JPH05508038A - ユニックス周辺装置インターフェース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ユエックス周辺装置インターフェース ２つのマイクロフィッシュを含む本明細書において、マイクロフィッシュ付記が 含まれている。マイクロフィッシュナンバー１は９７フレームおよび１つのテス トターゲットフレームの合計９８フレームを含む。マイクロフィッシュナンバー ２は５４フレームおよび１つのテストターゲットフレームの合計５５フレームを 含む。

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発明の分野 本発明はコンピユーテイングシステムの分野にあり、特定的にコンピュータシス テムにおける装置ドライバに向けられる。特に、ユニツクスジステムにおける動 作のための改良された装置ドライバスキーマが開示される。

発明の背景 従来のコンピュータシステムにおいて、オペレーティングシステムと特定の周辺 装置との間のインターフェースのために、ソフトウェアルーチンが存在する。こ のようなソフトウェアルーチンは装置ドライバと呼ばれる。典型的には、周辺装 置が入力および出力（Ｉｌｏ）機能を行なうことを命令することによって、装置 ドライバは動作する。装置ドライバは、オペレーティングシステムから受取られ た命令に基づいて入力および出力動作を行なう。ユニット環境において、コンピ ュータシステムの各周辺装置は装置ドライバと関連付けられる。

ユニツクスジステムの開発において、コンピュータシステムに接続されるかもし れない多数の周辺装置のために種々の装置ドライバを作成することはしばしば必 要である。

これらの周辺装置はディスクドライブユニットおよびテープドライブユニットを 含む。さらに、このような周辺装置は現行のユニックスオペレーティングシステ ムと統合される。典型的には、このような装置ドライバの作成は、既存装置ドラ イバを複写して、これを新しい周辺装置または周辺装置コントローラの特殊性に 従って変更することによって行なわれる。このアプローチの１つの欠点は、オペ レーティングシステムおよびアプリケーションインターフェースをサポートする ために、重複したコードが各装置ドライバに入れられることである。したがって 、新しい機能が後でコンピュータシステムに導入されると、各装置ドライバを個 々に変更して、現行の装置ドライバと変更されたオペレーティングシステム環境 との間の正しいインターフェースを確実にしなければならない。このアプローチ のさらなる欠点は、コード重複による過度のメモリ使用である。

テープドライブ装置ドライバに存在する別の問題は、これら装置ドライバおよび ユニックスオペレーティングシステム（すなわちカーネル）の間にバッファリン グかないことである。したがって、ユーザアプリケーションソフトウェアは、所 与のテープ装置の特性と互換性を有することを確実にするために、特別のプログ ラミングが必要である。

これはテープドライブ性能を向上させるために、既存ソフトウェアの修正を必要 とするかもしれない。多くのプログラマ−はバッファされた環境を与えるために 、ユニツクスジステムバッファ機構を用いる。しかし、この機構はもともとはラ ンダムアクセス装置との使用のために設計されたものである。したがってテープ フォーマットの種々の種類に課する制限によって、それはテープドライブ使用の ためには完全には適さない。

付加的システム統合問題は、多様なディスクコントローラをサポートするために 必要であるた（さんのディスク装置ドライバ構成によって引起こされる。典型的 なユニツクスジステムにおいて、カーネルをカストマイズして（すなわち再リン クしてシステム再ブートを行なう）、ルートファイルシステム（すなわちファイ ルシステムのすべてほかのファイルの成長ポイント）およびスワップファイルシ ステム（すなわちメモリから一時的にスワップアウトされたプログラムのメモリ イメージがストアされている場所）として用いるべき特定のディスク装置ドライ バおよびディスクユニットを選択する。ブートディスクドライバをカストマイズ するこの処理は、完全に設置されたシステムに対して行なわなければならず、か つシステムが使用される前に完了していなければならない。

典型的には、ユニックスオペレーティングシステムの開発のとき、別のオペレー ションシステムカーネルが周辺装置の各可能な構成に対して作成される。これら のカーネルは予め作られ、多様なサポートしているディスクコントローラを適用 するために、潜在的に多数のカーネルとなる。

ベンダによってはたくさんのユニツクスジステムを提供し、ユーザが設置時にお いて自分のシステム構成に適するものを選択することを可能にする。ほかのベン ダは単に、ブートディスクのためのコントローラとして、所与の種類のコントロ ーラが存在することを必要とする。

発明のサマリ一 本発明において、多くの種類の周辺装置ドライバをサポートするのに十分柔軟で ある共通周辺装置インターフニー。

スモジュールが開示さ−れ−る。インターフェースモジュールは、各装置ドライ バによって以前に行なわれたすべてのアプリケーションおよびオペレーティング システムインターフェースを扱うことができる。ディスク装置に対して、これは 以下の利点をもたらす。

１、新しいアプリケーションインターフェース機能が、共通ディスクモジュール のみを変えることによってすべてのドライバに加えることができる。

２、ユエックスオペレーティングシステムインターフエ−スにおける変更は、共 通ディスクモジュールのみを変えることによってすべてのドライバに対して行な うことができる。

３、すべてのインターフェース機能を共通ディスクモジュールに与えることによ って、完全なアプリケーションの互換性がすべてのディスク装置ドライバに対し て得られる。

４、新しいディスク装置ドライバの実施およびデバッグは大いに簡易化される。

５、重複コードを避けることができるので全体のカーネルサイズを減らす。

６、共通ディスクモジュールルーチンは、全体のディスクサブシステム性能を向 上させるために高度に最適化することができる。

テープドライブ装置に対して、補足的な高性能バッファリングスキーマが与えら れる。さらに、順次アクセステープ装置のための状態マシンに基づく設計が用い られる。この設計によって、共通テープドライブインターフェースモジュールは 、テープドライブ装置ドライバがテープドライブの現行状態に対して無効である 命令を発行することを防ぐ。これは、命令が発行される前に、テープドライブの 現行状態に基づいてすべてのユーザリクエストテープ動作を確認することによっ て達成される。テープ装置に対して、これは以下の利点をもたらす。

１、テープ性能は、個々のアプリケーションプログラムを特に調整することなし に著しく向上される。

２、新しいアプリケーションインターフェース機能は、共通テープモジュールの みを変えることによってすべてのドライバに加えることができる。

３、ユニックスオペレーティングシステムインターフェースの変更は、共通テー プモジュールのみを変えることによってすべてのドライバに対して行なうことが できる。

４、共通テープモジュールのインターフェース機能をすべて与えることにより、 完全なアプリケーション互換性がすべてのテープ装置ドライバに保証される。

５、新しいテープ装置ドライバの実施は大いに簡易化される。

６、重複コードが避けられるので全体のカーネルサイズを減らす。

７、共通テープモジュールルーチンは、全体のテープサブシステム性能を向上さ せるために高度に最適化されることができる。

８、テープバッファリングは、システムの再ブートまたはカーネルカストマイゼ ーションなしに、実行時に調整されることができる。これは、新しい種類のテー プドライブを入れるためにバッファリングスキーマを調整する処理を非常に速め る。

可能なルートディスク装置ドライバがたくさんあるので、ルートディスク装置ド ライバはユニックスオペレーテイングシステムに対して動的に選択されることが できる。これは、多様なサポートされたディスクコントローラ構成でブートする 単一のユニックスカーネルがリリースされることを可能にする。したがって以下 の利点が実現される。

１、ルートディスク装置ドライバを指定するためには、カーネル力ストマイゼー ションは必要ない。

２、異なる種類のルートディスクコントローラを有するシステムで使うために、 １つのユニックスカーネルがリリースされることができる。

３、カーネルソースコードの他の部分を変えることなく、新しいブート可能なデ ィスクドライバを容易に加えることができる。

本発明の開示された実施例において、共通周辺装置インターフェースモジュール はユエックス状オペレーティングシステムとの使用において説明される。このイ ンターフェースは多くの種類の周辺装置ドライバをサポートするのに十分柔軟で ある。共通ディスクモジュール（ＣＤＭ）が含まれる。このＣＤＭはハイレベル のディス、り動作ルーチンを含み、これはシステムの各ディスクドライブに対す る共通リファレンスとして使用されることができる。ＣＤＭ内のルーチンは、特 定の装置ドライバまたは複数の装置ドライバによってアクセスされる。このＣＤ Ｍルーチンは次にユニックスオペレーティングシステムの予め存在するディスク ドライブシステムのルーチンをコールする。さらに、ＣＤＭルーチンは、各ディ スク装置ドライバに組込まれたローレベルのルーチンのグループをコールする。

これらのルーチンは特定のディスクドライブのためのコントローラと直接通信す る。

ディスクドライブシステムにおけるように、共通テープモジュール（ＣＴＭ）が テープＩ１０システムの性能および柔軟性を向上させるために用いられる。ＣＴ Ｍはハイレベルのテープ動作ルーチンを含み、これはシステムの各テープドライ バの共通リファレンスとして用いられることができる。ＣＴＭ内のルーチンは特 定の装置ドライバまたは複数の装置ドライバによって直接アクセスされる。Ｃ７ Ｍルーチンは次に装置ドライバに組込まれたローレベルルーチンのグループをコ ールする。これらのルーチンは特定のテープドライブのコントローラと直接通信 する。

可能なルートディスク装置ドライバ（すなわち主ディス　−クコントローラ）が たくさんあるので、ルートディスク装置ドライバはユニックスオペレーティング システムに対して動的に選択されることができる。システム内に存在するコント ローラを有する各ディスク装置ドライバは、存在していることをブート装置ドラ イバに知らせる。ブート装置ドライバと最初にチェックインするドライバが、シ ステムのルートおよびスワップ装置に用いられる。このスキーマは、複数コント ローラを有するシステムにおいてどのコントローラが使われるべきかを考慮する ために、使用されるベきコントローラの優先度順位付けを可能にする。

図面の簡単な説明 図ＩＡはディスクドライブ装置ドライバのための先行技術のユニックスオペレー ティングシステムのソフトウェア構成を示すブロック図である。

図ＩＢはディスクドライブ装置ドライバを使用するために、開示発明のソフトウ ェア構成を示すブロック図である。

図２はディスクから読出す間の開示発明の動作を示すフローチャート図である。

図３はディスク装置ドライバをオープンする間の開示発明の動作を示すフローチ ャート図である。

図４は、ディスク装置ドライバをクローズする間の開示発明の動作を示すフロー チャート図である。

図５はルートドライブ選択に用いられるルーチンＤＩＳＫ　ＦＯＵＮＤの動作を 示すフローチャート図である。

図６はルートドライブ選択とインターフェースするための特定ディスク装置ドラ イバの初期化処理を示すフローチャート図である。

図７はルートドライブ選択に用いられる例示的ディスク装置ドライバのための初 期化ルーチンの動作を示すフローチャート図である。

図８Ａはテープドライブ装置ドライバのための先行技術のユニックスオペレーテ ィングシステムのソフトウェア構成を示すブロック図である。

図８Ｂはテープドライブ装置ドライバを用いるための開示発明のソフトウェア構 成を示すブロック図である。

図９はＳＱテテードライバのためのユニックス続出システムコールの動作を示す フローチャート図である。

図１０Ａは続出状態におけるルーチンＳＱ　ｌＮＴＲの動作を示すフローチャー ト図である。

図１０Ｂは読出−再試行状態におけるルーチンＳＱ　ｌＮＴＲの動作を示すフロ ーチャート図である。

図１１はＳＱテテードライバのためのユニックスＷＲＩＴＥシステムコールの動 作を示すフローチャート図である。

図１２は書出し状態におけるルーチンＳＱ　ｌＮＴＲの動作を示すフローチャー ト図である。

図１３はＳＱテテードライバのためのユニックスｌ０ＣＴＬシステムコールの動 作を示すフローチャート図である。

図１４は共通テープモジュールルーチンのためのルーチンＴＡＰＥ　ＢＯＴの動 作を示すフローチャート図である。

図１５はＳＱテテードライバのためのユニックス０ＰＥＮシステムコールの動作 を示すフローチャート図である。

図１６はＳＱテテードライバのためのユニックスＣＬＯ３Ｅシステムコールの動 作を示すフローチャート図である。

詳細な説明 図ＩＡはユニックスオペレーティングシステムのためのディスク装置ドライバに 対する先行技術を示す。ユニツクスジステムコールインターフェース１０１はカ ーネル動作をリクエストするユーザ使用命令を与える。動作によってユーザプロ グラムがディスク装置をアクセスすることを可能にする。ディスク装置へのアク セスのために必要なオペレーティングシステムに関するタスクを行なうためのア ルゴリズムを含む下位ルーチンのグループが、ユニックスオペレーティングシス テムディスクＩ１０サブシステム１０２にある。これらのルーチンは、特定のデ ィスク装置ドライバ１０３とインターフェースし、かつ用いられる。装置ドライ バ１０３は直接ディスクコントローラ１０４と通信する。図ＩＡに示されるユニ ックスオペレーティングシステムの動作は、引用により援用される、題名が「ユ エックスインターナルズＪ　（Ｕｎｉｘ　ＩｎＨｔｎａｌ　）である、タブブッ クス（Ｔａｂ　Ｂｏｏｋｓ　）　、１９８７のシｑ　−（Ｓｈａｖ）らによる本 においてより完全に記載される。

図１Ｂは本発明の例示的実施例を示す。この図は、共通のディスクインターフェ ースモジュールとユニックスのオペレーティングシステムとの間の関係を示す。

ユニックスのディスク動作（入力および出力を含む）は、ユニツクスジステムコ ールインターフェース１０１によって開始される。ユニツクスジステムコールイ ンターフェースは前の図のように、オペレーティングシステムのサービスをリク エストするために使われる。システムコールが開始されると、ユニツクスジステ ムコールインターフェースマツプＩ１０は適当なディスク装置ドライバにリクエ ストする。別々のオペレーティングシステムインターフェースポイント１２０お よび１３０は、システムにおいて各種類のディスクコントローラのために用いら れる。正しいインターフェースポイントは、装置名を装置番号に変換することに よって選択される（すなわち／　ｄ　ｅ　ｖディレクトリにおいて見つけられる 装置ノード入力による）。適当なオペレーティングシステムのインターフェース ポイントが選択されると、これらのインターフェースポイントは共通ディスクモ ジュール内の正しいルーチンをコールする。プログラムコードの大部分は共通デ ィスクモジュール１４０内にある（ディスク装置ドライバのオペレーティングシ ステムインターフェースポイントに組入れるべき比較的少量のコーディングを残 す）。

共通のディスクモジュール１４０は、実際の装置ドライバおよびユエックスディ スクエ／○サブシステム１０２と直接相互作用するルーチンのグループを与える 。例示的実施例では、２つのディスクドライバが示され、ＳＤディスクドライバ はＳＤハイレベルインターフェース１２０と、ＳＤコロ−ベルインターフェース １６０と、ＳＤローレベルＩ１０ルーチン１８０とを含み、ＤＣディスクドライ バはＤＣハイレベルインターフェース１３０と、ＤＣローレベルインターフェー ス１７０と、ＤＣローレベルＩ１０ルーチン１９０とを含む。システムにおける 各種類のディスクコントローラに対して別々のディスク装置ドライバが用いられ る。

ローレベルインターフェースポイント１６０および１７０のそれぞれは、コント ローラのＩ１０完了および状態インターラブドを扱うためのインターラブドルー チン（ＩＮＴＲ）と、Ｉｌｏを開始するためにオペレーティングシステムによっ てコールされる戦略ルーチン（ＳＴＲＡＴＥＧＹ）と、診断エラーメツセージの ために用いられるプリントルーチン（ＰＲＩＮＴ）とを含む。これらのルーチン は、ディスクＩ１０サブシステム１０２および共通ディスクモジュール１４０に よってコールされる。機能を行なうために、共通ディスクモジュール内において ルーチンが用いられる。これらのルーチンはそれぞれの物理的ディスクコントロ ーラ１０４および１０５と直接通信する。

開示された発明のソースコードの実施は、以下に提示されるディスクＩ１０シス テムの説明によって、ユニックスオペレーティングシステム設計の当該分野にお いて通常の技量を有するものにとって容易に明らかである。部分的には擬似コー ドの形にあるソースコードのコピーは、この開示された発明の好ましい実施例に 対応し、本明細書の付記において含まれる。

共通ディスクモジュールの動作の理解を深めるため、典型的なディスク読出動作 が図ＩＢを参照して記載される。

まず、ユーザプログラムは続出システムコールを発行し、これはシステムコール インターフェース１０１によって取扱われる。システムコールインターフェース １０１は、このリクエストを適当なオペレーティングシステムインターフェース ルーチンＳＤ　ＲＥＡＤにマツプする。ＳＤ　ＲＥＡＤは引続いてＣＤＭ１４０ 内のルーチンＤＩＳＫ　ＲＥＡＤを用いてＩ１０検証を行ない（すなわちＩ１０ サイズおよびオフセットを確認）、Ｉ１０１００セットする。

ローレベルシステムインターフェース１６０内におけるＳＤ　５ＴＲＡＴＥＧＹ は次にコールされて、装置ドライバがＩ１０１００スケジュールするようリクエ ストするが、これはその種類のディスクのシーク最適化アルゴリズムに基ツイテ イル。ルーチンＳＤ　５ＴＲＡＴＥＧＹは、ＣＤ間１４０において、ルーチンＤ ＩＳＫ　５ＴＲＡＴＥＧＹを呼出して、スケシュリングの大部分を行なう。こう して、Ｉ１０１００スケジュールされる（待ち行列に置かれる）。

物理的コントローラがインターラブドを発生すると、ディスクＩ１０サブシステ ム１０２は、ローレベルインターフェースルーチン１６０の１つであるルーチン ＳＤ　ｌＮＴＲをコールする。このルーチンは先行のＩ１０１００完了を示し、 待ち行列から次のＩ１０１００開始させる。ＳＤローレベルＩ１０ルーチン１８ ０および共通ディスクモジュール１４０からのルーチンＤＩＳＫ　５ＥＴＵＰ　 ＩＯは呼出されて次の■／○動作を開始させる。Ｉ１０１００完了すると、物理 的コントローラ１０４はインターラブドをかけて、ディスクＩ１０サブシステム １０２はルーチンＳＤ　ｌＮＴＲをコールする。ＳＤ　ｌＮＴＲは次に共通ディ スクモジュール１４０のルーチンＤＩＳＫ　ＤＯＮＥを呼出し、Ｉ１０１００完 了を示す。ルーチンＤＩＳＫＤＯＮＥは、ディスクＩ１０サブシステム１０２お よびシステムコールインターフェース１０１によって、Ｉ１０１００完了したこ とをオペレーティングシステムおよびユーザプログラムに知らせる。

図２のフローチャート図は、ディスクからの続出の際の開示される発明の動作を 示す。ステップ２１０において、オペレーティングシステムインターフェースポ イント５ＤＲＥＡＤは共通ディスクモジュール１４０内におけるルーチンＤＩＳ Ｋ　ＲＥＡＤをコールする。ステップ２１２において、ルーチンＤＩＳＫ　ＲＥ ＡＤが実行される。このルーチンはＩ１０１００サイズおよびオフセットを検証 するステップを行なう。このルーチンはルーチンＰＨＹＳＣＫおよびＰＨＹＳＩ Ｏも呼出す（各々はユニックスオペレーティングシステムディスクＩ１０サブシ ステム１０２内にある）。

ＰＨＹＳＣＫは有効な仮想アドレスがユーザのデータ転送リクエストのために用 いられることを検証する標準ユニツクスルーチンである。ＰＨＹＳＩＯはユーザ アドレス空間およびディスク間のデータ転送で起こるページング（すなわち仮想 メモリ）問題を取扱う標準ユニツクスルーチンである。ステップ２１４において 制御は（ローレベルインターフェースルーチン１６０内の）ルーチンＳＤ　５Ｔ ＲＡＴＥＧＹに渡され、（ＣＤＭＩ４０内の）ルーチンＤＩＳＫ　５ＴＲＡＴＥ ＧＹをコールする。このルーチンは、Ｉ１０位置（すなわちターゲット区分内に おけるターゲットアドレス）を検証する、このＩ１０位置を物理的ブロック番号 にマツプする、ディスクのシリンダを決定する、アクセスされるセクタの数を計 算する、ディスクの不良スポットをチェックする、および種々の性能統計を更新 するステップを行なう。ステップ２１８において、ＳＤ　５ＴＲＡＴＥＧＹを使 って、ディスクアクセスを行なうリクエストがディスクＩ１０待ち行列に加えら れる。ステップ２２２において、コントローラが活性状態にあるかどうか（すな わちＩ１０１００進行しているか）を決定するためにコントローラが検査される 。もしそうなら、ステップ２２０において、ＳＤ　５ＴＲＡＴＥＧＹルーチンは 制御をＰＨＹＳＩＯに戻し、それによってつぎのインターラブドが待ち行列から のＩ１０１００開始させる。さもなければ、ステップ２２４において、コントロ ーラは活性であるとマークされ、ルーチンＤ　Ｉ　ＳＫ　５ＥＴＵＰ　Ｉｌｏ　 （ＣＤＭ内）が開始される。ステップ２２６において、ＤＩＳＫＳＥＴＵＰ　Ｉ ｌｏは性能統計を更新し、データ転送のために物理的メモリアドレスをセットす る。コントローラの転送サイズ制限は、ＤＭＡアドレス／サイズ制限に加えて、 ＤＩＳＫ　５ＥＴＵＰ　Ｉｌｏによって取扱われる。ＤＩＳＫ　５ＥＴＵＰ　Ｉ ｌｏは不良スポット再マツプも行なう。ステップ２２８において、制御はルーチ ンＳＤ　５ＴＡＲＴに戻る。このステップにおいて、物理的Ｉ１０動作はリクエ ストされたアクセスの物理的位置を特定の装置に転送することによって開始され る。物理的位置は、ヘッド、シリンダおよびセクタで表わされることができる。

最後に、ステップ２３０において、ＳＤ　５ＴＡＲＴは制御をオペレーティング システムに戻し、次のインターラブドにおいてＩ１０１００完了したことを知ら せることを可能にする。

ステップ２３２では、コントローラインタラブドの効果が示される。コントロー ラインタラブドはＩ１０１００完了時に起こる。コントローラインタラブドの検 出の最初の結果は開始されるべきルーチンＳＤ　ｌＮＴＲ（ＳＤ装置ドライバの ローレベルインターフニースルーチン１６０内で）のためのものである。これは コントローラおよび物理的ディスクドライブの状態をチェックするステップを含 む。

ステップ２３６において、コントローラ状態が評価されエラー状態があるかどう かを決定する。もしエラー状態が検出されると、それからステップ２３８におい て、コントローラ状態およびディスクドライバ状態がチェックされ物理的Ｉ１０ 動作が再試行されるべきかどうかを決定する。

もし動作が再試行されると、それからステップ２４０において、プログラム制御 はステップ２２８に切替わり、ここで物理的Ｉ１０動作が前に説明されたように 再び開始される。さもなければ、制御はステップ２４４に切換えられ、ここでル ーチンＤＩＳＫ　ＤＯＮＥ（ＣＤＭ１４０内で）が開始される。もしユーザーの リクエストがステップ２４２で示されるように成功裡に完了されると、ＤＩＳＫ 　ＤＯＮＥルーチンもまた開始される。もしユーザーのリクエストが完了しなけ れば、それから前に説明されたようにプログラム制御がステップ２２６に切換わ るということに注目されたい。ステップ２４６はルーチンＤＩＳＫ　ＤＯＮＥの 呼出を表わす。このルーチンは起こったかもしれないいずれのエラーも報告する ステップと、可能な不完全なＩ１０１００扱うステップと、ＤＭＡ制限を扱うス テップと性能統計を更新するステップとを行なう。最後に、標準ユニツクスルー チンＩＯＤＯＮＥはディスクＩ１０サブシステム１０２内から開始され、Ｉ１０ １００完了を報告する。

次に、ステップ２４８において、ルーチンＳＤ　ＤＯＮＥは呼出され待ち行列を チェックしさらなるＩ１０１００待機完了であるかどうかを決定する。もしさら なる動作が待機完了であれば、制御が前に説明されたステップ２２４に切換わる 。さもなければ、ステップ２５０において、コントローラは不活性状態としてマ ークされかつ制御はステップ２３２でインタラブドされたプログラムに戻される 。

図ＩＢに示されるように、オペレーティングシステムインターフェースはルーチ ンＳＤ　０ＰＥＮおよびＳＤ　ＣＬＯＳＥを行なうことが可能である。ＳＤ　０ ＰＥＮは図３において詳細に示される。ＳＤ　ＣＬＯＳＥは図４において詳細に 示される。

図３において示されるようにディスク装置ドライバをオープンする最初のステッ プとして、ルーチンＳＤ　０ＰＥＮがステップ３１０でシステムコールインター フェース１０１から開始される。このルーチンは装置ナンバーを確認しかつ共通 のディスクモジュール１４０内でルーチンＤＩＳＫ　０ＰＥＮをコールする機能 を行なう。ステップ３２０で示されるＤＩＳＫ　０ＰＥＮルーチンはＩ１０ユニ ットをそれがアクセス可能であるかどうかを決定するためにチェックするステッ プと、ＤＭＡ取扱いをセットするステップとディスクドライブがユーザーによっ てオープンされた回数の数のカウントをし続けるステップとを含む。

ステップ３３０において、ルーチンＤＩＳＫ　ＧＥＴＩＮＦＯがコールされる。

このルーチンは一群のローレベルのルーチンを含み、それはＲＥＡＤ　ＦＤＩＳ Ｋ　ＴＡＢＬＥ　（ＤＯ３とＵＮ（Ｘとの間を区分するディスクのために使用さ れる）、ＲＥＡＤ　ＰＤ　ＩＮＦＯ（予め定められたディスクセクタからさまざ まな物理的ディスクツくラメータを得る）　、ＲＥＡＤ　ＶＴＯＣ（複数区分を 有するディスクのための内容のテーブルを得る）とＲＥＡＤ　ＡＬＴＥＲＮＡＴ ＥＳ　ＴＡＢＬＥ　（不良スポットの再マ・νピングのために）を含む。

ディスク装置ドライブがもはやユーザープログラムによって必要とされないとき 、ルーチンＳＤ　ＣＬＯＳＥは図４のステップ４１０に示されるようにユニツク スジステムコールインターフェース１０１からコールされる。５ＤＣＬＯＳＥは 共通のディスクモジュール１４０内でルーチンＤＩＳＫ　ＣＬＯＳＥをコールす る。ステップ４２０において、待機Ｉ１０動作への待ちが起こる。オープンした ディスクドライブを有するユーザーの数（カウント）が更新される。

ステップ４３０において、他のユーザーがまだオープンされたディスクドライブ を有するかどうかに関する決定がなされる。もしいずれの他のユーザーも現在オ ープンするドライブを有さなければ、それからステップ４４０において、ルーチ ンＳＤ　ＰＡＲＫ　ＨＥＡＤがコールされ、それはコントローラがディスクヘッ ドをパーク（ｐ　ａ　ｒ　ｋ）’するように条件付け、かつステップ４５０にお いて、制御が図１に示されるユニツクスジステムコールインターフェース１０１ に戻される。もし、ステップ４３０において、装置が１つまたはそれ以上の他の ユーザーによってまだオープンされたままで保持されると、それからステップ４ ５０において、システム制御が最初にディスクヘッドをパークすることなしにユ ニツクスジステムコールインターフェース１０１に戻される。

図１に示されるＩ１０システムの基本的な概念はテープドライブシステムを使用 する環境へと拡張可能である。そのような環境は図８Ａおよび図８Ｂを参照して 示される。

図８Ａは先行技術をユニックスオペレーティングシステムにおけるテープドライ ブインターフェースに関して説明する。図８Ａと図ＩＡとを比較することによっ て、ユニックスオペレーティングシステムが図ＩＡのディスクＩ１０サブシステ ム１０２に対応するであろうテープＩ１０サブシステムを含まないということが 注目される。

図８Ｂに示されるように、この発明のこの実施例において、ユニツクスジステム コールインターフェース１０１はオペレーティングシステムインターフェースポ イント８２０および８３０のうちの１つでドライバルーチンをコールする。別個 のインターフェースポイントがシステムにおけるテープドライブ装置の各々のそ れぞれの型に対して使用される。例示的な実施例において、２つの型のテープド ライブ装置ＳＱおよびＷＱが示される。ＳＱおよびＷＱインターフェースポイン トの双方からのドライバルーチンは共通テープモジュール８４０を利用し、テー プ状態／取扱い機能の大部分を行なう。

共通テープモジュールルーチンは装置ドライバ８８０および８９０内で特定ルー チンをコールし、ローレベルのコントローラ機能を実現する。別個の装置ドライ バが装置の各々の型のために使用される。装置ドライバ８８０および８９０は順 にテープドライブコントローラ８８５および８９５と直接通信し、Ｉ１０動作が 起こることを引起こす。

この図に示されるいずれのテープＩ１０サブシステムも存在しないことが注目さ れる。それはなぜならユニックスオペレーティングシステムがそのような構造を 提供しないからである。テープＩ１０サブシステムは各々の特定装置ドライバに 対して個々に実現される。いくつかの例示的なテープドライブルーチンが添付の 図９ないし図１６に示される。

ＳＣ３Ｉテープ装置のためのテープ読出システムコールが図９に示される。ステ ップ９１０において、インターフェースポイント８２０におけるルーチンＳＱ　 ＲＥＡＤがユーザーのリクエストによってユニツクスジステムコールインターフ ェース１０１を介して呼出され、テープ装置からデータを読出す。ルーチンＳＱ 　ＲＥＡＤは順に共通テープモジュール８４０におけるルーチンＴＡＰＥ　ＲＥ ＡＤを読出す。ステップ９１２において、ＴＡＰＥ　ＲＥＡＤは内部テーブルを 参照することによってリクエストサイズを確認しかつテープ装置の状態を確認す る。次に、ステップ９１４において、ルーチンＴＡＰＥ　ＲＥＡＤはユーザーの リクエストが叶ったかどうかを決定する。このステップはループ終了状態であり 、それは単一のテープ読出しコールがテープ装置からデータで一杯のいくつかの バッファをリクエストすることを可能にする。もしステップ９１４において、ユ ーザーのリクエストが満足されると、ＴＡＰＥ　ＲＥＡＤは制御をシステムコー ルインターフェース１０１に戻し、それは制御をユーザープログラムに戻す。

もし、ステップ９１４において、ユーザーのリクエストが叶えられなければ、ス テップ９１８が呼出されテープがファイルマークで位置されるかどうかを決定す る。この場合、いずれのそれ以上のデータもテープから読出され得ずかつ制御が ステップ９２０で戻される。

もしテープがファイルマークになければ、ステップ９２．２が実行されテープが 不活性状態でありかつテープから読出されたリード−アヘッド　バッファ付き（ ｂｕｆｆｅｒｅｃｌ）データが予め定められた量、すなわちローウォータマーク （ｌｏｗ　ｗａｔｅｒ　ｍａｒｋ））よりも少ないかどうかを決定する。もしそ うであれば、ステップ９２４が実行され自由バッファリストからバッファを得る 。ステップ９２６において、ルーチンＴＡＰＥ　ＲＥＡＤはリクエストされた読 出し動作がテープ装置にとって初めてのものであるかどうかを決定する。もしそ うであれば、ＴＡＰＥ　ＲＥＡＤは装置ドライバ８８０においてルーチン５ＱＦ ＩＲ８Ｔ　ＲＥＡＤを呼出す。さもなければ、ＴＡＰＥ　ＲＥＡＤはドライバ８ ８０においてルーチンＳＱ　Ｃ０ＮＴ　ＲＥＡＤを呼出す。次に、ステップ９３ ２において、ルーチンＳＱ　ＦＩＲ３Ｔ　ＲＥＡＤまたはルーチンＳＱ　Ｃ０Ｎ Ｔ　ＲＥＡＤはルーチンＳＱ　ＲＥＡＤ　ＣＭＤを使用するテープ装置のために コントローラへのテープ読出し命令を発行する。

ステップ９３２での読出し命令の発行の後かまたはもしテープ装置がステップ９ ２２で活性状態であるということが発見されると、ルーチンＴＡＰＥ　ＲＥＡＤ は完全なバッファが利用可能であるまで待つ。バッファアルゴリズムのリード− アヘッド性質に起因して、完全なバッファがステップ９３４で既に利用可能であ り得る。もし完全なバッファが利用可能でなければ、はコントローラからのイン タラブドが完全なバッファが利用可能になることを引起こすまでＴＡＰＥ　ＲＥ ＡＤは待つであろう。このインタラブドはコントローラ８８５がバッファを一杯 にしたということ、ファイルマークが現れたということまたはコントローラがエ ラーに遭遇したということを示し得る。このインタラブドに応答して、コントロ ーラによって戻されたデータがバッファ内にストアされ、かつバッファが利用可 能であるとしてマークされる。ステップ９３６はテープ読出し動作がファイルマ ークでかまたはエラーで終了したということを得られたバッファが示すかどうか を決定する。もしそうであれば、ステップ９３８において、制御がシステムコー ルインターフェース１０１に戻される。さもなければ、もしテープ読出し動作が 例外なしに終了されると、リクエストされた量のデータがユーザーのデータ領域 にコピーされかつテープバッファが解放される。ステップ９４０において、制御 がステップ９１４へと転送されユーザーのりりエストが叶ったかどうかを決定す る。

ＴＡＰＥ　ＲＥＡＤルーチンおよびルーチンＳＱ　ｌＮＴＲＳＱ　ＷＲＩＴＥ、 ＳＱ　ｌ０ＣＴＬ、ＴＡＰＥＢＯＴ、ＳＱ　０ＰＥＮおよびＳＱ　ＣＬ、Ｏ８Ｅ は上で説明された図１０ないし図１６において示されたフローチャートからかつ ディスクＩ１０システムの説明からユニックスオペレーティングシステム設計の 当業者に容易に明らかである。したがって、これらのフローチャートの詳細な説 明は含まれなかった。いずれの場合においても、ソースコードのコピーは部分的 には疑似コード形状にあり、それは開示された発明の好ましい実施例に対応し、 この明細書における追記において含まれる。

開示された発明の例示的な実施例において、動的（ｄｙｎａｍｉｃ）ルートディ スク選択方法が使用される。この方法はカーネルが特定システムにおいて呈され 得るさまざまな型のコントローラに対して自動的にそれ自身を構成することを可 能にする。こうして、この発明の例示的な実施例を使用するユニツクスジステム は動的にそのルートディスク装置ドライバを選択する。このことは単一のユニツ クスジステムの解放を許容し、それはディスクコントローラ構成に支持された多 くのうちのいずれの上にもブートされることが可能である。

ディスクドライブおよびファイルシステムがより大きなナンバーおよびより小さ なナンバーの使用を介して同定される。より大きなナンバーが特定の装置ドライ バへの参照となり得る。このより大きなナンバーはそれから装置ドライバに適当 なスイッチテーブル内へのインデックスとして使用され得る。２つのスイッチテ ーブルが存在し、すなわちバッファキャッシュを使用するすべての装置のための ドライバに対してポインタを含むブロック装置スイッチテーブル（ＢＤＥＶＳＷ ）および文字バッファまたはバッファされないＩｌｏの内のいずれかを使用する すべての装置に対してポインタを含む文字装置スイッチテーブル（ＣＤＥＶＳＷ ）である。より小さいナンバーが個々の装置、すなわち所与のコントローラに関 して参照されている特定のディスク装置を参照し得る。ディスクコントローラは また個々のユニットナンバー（または装置ナンバー）を有し得る。

図６に示されるように、各々のディスク装置ドライバは初期設定ルーチンを有す る。このルーチンは二二ツクスブート方法において非常に初期の段階で実行され る。ステップ６１０において、初期設定ルーチンはまずそのディスクコントロー ラが呈されかつたとえばコントローラのいくつかの単純な診断テストを実行する ことによって機能するかどうかを決定する。もしコントローラが呈されないかま たは機能しなければ、初期設定ルーチンは開始に関して何も行なわずそれによっ てステップ６２０に戻る。初期設定ルーチンはそれから各々の構成されたディス クの存在に関するループテストに入る。呈された各々のディスクのために、ルー チンＤＩＳＫ　ＦＯＵＮＤがステップ６６０でコールされる。図５のフローチャ ートによって示されるように、仮にディスクがルートファイルシステムディスク に与えられたより小さいナンバーと整合するユニットナンバーを有するとすれば 、ＤＩ　５ＫＯＦＯＵＮＤルーチンがＤＩＳＫＦＯＵＮＤルーチンによって同定 される第１のディスクコントローラのためにより大きな装置ドライバナンバーを セーブする。図７に示されるように、ステップ７１０において、ブートディスク （ＢＤ）　ドライバ初期設定ルーチンはより大きな装置ナンバーをセーブしたＤ ＩＳＫ　ＦＯＵＮＤによって示されるように制御装置がルートディスクに対して 発見されたということを確証する。もしコントローラが見付けられなければ、ス テップ７５０において、システムはパニックになる。さもなければ、ステップ７ ２０において、ブートディスク（Ｂ　Ｄ）　ドライバのより大きなナンバーが決 定される。さらに、ステップ７３０において、ユニックスＢＤＥＶＳＷおよびＣ ＤＥＶＳＷテーブルが更新されＢＤドライバ入力を選択されたルートディスクド ライバのより大きなナンバー（すなわちＤＩＳＫ　ＦＯＵＮＤによってセーブさ れたより大きなナンバー）に取換える。

ＢＤＥＶＳＷおよびＣＤＥＶＳＷテーブル内の以前のルートディスクドライバ入 力はそれから取除かれる（ステップ７４０）。こうして、元の装置ドライバ入力 が不能化され、装置ドライバが異なるより大きな装置ナンバーで複数回数オープ ンされないということを確実にする。

現在使用されるディスクを発見するための東１のドライバ初期設定ルーチンがル ートディスクドライバとして構成されるであろうために、初期設定ルーチンを実 行するためのカストマイゼージョン（ｃｕｓｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）順序はディ スク装置ドライバのための選択順序を決定する。

この構成はブートＲＯＭがコントローラを考慮する順序と整合すべきである。

この発明が例示的な実施例に関して説明されてきたが、それが添付の請求の範囲 の真意および範囲内での修正を有して上で概説されたように実行され得るという ことが考慮される。

ＦＩＧ、ＩＡ　（ＰＲＩ口ＲＡＲＴ） ＦＩＧ、ＩＢ ＦＩＧ　６ ＦＩｏ、８Ａ ＦＩＧ、１０Ｂ 要約 共通の周辺装置インターフェースモジュールが多くの型のディスクまたはテープ 装置ドライバ（図ＩＢ）を支持するために十分に適用性のある計算機オペレーテ ィングシステムでの使用のために開示される。共通のディスクモジュール（ＣＤ Ｍ）が含まれる。ＣＤＭはハイレベルのディスク動作命令を含み、それはシステ ム上の各々のディスクドライバへの共通の参照のために使用され得る。ＣＤＭ内 のルーチンは一連のオペレーティングシステム入カポインドを介してユニツクス ジステムコールインターフェースによってアクセスされる。付加的なルーチンは 既存するユニックスオペレーティングシステムディスクＩ１０サブシステムで含 まれ、このサブシステムとＣＤＭとの間でのインターフェースを改良する。共通 の型のモジュール（ＣＴＭ）はハイレベルのテープ動作ルーチンを行なうために 使用される。ユニツクスジステムコールインターフェースは一群のオペレーティ ングシステム入カポインドを介してＣＴＭと通信する。いずれのユニックスオペ レーティングシステムテープＩ１０サブシステムも存在しないので、ＣＴＭはテ ープＩ１０サブシステムを完全に実現する。ハードウェアの可搬性を与えるため に、ＣＴＭは装置ドライバ内に取入れられてきた一群の装置ドライバ内に取入れ られてきた一群のローレベルのルーチンをコールするべ（構成される。

多数の可能なルートディスク装置ドライブのために、ルー２デイスク装置ドライ バはユニックスオペレーティングシステム（図６）のために動的に選択され得る 。システム内に置かれる各々のコントローラはオペレーティングシステムでチェ ックインする。最初にオペレーティングシステムでチェックインするコントロー ラはシステムをブートアップするために使用される。チェックインする各々のコ ントローラは適当な装置ドライバに整合される。整合された装置ドライバはそれ からディスクＩ１０機能のために使用される。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ユニックスオペレーティングシステムと第１および第２の命令シーケンスの それぞれに従って動作する第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コン トローラとの間で入力／出力（Ｉ／Ｏ）リクエストを転送するための装置であっ て、前記装置は ａ．前記Ｉ／Ｏリクエストを受取るためのユニックスシステムコールインターフ ェース手段と、ｂ．前記ユニックスシステムコールインターフェース手段に結合 され、前記Ｉ／Ｏリクエストを前記ユニックスシステムコールインターフェース 手段から受取りかつＩ／Ｏリクエストを第１および第２ののＩ／Ｏルーチンのそ れぞれにマップするためのオペレーティングシステムインターフェース手段と、 ｃ．前記第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントローラにそれぞ れ結合された第１および第２の装置ドライバ手段とを含み、それは前記第１およ び第２の命令シーケンスに従って前記第１および第２のブロック配向されたＩ／ Ｏ装置コントローラに命令およびデータを与えるための手段とそれぞれの前記第 １および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントローラからデータのブロッ クを受取るための手段とを含み、さらに ｄ．前記第１および第２のＩ／Ｏルーチンを含み、前記第１および第２の装置ド ライバ手段に信号を送り前記それぞれのブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントロ ーラと通信するための共通の装置モジュール手段を含む装置。 ２．オペレーティングシステムによって決定された前記Ｉ／Ｏリクエストの詳細 が前記共通の装置モジュール手段において実現される、請求項１に記載の装置。 ４．前記第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントローラの各々が ディスクドライブコントローラである、請求項１に記載の装置。 ５．前記第１および第２の装置ドライバ手段の各々がユニックスオペレーティン グシステムのディスクＩ／Ｏサブシステムを含む、請求項４に記載の装置。 ６．ユニックスオペレーティングシステムのディスクＩ／Ｏサブシステムでのい ずれのインターフェース要求の詳細もが前記共通の装置モジュール手段において 実現される、請求項５に記載の装置。 ７．前記共通の装置モジュール手段がユニックスシステムコールインターフェー ス手段と前記第１および第２の装置ドライバ手段との間で状態情報を転送する、 請求項４に記載の装置。 ８．前記装置ドライバ手段の前記各々がａ．前記第１および第２のブロック配向 されたＩ／Ｏ装置コントローラのうちの少なくとも１つからのインタラプト信号 に応答してＩ／Ｏ動作が完了したということを示すためのインタラプト手段と、 ｂ．前記オペレーティングシステムからの開始信号に応答してＩ／Ｏ動作を開始 するための戦略手段と、ｃ．前記共通の装置モジュール手段からの診断信号に応 答して診断エラーメッセージを与えるための印刷手段とを含む、請求項４に記載 の装置。 ９．前記第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントローラの各々が テープドライブコントローラである、請求項１に記載の装置。 １０．前記第１および第２の装置ドライバ手段の各々が第１および第２の組のＩ ／Ｏ命令ルーチンを含み、それぞれに前記ユニックスシステムコールインターフ ェース手段と前記第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ装置コントローラ とに結合され、共通の装置モジュール手段が前記第１および第２の組の命令ルー チンの間で状態情報を転送するように構成される、請求項９に記載の装置。 １２．計算機システムにおいて複数個のブロック配向されたＩ／Ｏ装置と通信す るための装置であって、前記装置は、ａ．ユーザーが複数個のブロック配向され た入力／出力（Ｉ／Ｏ）動作をリクエストすることを可能にするためのユニック スシステムコールインターフェース手段と、ｂ．前記ユニックスシステムコール インターフェース手段に結合され、前記ユニックスシステムコールインターフェ ース手段および前記複数個のブロック配向された装置のそれぞれとの通信におけ る使用のために第１および第２のブロック配向されたＩ／Ｏ動作命令を実現する ための手段を含む装置ドライバ手段と、 ｃ．前記ユニックスシステムコールインターフェース手段に結合され、ユニック スシステムコールインターフェース手段と前記装置ドライバ手段の第１のブロッ ク配向されたＩ／Ｏ動作命令との間で前記ブロック配向されたＩ／Ｏ動作をマッ プするためのインターフェース選択手段と、ｄ．前記装置ドライバ手段に結合さ れ、前記装置ドライバ手段に信号を送り前記第２の動作命令を前記第１のブロッ ク配向されたＩ／Ｏ動作命令によって示された動作を行なう態様で順序付けるた めの共通の装置モジュール手段とを含む装置。 １３．前記複数個のブロック配向されたＩ／Ｏ装置がディスクドライブを含む、 請求項１２に記載の装置。 １４．前記複数個のブロック配向されたＩ／Ｏ装置がテープドライブを含む、請 求項１２に記載の装置。 １５．計算機システムにおいて、ユニックスオペレーティングシステムのために ルートディスク装置ドライブを動的に選択するための装置であって、 ａ．複数個のディスクドライブコントローラの中からブートディスクドライブコ ントローラの存在を示すための手段と、 ｂ．前記ブートディスクドライブコントローラとユニックスオペレーティングシ ステムとの間で前記ディスクドライブコントローラを独特に同定する値を転送す るための手段と、 ｃ．前記ブートディスクドライブコントローラを対応する装置ドライバに結合す るための手段とを含む装置。 １６．前記計算機システムが前記ディスクドライブコントローラの各々の存在を 示すための手段を含む、請求項１４に記載の装置。 １７．前記ブートディスクドライブコントローラが存在を示すための前記複数個 のディスクドライブコントローラの最初のものである、請求項１５に記載の装置 。 １８．計算機システムにおいて、装置ドライバをユニックスカーネルに結合する ための装置であって、装置ドライバにはより大きなナンバーが与えられ、前記装 置ドライバに対応する装置にはユニットナンバーが与えられ、前記装置は、 ａ．前記装置ドライバのより大きなナンバーを決定するための手段と、 ｂ．前記装置ドライバに対応する装置のユニットナンバーを決定するための手段 と、 ｃ．前記ユニットナンバーを含むためのユニックス装置テーブルを更新するため の手段とを含む装置。 １９．前記装置のうちの１つがより小さなナンバーを与えられたルートファイル システムディスクであり、前記より小さなナンバーがユニットナンバーに対応す る、請求項１７に記載の方法。