JPH07105120A

JPH07105120A - 入出力制御装置

Info

Publication number: JPH07105120A
Application number: JP5275009A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamashita; 修山下
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-10-06
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ホストごとにキューを持つといった方式でな
く、各ホストからのコマンドを１つのキーによって制御
し、キュー用資源を有効に利用し、更に各ホスト間のコ
マンド登録順序等の保存を容易にする。【構成】ホスト４から入出力装置５に対しコマンドを
送り込む場合、ただ１つのコマンドキュー１１を採用す
る。ここにコマンドを書き込む場合、予めブロック確保
ポインタＲＣＰでブロックを確保し、このブロックにコ
マンドを書き込むと、ブロックステータスを変更し、続
いて情報書き込みポインタＣＰＰを更新する。入出力装
置５がコマンドを取り出すと情報取り出しポインタＣＧ
Ｐが更新される。なお、各ポインタの位置確認からその
更新完了までに他のホストによるポインタの書換え等が
発生しないように、排他制御部１３がポインタの書換え
を排他制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のマイクロプロセ
ッサ等のホストが入出力装置を互いに共有する場合に、
ホストから入出力装置に送り込まれる情報を効率よく制
御する入出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセッサの高性能化の要求に応えるた
めに、複数のマイクロプロセッサを結合したマルチマイ
クロプロセッサシステムが開発されている。このような
システムで解決しなければならない大きな問題点の１つ
に、複数のマイクロプロセッサで共有する入出力装置を
いかにコストパフォーマンスよくスケジューリングする
かという点がある。

【０００３】従来、このような目的のために、クライア
ントサーバ方式と分散型アクセス方式という２種類の方
式が採用されてきた。図２に、これらの方式の説明図を
図示する。（ａ）はクライアントサーバ方式、（ｂ）は
分散型アクセス方式の概略図である。

【０００４】（ａ）において、このシステムには、クラ
イアントホスト１と、サーバホスト２と、入出力制御装
置３が設けられている。なお、図に示す入出力制御装置
３には、図示しない各種の入出力装置が１台あるいは複
数台接続されているものとする。いずれかのクライアン
トホスト１が入出力制御装置３に対してアクセス要求を
行なう場合には、代表とされるサーバホスト２に対しメ
ッセージを送信する。サーバホスト２は、これらのクラ
イアントホスト１による入出力制御装置３のアクセス要
求を集中的に管理する。即ち、各クライアントホスト１
のアクセス要求は全てこのサーバホスト２を介して実行
される。

【０００５】（ｂ）に示す例では、各ホスト４が入出力
制御装置３に対し直接アクセス要求を行なう。一般に、
入出力装置は一連のシーケンスに従って動作するものが
多い。そこで、この例では入出力装置に対する入出力要
求をプロセッサ単位で逐次化している。

【０００６】なお、ホストから入出力制御装置へ入出力
要求のためのコマンドを発行する方式は次のの文献に
記載され、この方式をマルチホスト向きに改良したもの
はの文献に記載されている。即ち、の文献はクライ
アントサーバ方式について紹介され、の文献は分散型
アクセス方式について紹介するものである。マルチマイクロプロセッサシステム向きのＩ／Ｏスケ
ジュール方式の提案、情報処理学会第４０回全国大会予
稿集、第１巻、P748-749 インタフェース１９９２年７月号、ＣＱ出版社、P112
〜P117 並列コンピュータ・アーキテクチャ．bit 臨時増刊、
１９８９年３月、村岡洋一他著、共立出版、P375〜P376

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の方式は、マルチプロセッサ用としては分散型ア
クセス方式が優れていると言える。しかしながら、これ
らの方式には次のような解決すべき課題があった。先に
説明したように、分散型アクセス方式ではキューがホス
トごとに独立している。しかしながら、例えばこの場合
に、各ホストへの負荷が片寄るとキュー用として設定さ
れている資源の有効利用が図れない。即ち、各ホストが
１つのアダプタを仮想的に専有するためには、アダプタ
が各ホストごとに独立したキューを持たなければならな
い。つまり、アダプタが提供できるキュー用資源の総量
をｎとし、ホストの数を最大ｍとした場合は、独立した
各キューのサイズは平均するとｎ／ｍになる。アダプタ
では通常、このようにキュー用資源が平均的に割り当て
られる。

【０００８】ここで、各ホストからのコマンド発行量が
均一かあるいは、各キューが常に十分な空きを確保でき
るほど大きい場合には問題はないが、そのいずれでもな
い場合に、コマンドを発行するための十分な空きを確保
できないキューが出現する。これを解決するために各キ
ューのサイズを変えることもできるが、一般的に適切な
キューのバランスはソフトウェアによって異なるので、
各キューのバランスを常にとりながら使用するためには
ソフトウェア等でこれを実現するための別の仕組みが必
要になる。また、例えばソフトウェアにおけるプロセス
がホストである場合、ホストの数は動的であるので数を
決めることができない。なお、実用上ホストの数の上限
を決めておく方式も考えられるが、そのような制限を課
すとシステム設計の自由度を妨げる。

【０００９】また、複数のキューがそれぞれ独立してい
る場合には、各キューに登録されたコマンド相互間の登
録順序を保存する必要がある。即ち、各ホストがそれぞ
れ独立して割り当てられた各キューにコマンドを登録す
る場合、ホストごとにコマンドの登録順序を保存するこ
とは容易である。しかし、ホスト間においてもコマンド
の登録順序を保存するためには、アダプタ内に特別な仕
組みが必要となる。例えば、このような仕組みをアダプ
タ内のファームウェアで実現しようとすれば、コマンド
登録が完了するごとにその事実をファームウェアに通知
しなければならず、ファームウェアは一時的にそのとき
実行している処理を中断しなければならなくなる。

【００１０】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、ホストごとにキューを持つといった方式でなく、各
ホストからのコマンドを１つのキーによって制御し、キ
ュー用資源を有効に利用し、更に各ホストごとのコマン
ド登録順序等の保存を容易にした入出力制御装置を提供
することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の入出力制御装置
は、複数のホストが入出力装置に情報を送るために共有
する唯一のキューと、前記キューに前記情報を書き込む
前に、予め情報書き込みのためのブロックを確保すると
ともに、前記キューのどこまでブロックが確保されてい
るかを表示するブロック確保ポインタと、全てのブロッ
クが、領域を確保され、かつ、既に情報が書き込まれ
て、その情報の交換を許す状態にあるのはどこまでかを
表示する情報書き込みポインタと、全てのブロックが、
情報の取り出しを許し、かつ、既に情報の処理を終了し
た状態にあるのはどこまでかを表示する情報取り出しポ
インタと、前記ブロック確保ポインタにより確保された
個々のブロックが、それぞれ既に情報が書き込まれてい
るものかどうか、若しくは、既に情報の取り出しを終了
したものかどうかを読み出して表示するブロックステー
タス表示部と、前記各ポインタの更新処理中に、そのポ
インタの別の更新要求を排除する排他制御部とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】この装置は、ホストから入出力装置に対しコマ
ンドを送り込む場合、ただ１つのコマンドキューを採用
する。ここにコマンドを書き込む場合、予めブロック確
保ポインタでブロックを確保し、このブロックにコマン
ドを書き込むと、ブロックステータスを変更し、続いて
情報書き込みポインタを更新する。入出力装置がコマン
ドを取り出すと情報取り出しポインタが更新される。な
お、各ポインタの位置確認からその変更完了までに他の
ホストによるポインタの書換え等が発生しないように、
排他制御部がポインタの書換えを排他制御する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説
明する。図１は、本発明の入出力制御装置実施例を示す
ブロック図である。この例は、複数のホスト４が入出力
制御装置１０を介して複数の入出力装置５に接続された
構成となっている。なお、本発明においては、このよう
な入出力制御装置１０を利用する主体をホストと呼び、
ソフト的なプロセスやハード的なプロセッサを含めてホ
ストということにする。また、キューは入出力制御装置
１０の内部に設けられたバッファであるが、これは、登
録されたコマンドを先入れ先出しメモリのような記憶デ
バイスを利用して、その登録順序等も保存しながら記憶
しておくようなバッファメモリとする。

【００１４】上記入出力制御装置１０には、複数のホス
ト４から入出力装置５にコマンドを伝えるためのコマン
ドキュー１１と、複数の入出力装置５から複数のホスト
４にリプライを伝えるためのリプライキュー１２が設け
られている。また、コマンドキュー１１にはブロック確
保ポインタＲＣＰ、情報書き込みポインタＣＰＰ及び情
報取り出しポインタＣＧＰが設けられている。更に、リ
プライキュー１２には、ブロック確保ポインタＲＲＰ、
情報書き込みポインタＲＰＰ及び情報取り出しポインタ
ＲＧＰが設けられている。

【００１５】また、コマンドキュー１１やリプライキュ
ー１２のポインタセットの際に排他制御を行なう排他制
御部１３と、コマンドキュー１１やリプライキュー１２
に設けられた各ブロックの状態を読み出して表示するブ
ロックステータス表示部１４が設けられている。まず、
本発明の装置は、ホスト４がコマンドキュー１１に対し
コマンドを登録するフェイズ、コマンドキュー１１から
入出力装置５がそのコマンドを読み出し実行するフェイ
ズ、入出力装置５がコマンド実行後のリプライ報告をリ
プライキュー１２に登録するフェイズ及びホスト４がリ
プライキュー１２からリプライを取り出し受信するフェ
イズの４種のフェイズが存在する。

【００１６】図３及び図４は各フェイズにおけるポイン
タの内容説明図である。上記コマンドキュー１１に設け
られたブロック確保ポインタＲＣＰは、コマンドキュー
１１にコマンド等の情報を書き込む前にそのコマンド書
き込みのためのブロックを確保するとともに、コマンド
キュー１１のどこまでブロックが確保されているかを表
示するポインタである。

【００１７】また、情報書き込みポインタＣＰＰは、領
域を確保されかつ既にコマンドが書き込まれて、そのコ
マンドの取出しを許す状態にあるのはコマンドキュー１
１のどこまでかを表示するポインタである。即ち、情報
書き込みポインタＣＰＰ以前（図の上方）のブロックに
は全て必要なコマンドが書き込み済みである。従って、
ブロック確保ポインタＲＣＰから情報書き込みポインタ
ＣＰＰまでの間にあるブロックは、領域を確保されても
まだコマンドが書き込まれていないブロックである。

【００１８】また、情報取り出しポインタＣＧＰは、コ
マンドの取出しを許し、既にコマンドの取出しが終了し
た状態にあるのはコマンドキュー１１のどこまでかを示
すポインタである。即ち、情報取り出しポインタＣＧＰ
の表示する位置までのブロックはコマンドが全て取り出
されており、情報書き込みポインタＣＰＰから情報取り
出しポインタＣＧＰの間にあるブロックはコマンドが書
き込まれているが、まだその取出しが行なわれていない
ブロックとなる。なお、本発明において、ホスト４から
入出力装置５に送られるコマンドやデータを情報という
ように表現している。また、入出力装置からホストへの
リプライの転送は、必ずしもキューによる必要は無い
が、この実施例ではコマンドキューと全く同一の構成の
ものを使用した。

【００１９】まず、図３において、（ａ）はコマンドキ
ュー１１の初期状態である。この状態では登録されたコ
マンドはなく、作成中のコマンドも確保された領域にな
い。従って、ブロック確保ポインタＲＣＰ、情報書き込
みポインタＣＰＰ及び情報取り出しポインタＣＧＰが同
一の位置を示している。次に、図３の（ｂ）は、コマン
ドキュー１１にコマンド書き込みのための領域を確保し
た状態を示し、ブロック確保ポインタＲＣＰがそのブロ
ック２１の分だけ先のアドレスに進められている。

【００２０】また、次に（ｃ）は、確保したブロックに
コマンドを書き込んだところを示している。即ち、この
領域２１にコマンドを書き込むと、ブロック確保ポイン
タＲＣＰの位置まで情報書き込みポインタＣＰＰの位置
が進められる。次に（ｄ）は、入出力装置５がコマンド
キュー１１から書き込まれたコマンドを取り出した後の
状態を示す。即ち、コマンドがコマンドキュー１１から
取り出されると、情報取り出しポインタＣＧＰが情報書
き込みポインタＣＰＰの位置まで移動する。

【００２１】なお、上記のようにコマンドがブロックに
書き込まれると、入出力制御装置１０は定期的に情報書
き込みポインタＣＰＰと情報取り出しポインタＣＧＰと
を比較し、このポーリング処理によってホストがコマン
ド書き込みを完了したことを入出力装置５に割り込みを
用いて知らせる。このような割り込みがあると、入出力
装置５はコマンドの登録を検知し、コマンドを取り出
し、そのコマンドの実行の可否を判定し、実行可能なら
ばコマンドを実行し、これらの処理が完了すると情報取
り出しポインタＣＧＰを更新する。

【００２２】コマンドの実行が完了すると、入出力装置
５はホスト４に対しリプライを送ることによってその結
果報告を行なう。入出力制御装置１０のリプライキュー
１２は、当初図４（ａ）に示すような初期状態とされて
いる。即ち、ここではブロック確保ポインタＲＲＰ、情
報書き込みポインタＲＰＰ及び情報取り出しポインタＲ
ＧＰがいずれも同一のアドレスを指している。

【００２３】次に、（ａ）において、いずれかの入出力
装置５がリプライのための領域を確保しようとすると、
まずブロック確保ポインタＲＲＰを図４（ｂ）に示すよ
うにブロック２２の分だけ先に進める。そして、こうし
て確保された領域２２には（ｃ）に示すようにリプライ
が書き込まれ、情報書き込みポインタＲＰＰがブロック
確保ポインタＲＲＰの位置まで進められる。その後、入
出力制御装置１０の割り込みによってホスト４にリプラ
イの書き込み完了が通知されると、ホスト４はリプライ
キュー１２からそのリプライを取り出す。リプライの取
出しに伴う一連の処理が終了すると、図４（ｄ）に示す
ように、情報取り出しポインタＲＧＰが情報書き込みポ
インタＲＰＰの位置まで進められる。

【００２４】図５に、上記のようなポインタの更新処理
の際に排他制御に用いられるTEST &SET命令のフローチ
ャートを示す。例えば、図３（ａ）に示す状態から
（ｂ）に示す状態までブロック確保ポインタＲＣＰを更
新するとき、ホスト４は予めブロック確保ポインタＲＣ
Ｐの初期値を認識し、これに自分が書き込もうとするコ
マンドの書き込みに必要なブロックを考慮してアドレス
の加算を行なう。こうして求めた新たなアドレスをブロ
ック確保ポインタＲＣＰにセットする。しかしながら、
ホストがブロック確保ポインタＲＣＰの初期値を認識し
てから必要なアドレス計算を行ない、ブロック確保ポイ
ンタＲＣＰを更新する間に、他のホストがブロック確保
ポインタＲＣＰの内容を書き換えてしまうと制御にトラ
ブルが発生する。

【００２５】そこで、このような一連の制御実行中に
は、他のホストによるブロック確保ポインタＲＣＰの書
換えを認めない排他制御が必要となる。これには、従来
知られているTEST & SET命令が利用される。即ち、図５
において、ブロック確保ポインタＲＣＰの書き換え制御
には予めロックビットが用意される。そして、あるホス
トがブロック確保ポインタＲＣＰの書換えを行なおうと
する場合、まずこのロックビットチェックがステップＳ
１において実行される。ロック中であればロックが外れ
るまで待機する。一方、ステップＳ２において、ロック
中でないと判断した場合にはステップＳ３においてロッ
クビットをセットし、他のホストによる操作を排除した
状態でブロック確保ポインタＲＣＰの初期値を読み取
り、その更新をする。こうした一連の処理を実行し、全
ての処理が完了するとロックビットを開放する。図１に
示す排他制御部１３は、このような制御を行なうために
設けられた部分である。

【００２６】本発明の装置では、上記のようなキューを
用いてコマンドやリプライの交換を可能にするだけでな
く、コマンドやリプライの同時並行処理も可能にする。
この目的のために、コマンドキュー１１やリプライキュ
ー１２の各ブロックには、そのブロックステータスが表
示される。図１に示すブロックステータス１４は、この
ようなブロックの状態情報を読み書き管理する部分であ
る。

【００２７】図６は、ブロック構造説明図である。コマ
ンドキュー１１やリプライキュー１２の各ブロックは、
このようにヘッダ部１７とボデー部１８とから構成され
る。そして、ヘッダ部１７には、ブロックサイズ、ホス
ト名、コード、ステータス等が書き込まれる。このステ
ータスが、本発明の装置の動作中、特にポインタの書き
換え制御等の際に参照される。ステータスの内容は、例
えばブロック確保済みであって、コマンド書き換え前の
状態であるとか、コマンド書き込み後にあって、かつそ
の取り出し前といった内容のものである。なお、ヘッダ
部１７におけるホスト名は、このブロックを登録したホ
ストの名称を表し、コードはボデー部１８に格納したコ
マンド等の種類を示すものである。ボデー部１８にはコ
マンドやリプライが情報として書き込まれる。

【００２８】次に、本発明の装置によるコマンド登録、
コマンド実行、リプライ報告、リプライ受信の各フェイ
ズにおける制御フローチャートを説明する。図７は、コ
マンド登録の際の制御フローチャートである。まず、ス
テップＳ１において、始めにブロック確保ポインタＲＣ
Ｐを先に説明した排他制御により占有状態にする。次
に、ステップＳ２において、必要な領域を確保し、ブロ
ック確保ポインタＲＣＰを更新する。そして、ブロック
のステータスをコマンド作成中という状態にセットす
る。その後、ブロック確保ポインタＲＣＰを解放する。

【００２９】次に、ステップＳ３において、コマンド書
き込みのためにコマンドブロックを作成する。そして、
コマンドの書き込みが終了すると、ブロックのステータ
スを作成完了にセットする（ステップＳ４）。更に、ス
テップＳ５において、情報書き込みポインタＣＰＰを占
有する。次に、ステップＳ６において、この情報書き込
みポインタＣＰＰを更新し、その後この情報書き込みポ
インタＣＰＰを開放する。情報書き込みポインタの更新
中に、他のホストによってその内容が書き換えられる
と、やはり障害が発生するため、この場合にも排他制御
部１３が動作し、排他制御を行なう。

【００３０】このステップＳ６においては、情報書き込
みポインタＣＰＰの指すブロックから順にブロック確保
ポインタＲＣＰの指すブロックまで、ステータスが作成
完了となっていないブロックを探し、情報書き込みポイ
ンタＣＰＰがそのブロックを指すように内容を更新す
る。なお、先に説明したとおり、入出力制御装置に割り
込みによってコマンドの登録が通知されると、入出力制
御装置は新たに書き込まれた全てのコマンドブロックの
ステータスを実行前という内容にする。

【００３１】図８に、コマンド実行の制御フローチャー
トを示す。まず、ステップＳ１において、入出力制御装
置はコマンドキュー１１の各ブロックのステータスをチ
ェックし、実行可能なコマンドがあるかどうかを判断す
る。即ち、情報書き込みポインタＣＰＰの指すブロック
を上限として情報取り出しポインタＣＧＰの指すブロッ
クから順に実行可能なブロックを探し、見つからなけれ
ばコマンド実行のフェイズを終了する。実行可能なコマ
ンドが見つかった場合、ステップＳ２に移り、そのブロ
ックのステータスを実行中に変更する。そして、ステッ
プＳ３において、コマンドを実行しステップＳ４に移
る。

【００３２】ステップＳ４において、実行中のコマンド
を途中で一時中断する必要があれば、そのコマンドのブ
ロックのステータスは実行中のままとし、その中断した
コマンドから情報書き込みポインタＣＰＰの指す先を上
限とし、実行可能な別のコマンドを探してステップＳ１
からステップＳ４の処理を繰り返す。こうして全てのコ
マンド実行が完了すると、コマンドブロックのステータ
スをステップＳ５において実行完了に書き換える。

【００３３】その後、再びステップＳ１において、実行
が完了したコマンドのブロックから情報書き込みポイン
タＣＰＰの指すブロックを上限として実行可能な別のブ
ロックを探し、見つからなければコマンド実行のフェイ
ズを終了する。なお、コマンド実行のフェイズに入るタ
イミングとしては、入出力制御装置が主体的にコマンド
実行のフェイズに入る場合の他に、中断していたコマン
ドの実行を再開するように入出力装置から指示がくる場
合がある。

【００３４】コマンド実行のフェイズが終了すると、そ
のコマンドの実行結果を入出力装置からホストに返すた
めにリプライ報告のためのフェイズが開始される。図９
に、リプライ報告の制御フローチャートを示す。入出力
制御装置は、まずステップＳ１において、ステータスが
実行完了のコマンドブロックを探し、もしなければこの
フェイズを終了する。一方、実行完了のコマンドブロッ
クがあれば、そのコマンドに対するリプライブロック作
成のための領域を確保するためにブロック確保ポインタ
ＲＲＰを更新する（ステップＳ２）。そして、ステップ
Ｓ３において、確保した領域のリプライブロックのステ
ータスを作成中に書き換える。更に、ステップＳ４にお
いて、確保した領域にリプライブロックを作成し、リプ
ライブロックのステータスを作成完了にセットする。

【００３５】次に、ステップＳ５において、作成したリ
プライブロックに対応したコマンドブロックのステータ
スを報告待ちにセットする。次に、コマンドキュー１１
の情報取り出しポインタＣＧＰの示すブロックから順
に、情報書き込みポインタＣＰＰの指すブロックを上限
として、コマンドブロックステータスが報告待ちでない
コマンドブロックを探し、そのコマンドブロックを指す
ように情報取り出しポインタＣＧＰを更新する。

【００３６】今度はリプライキュー１２の情報書き込み
ポインタＲＰＰの指すブロックから順にブロック確保ポ
インタＲＲＰの指すブロックを上限として、ステータス
が作成完了でないリプライブロックを探し、そのリプラ
イブロックを指すように情報書き込みポインタＲＰＰを
更新する。また、更新前の情報書き込みポインタＲＰＰ
から更新後の情報書き込みポインタＲＰＰの間にある各
リプライブロックについて、対応したコマンドブロック
を登録したホストに対し割り込みをかける。こうして、
ホスト４はそのリプライの取出しを開始する。なお、コ
マンド実行の完了した時点で、リプライ報告を行なう前
に、コマンドブロックを参照する必要がなくなる場合に
は、情報取り出しポインタＣＧＰの更新を図８に示すコ
マンド実行のフェイズに含めることも可能である。

【００３７】図１０に、リプライ受信の制御フローチャ
ートを示す。割り込みを受けたホスト４は、情報取り出
しポインタＲＧＰの指すブロックから情報書き込みポイ
ンタＲＰＰの指すブロックを上限として自己が登録した
コマンドに対するリプライブロックを探し、このリプラ
イブロックのステータスを受信中に変更する（ステップ
Ｓ１）。そして、ホストがリプライブロックを受信し、
その受信が完了した場合、ステップＳ２において、リプ
ライブロックのステータスを受信完了に変更する。ステ
ップＳ３においては、情報取り出しポインタＲＧＰを占
有状態にする。そして、この情報取り出しポインタＲＧ
Ｐの指すブロックから順に情報書き込みポインタＲＰＰ
の指すブロックを上限として、ステータスが受信完了で
ないリプライブロックを探し、そのリプライブロックを
指すように情報取り出しポインタＲＧＰを更新する。

【００３８】その後、このステップＳ４において、情報
取り出しポインタＲＧＰの占有状態を解除する。なお、
このような情報取り出しポインタＲＧＰの更新の際に
も、その更新が完了するまで、他のホスト等によって内
容が書き換えられるとトラブルを生じる。そこで、この
制御にも排他制御部１３が動作し、処理完了まで書換え
を禁止する。

【００３９】各部が以上のような機能を持つブロックに
より構成された本発明の装置は、具体的には次のように
動作する。図１１に、本発明の装置の具体的な発生シー
ケンス例を示す説明図を図示した。本発明の装置は、例
えばこの図に示すようなシーケンスで動作する。図１１
の例では２台のホストＸとホストＹとが入出力制御装置
に対し、相前後してコマンドの登録やリプライの受入れ
を実行する例を示している。

【００４０】即ち、まず図１１のステップＳ１におい
て、ホストＸがコマンドブロックｘのための領域を確保
し、そのコマンドブロックの作成を開始する。次にステ
ップＳ２において、ホストＹはコマンドブロックｙのた
めの領域を確保し、そのブロックｙの作成を開始する。
次にステップＳ３において、ホストＹはブロックｙの作
成を完了する。更に、ステップＳ４において、ホストＸ
はブロックｘの作成を完了する。

【００４１】ステップＳ５においては、ブロックｘのコ
マンドの実行を開始する。更に、ステップＳ６におい
て、そのコマンドの実行を中断する。次に、ステップＳ
７において、ブロックｙのコマンドの実行を開始する。
そして、ステップＳ８において、ブロックｙのコマンド
の実行を完了する。

【００４２】今度は、ステップＳ９において、入出力制
御装置はブロックｙのコマンドに対応するリプライブロ
ックｙ＊の領域を確保し、その作成を実行する。また、
ステップＳ１０において、入出力制御装置はブロックｙ
＊の報告を行なう。ステップＳ１１では、ホストＹがこ
のブロックｙ＊のリプライ報告を受信開始する。次にス
テップＳ１２において、入出力制御装置は先ほど中断し
たブロックｘにおけるコマンドの実行を再開する。そし
てステップＳ１３において、そのコマンドの実行を完了
する。その後、ステップＳ１４において、このコマンド
に対応するリプライブロックｘ＊の領域を確保する。次
に、そのブロックｘ＊を作成し、ステップＳ１５におい
て、リプライブロックｘ＊のリプライ報告を実行する。

【００４３】ステップＳ１６では、ホストＸがリプライ
ブロックｘ＊のリプライ受信を開始し、ステップＳ１７
においては、ホストＹがリプライブロックｙ＊のリプラ
イ受信を完了する。更に、ステップＳ１８において、ホ
ストＸはリプライブロックｘ＊の受信を完了する。

【００４４】図１２、図１３、図１４及び図１５は、図
１１に示す各ステップにおけるコマンドキュー１１とリ
プライキュー１２の状態説明図である。まず、始めにホ
ストＸがコマンドブロックｘのための領域を確保するた
めにブロック確保ポインタＲＣＰを占有状態にし、ブロ
ック確保ポインタＲＣＰを更新し、ブロックｘのステー
タスを作成中にしてブロック確保ポインタＲＣＰの占有
状態を解除し、ブロックｘの作成を開始する。これが図
１１のステップＳ１の動作であって、図１２の（ａ）、
（ｂ）に示す状態である。

【００４５】次に、ホストＹはコマンドブロックｙのた
めの領域を確保すべくブロック確保ポインタＲＣＰを占
有状態にし、これを更新し、ブロックｙのステータスを
作成中にし、ブロック確保ポインタＲＣＰの占有状態を
解除してブロックｙの作成を開始する。これが図１１の
ステップＳ２に相当し、図１２に示す（ｃ）の状態とな
る。

【００４６】次に、ホストＹにおけるコマンドブロック
ｙの作成が図１１のステップＳ３において完了すると、
ホストＹはこのブロックｙのステータスを作成完了の状
態にし、情報書き込みポインタＣＰＰを占有状態にして
更新しようとする。しかしながら、この時点で情報書き
込みポインタＣＰＰが指しているブロックのステータス
は、まだホストＸにより作成中のものであるため、情報
書き込みポインタＣＰＰは更新しない。即ち、この情報
書き込みポインタＣＰＰの内容をそのままにして占有状
態を解除する。これが図１２（ｄ）に示す状態である。

【００４７】その後、図１１のステップＳ４において、
ブロックｘの作成が完了すると、ホストＸはブロックｘ
のステータスを作成完了状態にする。そして、情報書き
込みポインタＣＰＰを占有状態にし、情報書き込みポイ
ンタＣＰＰの指すブロックの次のブロックも作成完了状
態であることから、情報書き込みポインタＣＰＰをブロ
ック確保ポインタＲＣＰと同じ場所を指すように更新す
る。これは、図１３の（ａ）に示す状態である。その
後、ホストは入出力制御装置に対し割り込みを行ない、
登録を通知するとともに、情報書き込みポインタＣＰＰ
の占有状態を解除する。

【００４８】一方、入出力制御装置１０は割り込みによ
りコマンドブロックの登録を知ると、情報取り出しポイ
ンタＣＧＰの指すブロックｘを見つけ、このブロックｘ
のステータスを実行中にしてコマンドの実行を開始す
る。これが、図１１に示すステップＳ５の状態で、図１
３の（ｂ）にキューの状態を示す。ここで、図１１に示
すように、その後ステップＳ６において、ブロックｘの
コマンドの実行が中断する。この場合、入出力制御装置
はブロックｘの次にあるブロックｙを見つけ、ｙのステ
ータスを実行中にし、その実行を開始する。これは図１
０のステップＳ７に相当し、図１３の（ｃ）にキューの
状態を示す。

【００４９】図１１のステップＳ８において、ブロック
ｙのコマンドの実行が完了すると、入出力制御装置はブ
ロックｙのステータスを実行完了の状態にする。更に、
このブロックｙに対応するリプライブロックｙ＊の作成
のための領域をリプライキュー１２に確保するために、
ブロック確保ポインタＲＲＰを更新し、ｙ＊のステータ
スを作成中にする。こうして、ｙ＊の作成を開始する。
これは、図１１のステップＳ９に相当し、図１３の
（ｄ）にキューの状態を示す。

【００５０】リプライブロックｙ＊の作成が完了する
と、入出力制御装置はｙ＊のステータスを作成完了に
し、コマンドキューのブロックｙのステータスを報告待
ちの状態にし、情報書き込みポインタＲＰＰをブロック
ｙ＊の次の場所を指すように更新する。即ち、情報書き
込みポインタＲＰＰをブロック確保ポインタＲＲＰと同
じ場所を指すように更新し、ホストＹに対し割り込みを
行なう。これが図１１のステップＳ１０の状態で、図１
４（ａ）にキューの状態を示す。

【００５１】ホストＹは割り込みを受けると、情報取り
出しポインタＲＧＰの指す先にあるリプライブロックｙ
＊を見つけ、このリプライブロックのステータスを受信
中に変更し、その受信を開始する。これが図１１ステッ
プＳ１１の状態で、図１４（ｂ）にキューの状態を示
す。図１１のステップＳ１２では、ステップＳ６におい
て中断したブロックｘに関するコマンドの実行が再開さ
れ、これが完了すると入出力制御装置はブロックｘのス
テータスを実行完了にする。そして、ブロックｘに対応
するリプライブロックｘ＊の作成のための領域をリプラ
イキュー１２に確保すべくブロック確保ポインタＲＲＰ
を更新する。そして、リプライブロックｘ＊のステータ
スを作成中にし、このｘ＊を作成する。これは図１１の
ステップＳ１４の処理に該当し、図１４（ｃ）にキュー
の状態を示す。

【００５２】リプライブロックｘ＊の作成が完了する
と、入出力制御装置はリプライブロックｘ＊のステータ
スを作成完了にし、コマンドキューのブロックｘのステ
ータスを報告待ちにする。また、コマンドキューの情報
取り出しポインタＣＧＰの指すブロックｘとその次にあ
るブロックｙのステータスが両方とも報告待ちであるこ
とから、情報取り出しポインタＣＧＰをブロックｙの
次、即ち、情報書き込みポインタＣＰＰと同じ場所を指
すように更新する。また、リプライブロックの情報書き
込みポインタＲＰＰをリプライブロックｘ＊の次の場
所、即ちブロック確保ポインタＲＲＰと同じ場所を指す
ように更新し、その後ホストＸに対し割り込みを行な
う。これは図１１のステップＳ１５に相当する処理で、
図１４の（ｄ）にキューの状態を示す。

【００５３】ホストＸは割り込みを受けると、情報取り
出しポインタＲＧＰの指す先のリプライブロックｙ＊の
次にあるリプライブロックｘ＊を見つけ、このｘ＊のス
テータスを受信中に変更して受信を開始する。これは図
１１のステップＳ１６に相当し、図１５の（ａ）にキュ
ーの状態を示す。リプライブロックｙ＊の受信が完了す
ると、ホストＹはリプライブロックのステータスを受信
完了にし、情報取り出しポインタＲＧＰを占有状態にし
た後、このポインタをリプライブロックｙ＊の次、即ち
リプライブロックｘ＊を指すように更新する。そして、
情報取り出しポインタＲＧＰの占有状態を解除する。こ
れは図１１のステップＳ１７の処理であって、図１５
（ｂ）にキューの状態を示す。

【００５４】最後に、図１１のステップＳ１８におい
て、リプライブロックｘ＊の受信が完了すると、ホスト
Ｘはリプライブロックｘ＊のステータスを受信完了に
し、情報取り出しポインタＲＧＰを占有状態にして、こ
れをリプライブロックｘ＊の次、即ち情報書き込みポイ
ンタＲＰＰと同じ場所を指すように更新して、情報取り
出しポインタＲＧＰの占有状態を解除する。図１５
（ｃ）には、そのときのキューの状態を示す。

【００５５】上記のように各ブロックのステータスがそ
のつど具体的に表示され、情報書き込みポインタや情報
取り出しポインタが、連続した全てのブロックについて
情報の書き込みを終了していたり、情報の取り出し等の
情報交換を終了していた場合に、更新されるようにすれ
ば、例えば情報取り出しポインタＣＧＰと情報書き込み
ポインタＣＰＰの間にあるブロックのコマンドは、必ず
しも書き込み順でなく任意の順番に実行することができ
る。もちろん並行処理も可能となる。従って、複数のホ
ストがコマンドの登録を互いに妨げ合うことなく、１個
のコマンドキューを共有して入出力制御を実行できる。

【００５６】本発明は以上の実施例に限定されない。上
記ホストの数等は任意であって、入出力装置は１台以上
何台存在してもよい。また、コマンドキューやリプライ
キューの構成、そのブロックの構成等は任意であって、
上記のようにブロックのステータスが認識でき、更にブ
ロックに書き込まれたコマンドの送り込みが可能であれ
ば、どのような形式の構成であっても差し支えない。ま
た、上記各ポインタはいずれもキューのアドレスを示す
レジスタ等から構成されればよいが、これらはいずれも
適当な記憶領域に確保されたものであれば何でもよい。

【００５７】また、ステータスの表示は、上記実施例で
は外付けされたブロックステータス表示部が制御する構
成としたが、これは排他的制御部等と一体の構成であっ
てもよい。更に、本発明において、入出力制御装置には
複数のホストが入出力装置に情報を送るために、ただ１
つのキューを設けることとしたが、これはホストから入
出力装置に対し情報を供給するためのキューをただ１つ
設けるという意味であって、実施例のように入出力装置
からホストにリプライを送るためにもう１つのキューを
設けるようにすることを排除するものではない。もちろ
ん、入出力装置からリプライを送る方法は全く別の方法
でも差し支えない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明した本発明の入出力制御装置
は、複数のホストが入出力装置に情報を送るための唯一
のキューを備え、そのキューへの情報書き込みのための
ブロックを確保するブロック確保ポインタと、情報書き
込みが終了したブロックを表示する情報書き込みポイン
タと、情報の取出しが終了したブロックを表示する情報
取出しポインタと、各ブロックがそれぞれ情報が書き込
まれているか情報の取出しが終了しているか等を表示す
るブロックステータス表示部と、上記のようなポインタ
更新処理中に別の更新要求を排除する排他制御部とを備
えたので、具体的には次のような効果を備える。

【００５９】1)キューをホストごとに個別に準備する必
要がなく、キュー用資源の有効な活用を図り、キュー用
資源の総量以外の制限を受けない。 2)ホストの数には上限がなく、動的に変更が可能であ
り、シングルプロセッサからマルチプロセッサ、シング
ルプロセスからマルチプロセスの計算機において、全く
同様の方式で対応することが可能となる。 3)情報書き込みポインタや情報取出しポインタの設定に
よって、各ホストからのコマンド登録や各ホストによる
リプライ受信が並行して行なわれる。 4)全てのホストから登録されるコマンドはその登録順序
を含めてただ１つのキューに保存されるため、入出力制
御装置はただ１つのキューのみを監視すればよく、制御
が容易になる。 5)情報書き込みポインタや情報取出しポインタを設ける
ことによって、登録された複数のコマンドを並行して実
行することが可能になる。また、これらの複数のコマン
ドの順番を入れ換えて実行することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入出力制御装置実施例を示すブロック
図である。

【図２】従来方式の説明図で、（ａ）は従来一般のクラ
イアントサーバ方式、（ｂ）は従来一般の分散型アクセ
ス方式である。

【図３】各フェイズにおけるポインタの内容説明図（そ
の１）である。

【図４】各フェイズにおけるポインタの内容説明図（そ
の２）である。

【図５】TEST & SET命令の動作フローチャートである。

【図６】ブロック構造説明図である。

【図７】コマンド登録の制御フローチャートである。

【図８】コマンド実行の制御フローチャートである。

【図９】リプライ報告の制御フローチャートである。

【図１０】リプライ受信の制御フローチャートである。

【図１１】発生シーケンス例説明図である。

【図１２】キューの状態説明図（その１）である。

【図１３】キューの状態説明図（その２）である。

【図１４】キューの状態説明図（その３）である。

【図１５】キューの状態説明図（その４）である。

【符号の説明】

４ホスト５入出力装置１０入出力制御装置１１コマンドキュー１２リプライキュー１３排他制御部１４ブロックステータス表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のホストが入出力装置に情報を送る
ために共有する唯一のキューと、前記キューに前記情報を書き込む前に、予め情報書き込
みのためのブロックを確保するとともに、前記キューの
どこまでブロックが確保されているかを表示するブロッ
ク確保ポインタと、全てのブロックが、領域を確保され、かつ、既に情報が
書き込まれて、その情報の交換を許す状態にあるのはど
こまでかを表示する情報書き込みポインタと、全てのブロックが、情報の取り出しを許し、かつ、既に
情報の処理を終了した状態にあるのはどこまでかを表示
する情報取り出しポインタと、前記ブロック確保ポインタにより確保された個々のブロ
ックが、それぞれ既に情報が書き込まれているものかど
うか、若しくは、既に情報の取り出しを終了したものか
どうかを読み出して表示するブロックステータス表示部
と、前記各ポインタの更新処理中に、そのポインタの別の更
新要求を排除する排他制御部とを備えたことを特徴とす
る入出力制御装置。