合のロックの復旧は、
次のような方法で行うことができる。すなわち、第１実
施例と同様に後処理を行うマスタ計算機を決定した後、
排他制御プログラムのロック解除ルーチンをダウンした
計算機のマシンＩＤでコールする。排他制御プログラム
４０２は、分散共有メモリドライバ４０４をｉｏｃｔｌ
インターフェイスのロック解除コマンドによりマシンＩ
Ｄを渡してコールする。

【００５９】分散共有メモリドライバ４０４は、これを
受けてイニシャライズビット６０４及び排他書込みビッ
ト６０５にＯＮを、データ領域６０２に当該マシンＩＤ
をセットする。これにより、ＣＰＵ９０６は、分散共有
メモリ９０４内のデータを読み出し、当該マシンＩＤと
一致したなら未使用状態を表す−１を書き込む。分散共
有メモリドライバ４０４は、割込みにより通知を受け、
処理の完了を排他制御プログラム４０２に通知する。

【００６０】ここで、第１及び第２の実施例についての
まとめと補足を行う。第１及び第２の実施例は、もっと
も簡単な構成により説明した。すなわち、各計算機１０
１、１０２、１０３に搭載される分散共有メモリカード
は、お互いに分散共有メモリバス１０４で接続され分散
共有メモリバス１０４上のＢＡ信号と、読込み／書込み
を示すＲ／Ｗ信号によってお互いを制御していた。

【００６１】分散共有メモリ３０４、９０４への書込み
は、分散共有メモリバス１０４のＲ／Ｗ信号をアサート
し、２０ビットのアドレス（ＡＤＤＲ）信号、８ビット
のデータ（ＤＡＴＡ）信号を送出し、分散共有メモリバ
ス１０４に接続されたすべての分散共有メモリカード３
０２、９０２の分散共有メモリコントローラ３０３、９
０３が、これを自分散共有メモリ３０４、９０４の当該
アドレスに書き込むことによって行われる。

【００６２】分散共有メモリ３０４、９０４からの読出
しは、各計算機が有する自分散共有メモリ３０４、９０
４から行われるが、ＢＡ信号が、分散共有メモリバス１
０４上の他の分散共有メモリカード９０２によりアサー
トされているときは書込みを行うことができない。

【００６３】読出しを行うためのＢＡ信号の確保は、他
の分散共有メモリカード３０２、９０２によりＢＡ信号
がアサートされていなければ、随時行うことができる。
ＢＡ信号の確保、解放、分散共有メモリ３０４、９０４
への読出し／書込みは、ユーザから分散共有メモリコン
トローラ３０３、９０３へのレジスタを経由してのコマ
ンド投入により行われる。第１実施例におけるユーザ
は、第２実施例における分散共有メモリコントローラ９
０３に対するＣＰＵ９０６に相当する。上述したよう
に、分散共有メモリカード９０２上のＣＰＵ９０６は、
排他書込みコマンドを受け取ると、排他書込みが成功す
るまで再試行するが、再試行がなされている間にステー
タスビット６０６に１の書込みをレジスタに受けると再
試行を終了し、データ領域６０２に当該アドレスから読
み出したデータをセットする。従って、先の排他書込み
要求はクリアされ、これを起因とする計算機への割込み
も発生しない。

【００６４】次に、分散共有メモリドライバ４０４のイ
ンターフェイスとその機能について説明する。

【００６５】分散共有メモリドライバ４０４は、インタ
ーフェイスとして、 １）オープン ２）クローズ ３）排他書込み ４）書込み ５）読出し ６）初期化ルーチン を持っており、第２実施例においては更に、 ７）メモリ内容同期 ８）ロック解除 の２つのインターフェイスを持つている。分散共有メモ
リドライバ４０４のフレームワークとしては、３）〜
５）及び７）、８）はｉｏｃｔｌインターフェイスのコ
マンドとして提供される。以下、各ｉｏｃｔｌインター
フェイスについて説明する。

【００６６】ＵＮＩＸシステムにおいてはデバイスもフ
ァイルシステムを介した特殊ファイルとしてアクセスさ
れる。そのため、１）オープン並びに２）クローズは、
ファイルのオープン、クローズに伴って、分散共有メモ
リドライバ４０４がデバイスドライバとして必要な処理
を行うために用意されているｉｏｃｔｌインターフェイ
スであるが、分散共有メモリドライバ４０４では特に機
能を必要としない。

【００６７】３）排他書込みは、ｉｏｃｔｌインターフ
ェイスの１コマンドとして実装されている。当機能を利
用するアプリケーションプログラムは、オープンシステ
ムコールで得たファイルディスクリプタ、排他書込みを
示すコマンド種別、書込みアドレス及びデータをもって
コールする。当該機能は既に説明したように、第１実施
例では、バスロックを行い指定されたアドレスの内容が
−１、つまり、未使用状態であったのならデータ書込み
を行い、戻り値として正常終了を意味する０を返す。一
方、未使用状態でなければ戻り値として−１を返す。排
他書込みの成功／不成功に関わらず、当該アドレスから
読み出した元の値をアプリケーションプログラムにデー
タ領域６０２に格納することによって報告する。

【００６８】第２実施例においては、分散共有メモリカ
ード９０２上のＣＰＵ９０６は、排他書込みに成功する
まで再試行し、書込みに成功したら、割込みによって通
知され、戻り値として０を、またデータとして−１を、
それぞれ当該アプリケーションプログラム（厳密には上
記第１及び第２実施例においては排他制御プログラム）
に通知する。ＵＮＩＸはマルチタスクオペレーティング
システムであるので、複数のアプリケーションプログラ
ムが同一のデバイスドライバを見かけ上同時にコールす
ることが可能である。従って、ＵＮＩＸは、あるアプリ
ケーションプログラムが分散共有メモリカード９０２の
排他書込みの成功を待ってスリープしているときに、更
に別のアプリケーションプログラムからの排他書込み要
求を実行することができる。

【００６９】当該機能において分散共有メモリドライバ
４０４は、排他書込み要求キューを保持している。排他
書込み要求は、要求のあった順番にキューに接続されて
いく。排他書込み要求は、キューイングされると、分散
共有メモリカードへコマンド発行がなされてから分散共
有メモリドライバ４０４で設定されるタイムアウト値を
越える時間が経過するまで実行される。時間経過後、当
該分散共有メモリカードのコントロールレジスタのステ
ータスビットに１をセットして、排他書込みの再試行を
終了する。ここで、排他書込み要求が、実行途中であっ
たならば、終了時点におけるデータ等を実行コンテキス
トとして保持して排他書込み要求キューの最後尾に接続
される。この処理は、排他書込みが終了するまで繰り返
し行われる。

【００７０】このように、ある排他書込み要求による分
散共有メモリカードの占有を防ぐための論理は、新規要
求のキュー接続時のみではなく、コールアウトと呼ばれ
る定期的にオペレーティングシステム内で実行されるサ
ブルーチン内でも実行される。また、アプリケーション
プログラムからも、排他書込みの中断を要求することが
できる。すでに投入した排他書込み要求のアドレスで、
データとして−１を設定し、ｉｏｃｔｌインターフェイ
スを、例えば、ユーザのシグナルハンドラ中からコール
することでも排他書込みを中断させることができる。そ
の一方で、スリープしていた排他書込み要求は、保持し
ている実行コンテキストに基づいてウェイクアップを実
行する。ウェイクアップにより再び実行を始めた排他書
込みは、当該キュー中の読出しデータをインターフェイ
スのデータ領域にセットし、戻り値として−１を返し
て、アプリケーションプログラムに戻る。

【００７１】４）書込み並びに５）読出しコマンドのイ
ンターフェイスは、上記各実施例に共通で、ｉｏｃｔｌ
インターフェイスとしてファイルディスクリプタ、書込
みあるいは読出しのコマンド種別、分散共有メモリ上の
アドレス、また、書込み時ではデータ、読出し時では空
のデータエリアが用意されている。

【００７２】書込み時、分散共有メモリドライバ４０４
は、レジスタの書込みビットに１を更にはアドレス及び
データをセットする。その終了時にはステータスビット
を参照し、その成功を確認する。アドレスに不正のない
限り、あるいは他の計算機によりバスロックが行われて
いない限り、データ書込みは成功する。本ｉｏｓｔイン
ターフェイス内のサブルーチンにおいてアドレスのチェ
ックは行われるので、アドレスの不正は発生しないが、
バスロックによるエラーは発生し得る。第１実施例では
ｉｏｓｔインターフェイスの中で成功するまで再試行す
る。第２実施例における分散共有メモリカードでは、ス
テータスビットに１をセットすることにより割込みによ
り完了通知させることも可能であるが、第１実施例と同
様に分散共有メモリドライバ４０４が再試行を行う。結
果として、分散共有メモリへの書込みに成功したならば
０を、アドレス不正を含め失敗したならば−１を戻り値
としてアプリケーションプログラムに返す。

【００７３】一方、読出し時、レジスタにアドレスのみ
をセットするとレジスタのデータ領域に自分散共有メモ
リから読み出したデータがセットされる。つまり、分散
共有メモリドライバ４０４は、その値をｉｏｃｔｌイン
ターフェイスで指定されたデータ領域に格納し、戻り値
として０を返す。なお、このレジスタは、常にダブルワ
ード（４バイト）でアクセスされる。ここで、分散共有
メモリカードに対してコマンドを発行し、その終了同期
の方法について言及すると、本実施例すべてにおいて、
割込みによる終了通知を行う以外は、無為命令の挿入な
どにより十分な時間を計算機側で用意することにより行
う。

【００７４】６）初期化ルーチンは、オペレーティング
システム立上り時に、分散共有メモリドライバ４０４の
初期化のためのオペレーティングシステム４０３から呼
ばれる分散共有メモリドライバ４０４のｉｏｃｔｌイン
ターフェイスである。いずれの実施例においてもすべて
の有効な計算機が同時に初期化ルーチンを実行し調停を
行う必要があるため、その調停手段としてＬＡＮ１０５
等のネットワークが使用できることを前提としている。
通常のデバイスドライバの初期化ルーチンは、システム
ブートプロセスの早い時期にコールされるが、本実施例
では、ネットワークが使用可能となった後、ドライバモ
ジュールのダウンローディングという方法でこれを実現
している。

【００７５】第１実施例では、あるタイムアウト期間の
後、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アド
レスの一番低いものがマスタとなり、上述した方法で初
期化を行う。初期化終了の後、他の計算機の初期化ルー
チンに処理の終了を調停手段を通して通知する。第２実
施例においても同様の調停を行い、分散共有メモリカー
ド９０２の起動を行う。分散共有メモリカード９０２を
起動しない限り、分散共有メモリカード９０２は、休止
状態をとり続ける。上述したように、同期コマンドをレ
ジスタにセットして、分散共有メモリカード９０２から
の割込み通知を待つ。割込み通知を受けると処理が完了
したものとして、第１実施例と同様に他の計算機に通知
する。

【００７６】また、第２実施例では、すでにある分散共
有メモリ９０４のセッションに途中から、新たな計算機
が参加することを可能としている。このために用意され
たｉｏｃｔｌインターフェイスの７）メモリ内容同期コ
マンドは、初期化の必要が生じた計算機に依頼された計
算機上の管理デーモンからコールされる。ｉｏｓｔイン
ターフェイスは、ファイルディスクリプタを渡すのみで
ある。

【００７７】８）ロック解除は、いずれかの計算機がダ
ウンした時に、その計算機が確保していたロックの解除
を行うときに利用されるｉｏｃｔｌインターフェイスで
ある。ファイルディスクリプタロック解除コマンドの種
別及びマシンＩＤを指定してコールされる。コールされ
ると当該ｉｏｃｔｌインターフェイスは、分散共有メモ
リカードのコントロールレジスタに、ロック解除命令を
セットして、割込み通知を待つ。割込み通知を受ける
と、戻り値０をセットして戻る。

【００７８】実施例３．以下、本発明に係る第３実施例
について説明する。本実施例における計算機間の排他制
御装置が適用される計算機システム及び各計算機は、第
１実施例と同様、図１及び図２に示した構成を有する。
本実施例におけるソフトウェア構成は図４に示したよう
に第１実施例とほぼ同様であるが、本実施例において特
徴的なことは、システムコールインターフェイスを通し
てオペレーティングシステム４０３にアクセスを行い通
信機能を提供する通信プログラムを用いることである。
通信プログラムは、図４で言えば排他制御プログラム４
０２と同様の位置に配置され、ＣＰＵ２０１において実
行される。これにより、排他制御機能のみならず通信機
能を提供することができる。通常時における通信機能
は、ＬＡＮ１０５を用いて提供されているが、本実施例
によれば、この通信プログラムを実行させることによ
り、分散共有メモリバス１０４をＬＡＮ１０５に何らか
の障害が発生した場合の通信路として利用することがで
き、また、ＬＡＮ１０５にかかる負荷の軽減を図ること
ができる。

【００７９】本実施例における通信プログラムは、通信
路確保、セマフォ操作、及び読出し／書込みのインター
フェイスを有している。以下、通信プログラムにおける
各々のインターフェイス及びその動作について説明す
る。

【００８０】通信路確保は、キー、領域サイズを引数と
して渡し、通信路確保インターフェイスをコールする。
キーは通信領域の指定子、領域サイズはバイト単位で各
々２５６を越えることはできない。通信領域確保インタ
ーフェイスがコールされると、すでに領域確保が行われ
ていないかチェックし、システムコンフィグレーション
によりあらかじめ与えられた分散共有メモリ上の領域か
ら、各々１バイトのキー登録、領域サイズ、セマフォ用
領域及び通信領域の確保を試みる。確保に成功したなら
ば、キー登録エリアに指定されたキーを登録し、領域サ
イズに指定サイズを設定する。設定には分散共有メモリ
ドライバの排他書込みが用いられる。内部的には、キー
が登録されているということは、その領域の領域サイズ
＋３バイトが使用中であることを意味する。通信領域確
保インターフェイスは、確保した通信領域のアドレス、
サイズを登録した管理情報及び通信管理プログラムのデ
ータのインデックスとなる通信領域ＩＤを戻り値として
返して終了する。失敗した時は戻り値としてその旨を表
す−１を返す。すでに確保されたキーに対して通信路確
保インターフェイスがコールされたときは、指定された
領域サイズがすでに確保したサイズ以下であれば、初回
と同様に管理情報をセットし、同じく通信領域ＩＤを返
す。ただし、同一の計算機からあるキーに対しての２回
目以降の通信路確保は許さない。

【００８１】次に、セマフォ操作のインターフェイスに
ついて説明する。

【００８２】セマフォ操作は通信領域に対するロック操
作である。但し、書込みを行う、つまり、送信を行う計
算機が常に同一であるならばこの操作の必要はない。こ
のセマフォ操作は、通信領域ＩＤを引数としてセマフォ
確保／セマフォ解放ルーチンをコールすることによって
行われる。セマフォ確保に成功したならば０、そうでな
ければ−１を戻り値として返す。エラー発生要因は不正
な通信領域ＩＤである。内部的には、通信領域ＩＤから
管理情報を得てセマフォ用領域にシステムコンフィグレ
ーションによって与えられているマシンＩＤを排他書込
みすることによって行われる。セマフォ解放は、通信領
域を確保した計算機がセマフォ用領域に未使用状態を表
す−１を書き込むことにより行う。セマフォ確保／セマ
フォ解放が完了すると０を返し終了する。

【００８３】読出し／書込みは、通信領域ＩＤ、通信領
域上のアドレス、また、書込み時には書き込むべきデー
タを、読出し時はデータを読み出す１バイトのデータ領
域のアドレスを引数として読出し／書込みのインターフ
ェイスをコールすることによって行われる。通信プログ
ラムは分散共有メモリドライバの読出し／書込み機能に
よって与えられたアドレスを分散共有メモリ上のアドレ
スに変換し、読出し／書込みを行う。成功時には０を失
敗時には−１を戻り値として返して終了する。失敗する
要因は、通信領域ＩＤの不正、または、アドレスの不正
である。このように通信機能を提供する。

【００８４】以上のように、本実施例によれば、排他制
御機能のみならず通信機能をも提供することができる。

【００８５】実施例４．以下、本発明に係る第４実施例
について説明する。本実施例における計算機間の排他制
御装置が適用される計算機システム及び各計算機は、第
１実施例と同様、図１及び図２に示した構成を有する。
また、本実施例におけるソフトウェア構成は図４に示し
たように第１実施例と同様である。

【００８６】本実施例において特徴的なことは、分散共
有メモリバスに各計算機を識別しうる情報の転送を行う
信号線を設けたことである。各計算機を識別しうる情報
として本実施例ではマシンＩＤを用いる。また、コンフ
ィグレーション可能な計算機台数分のマシンＩＤに対応
した信号線（以下、マシンＩＤ信号線という）が分散共
有メモリバス１０４に付加されることで各計算機を識別
させるようにし、またマシンＩＤの指定読出し／書込み
のコマンドインターフェイスを用意する。上記第１及び
第２実施例では、分散共有メモリドライバのｉｏｃｔｌ
インターフェイスの一機能である初期化ルーチンを実現
するとき、計算機間の調停をＬＡＮ１０５によるネット
ワーク機能を利用して実現することについてすでに述べ
たが、本実施例においては、分散共有メモリバス１０４
にマシンＩＤ信号線を設けたことで、ＬＡＮ１０５を用
いたアプリケーションプログラム等計算機の他のサブシ
ステムによる調停手段を用いることなく計算機間の調停
を実現することができる。すなわち、本実施例における
分散共有メモリバス１０４を用いることで、ある計算機
から任意に選択した計算機上の分散共有メモリに対して
アクセスすることができる。

【００８７】マシンＩＤ信号線は、計算機が分散共有メ
モリバス１０４につながる可能性のある本数分用意され
る。以下に示す本実施例においては８本のマシンＩＤ信
号線を設けることとする。従って、最大８台の計算機を
接続できることになる。

【００８８】以下、本実施例における動作について説明
する。

【００８９】あるマシンＩＤ信号線を流れる信号（以
下、ＩＤ信号という）がアサートされ、Ｒ／Ｗ信号がネ
ゲートされると、マシンＩＤに対応する計算機の分散共
有メモリカードは、ＢＡ信号をアサートし、送出されて
いるアドレスに対応するデータを送出する。ＩＤ信号の
いずれかがアサートされているときは、通常のトランザ
クションは禁止される。つまり、排他制御されることに
なる。

【００９０】Ｒ／Ｗ信号がアサートされていると、書込
み時にはマシンＩＤに対応する計算機の分散共有メモリ
カードは、ＢＡ信号をアサートし、分散共有メモリバス
上のＡＤＤＲ信号で示されるアドレスにＤＡＴＡ信号で
示される分散共有メモリバス上のデータを書込みに行
く。このとき、相手先となる計算機の分散共有メモリカ
ードは、割込みを自計算機に対して発生させる。

【００９１】読出し時、コマンドインターフェイスとし
てステータスビットをＯＮにし、またデータ領域にマシ
ンＩＤを、アドレス領域にアドレスをそれぞれセットし
実行される。一方、書込み時には、ステータスビットを
ＯＮ、読出し／書込みビットをＯＮ、マシンＩＤをコン
トロールレジスタに書き込む。その後、更にデータを書
き込むべき分散共有メモリデータ上のアドレス及びその
データを書き込むことにより実行される。

【００９２】次に、本実施例における分散共有メモリド
ライバの初期化ルーチンについて説明する。

【００９３】イニシャライズビットを１に設定すること
で分散共有メモリカードをアクティブにする。８本それ
ぞれに割り付けられた信号線の番号ＩＤ０からＩＤ７ま
での分散共有メモリの先頭アドレスの個別読出しを順次
行う。但し、本実施例において、分散共有メモリのアド
レス０は自計算機のマシンＩＤ等管理情報を格納する領
域として使用するためアプリケーションプログラムが利
用することはできない。ある計算機のセッションがすで
に開始されているならば、その計算機の分散共有メモリ
カードから−１が読み出せる。この時、読出し時にエラ
ーとなるマシンＩＤの計算機は、まだ分散共有メモリカ
ードがアクティブとなっていない。セッションを開始し
ている計算機には割込みがかかるので、分散共有メモリ
ドライバの割込みルーチンは、レジスタの読出しを行っ
た結果、ステータスビット及びイニシャライズビットが
ＯＮになっていることから、この割込みがマシンＩＤ指
定の読出しの結果の割込みであることを知る。ここで、
自マシンＩＤがセッションに参加している分散共有メモ
リカードのなかで一番小さいマシンＩＤであると判断さ
れれば、第２実施例にあるメモリ内容同期処理を行う。
処理の終了後、まだセッションに参加していなかった分
散共有メモリのアドレス０に対し−１を書き込むこと
で、マシンＩＤの指定書込みを行う。これにより、新規
にセッションに参加しようとした計算機に割込みがあ
り、これが、スリープしていた初期化ルーチンをウェイ
クアップさせ、初期化ルーチンは自分散共有メモリのア
ドレス０に−１がセットされたことを確認して処理を終
了する。

【００９４】まだ１台もブートアップしていない時はそ
のまま終了する。

【００９５】すでに１台の計算機だけブートアップして
いた時はスリープし、このマシンＩＤの指定読出しによ
って受けた割込みルーチンにおいて、自計算機が最初の
１台であることから第２実施例と同様の初期化処理を行
う。自分散共有メモリのアドレス０とまだセッションに
参加していない、つまり、自計算機以外のすべての計算
機のアドレス０に未使用状態を表す−１の書込みを行
う。これによりスリープしていた初期化ルーチンは続行
され、終了する。

【００９６】以上のようにして、本実施例によれば、分
散共有メモリバス１０４にマシンＩＤ信号線を設けたこ
とで、ＬＡＮを用いたアプリケーションプログラム等計
算機の他のサブシステムによる調停手段を用いることな
く計算機間の調停を実現することができる。

【００９７】なお、上記各実施例において、具体的な例
として示した値、例えばビットデータをフラグとして使
用した場合の０と１、正常終了か否かを示す戻り値、初
期値等は、一般的に用いられる値で示しただけであり、
この値に限られるものではない。

【００９８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、排他制御
を行うための分散共有メモリバス並びに分散共有メモリ
バスを制御するコントローラを各計算機に設けたことに
より、複数台の計算機によって構成されるクラスタ内の
共有資源の排他制御を高速に行うことが可能となる。

【００９９】また、各々の計算機には同じ規格の分散共
有メモリを用意すればよく、低コスト化が容易に図るこ
とが可能となる。

【０１００】また、各分散共有メモリがそれぞれに排他
制御データを保持しているため、仮にいずれかの計算機
がダウンしたとしても、他の計算機において排他制御処
理を続行することが可能となる。

【０１０１】また、ダウンした計算機が使用していた分
散共有メモリのアドレス位置部分を未使用状態に変更す
ることにより、その計算機が分散共有メモリ上に確保し
ていた部分を解放することができる。

【０１０２】

【０１０３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る計算機間の排他制御装置の第１
実施例が適用される計算機システムの構成図である。

【図２】 図１における各計算機のブロック構成図であ
る。

【図３】 第１実施例における分散共有メモリカードの
ブロック構成図である。

【図４】 図２に示した計算機に搭載されるソフトウェ
ア構成を示した図である。

【図５】 図２に示した各計算機上の排他制御プログラ
ムが持つ同一の共有資源管理表を示した図である。

【図６】 第１実施例における分散共有メモリカードの
レジスタの内容を示した図である。

【図７】 第１実施例においてバス確保の上、読出し／
書込みを行うときの分散共有メモリバスの動作タイミン
グを示した図である。

【図８】 第１実施例においてバスを確保しない書込み
の分散共有メモリバス３０１の動作タイミングを示した
図である。

【図９】 第２実施例における分散共有メモリカードの
ブロック構成図である。

【図１０】 第２実施例における排他書込み処理を示し
たフローチャートである。

【符号の説明】

１０１、１０２、１０３、２００ 計算機、１０４、３
０１、９０１ 分散共有メモリバス（ＤＳＭバス）、１
０５ ＬＡＮ、２０５、３０２、９０２ 分散共有メモ
リカード（ＤＳＭカード）、３０３、９０３ 分散共有
メモリコントローラ（ＤＳＭコントローラ）、３０４、
９０４ 分散共有メモリ、４０１ アプリケーションプ
ログラム、４０２ 排他制御プログラム、４０４ 分散
共有メモリドライバ（ＤＳＭドライバ）、５０１ 共有
資源管理表、５０２ ブロック番号、５０３ アドレ
ス、６０１ ＤＳＭアドレス領域、６０２ データ領
域、６０３ 読出し／書込みビット、６０４ バス解放
命令ビット、６０５ バス確保命令ビット、６０６ ス
テータスビット、７０１、８０１ Ｒ／Ｗ信号、７０
２、８０２ ＢＡ信号、７０３、８０３ ＡＤＤＲ信
号、７０４、８０４ ＤＡＴＡ信号、９０６ ＣＰＵ、
９０７ ファームウェア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−228367（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−232052（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 15/177

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵ、分散共有メモリ、コントローラ
   を搭載し、ネットワーク及び分散共有メモリバスに接続
   された複数の計算機の共有資源に対する排他制御を行う
   計算機間の排他制御装置において、前記分散共有メモリは 、計算機による共有資源へのアク
   セス位置に対応した各分散共有メモリにおけるアドレス
   位置には、当該アクセス位置をアクセスした計算機を識
   別可能な排他制御データがそれぞれ書き込まれ、 前記分散共有メモリバスは、 前記ネットワークとは別個
   に設けられ、前記各分散共有メモリを相互にデータ交換
   可能に接続し、リセット信号、アサートされることでバ
   スの占有を示すバスアービトレーション信号、書込み時
   にアサートされる読出し／書込み信号、排他制御データ
   がセットされるデータ信号及び排他制御データが書き込
   まれるアドレス位置がセットされるアドレス信号用の各
   信号線で構成され、 前記コントローラは、 前記ＣＰＵが前記分散共有メモリ
   バスを確保する際に送出するバス確保命令に応じて、前
   記バスアービトレーション信号がネゲート状態のときに
   はアサートし、アサート後前記ＣＰＵからバス解放命令
   が送出されるか、リセット信号が送出されるまでそのア
   サート状態を保ち、また、前記分散共有メモリバスを確
   保した前記計算機に搭載された前記ＣＰＵによる書込み
   命令に応じて、データ信号により表現された当該排他制
   御データを、アドレス信号により表現される分散共有メ
   モリのアドレス位置に書き込むように動作し、 前記ＣＰＵは 、排他制御プログラムを含むソフトウェア
   を実行することによって、当該計算機上で動作するアプ
   リケーションからの共有資源のアクセス要求に基づき共
   有資源上のアクセス位置のロック取得／解放要求処理を
   実行し、ロック取得要求処理においては、そのアクセス
   要求に応じて前記分散共有メモリバス確保命令を送出
   し、共有資源管理表から当該アクセス要求によるアクセ
   ス位置に対応した当該計算機搭載の分散共有メモリのア
   ドレス位置を参照することによって当該アクセス位置の
   使用状態を確認し、当該アドレス位置に排他制御データ
   が書き込まれていないときには使用可能と判断してその
   排他制御データの書込み要求を出し、ロック解放要求処
   理においては、当該アクセス位置の使用完了時に前記 分
   散共有メモリバス確保命令を送出した後、排他制御デー
   タが書き込まれた当該アドレス位置に所定の情報の書込
   み要求を出し、 アクセス要求をした計算機のコントロ−ラは排他制御デ
   ータを前記分散共有メモリバスにセットし、他のコント
   ローラは排他制御データが前記分散共有メモリバスにセ
   ットされることを監視することで、当該排他制御データ
   によって全ての前記分散共有メモリの当該アドレス位置
   を同時に更新することを特徴とする計算機間の排他制御
   装置。
2. 【請求項２】 いずれかの前記計算機がダウンしたと
   き、ダウンしていないいずれかの前記計算機に搭載され
   ている前記ＣＰＵは、ソフトウェアを実行することによ
   って、そのダウンした計算機の排他制御データと前記分
   散共有メモリに書き込まれている排他制御データとを比
   較し、一致したときにはロック解放要求処理を実行して
   当該アドレス位置を未使用状態に変更することを特徴と
   する請求項１記載の計算機間の排他制御装置。