JPH0831077B2 - 入出力サブシステムのチャネルパス負荷率均等化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図、第７図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）一実施例の説明（第２図〜第５図） （ｂ）他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 複数のコンピュータにより共用される入出力サブシス
テムにおいて、複数のコンピュータの使用率を均等化す
るチャネルパス負荷率均等化方法に関し、 CPUが高速化しても、処理速度の異なる複数のCPUから
の使用率を均等化することを目的とし、 複数CPUのチャネルの各々にチャネルパスを介し接続
される入出力制御装置と、該入出力制御装置により制御
される複数の入出力デバイスとを有し、一のCPUからの
入出力命令受付時に、指定された入出力デバイスが他の
CPUにより使用されている場合、デバイスビジーを応答
し、該入出力デバイスの使用終了後、新たな入出力命令
が到来しないことを条件に、該待たされた一のCPUにデ
バイスエンド報告を行う入出力サブシステムにおいて、
該他のCPUからの入出力命令受付時に、該一のCPUに対す
る該デバイスエンド報告が待たされた回数を計数し、該
回数が規定値を越えた場合、受け付けた該他のCPUの入
出力命令に対して擬似的にデバイスビジーを応答して、
該待たされ続けている一のCPUにデバイスエンド報告を
行い、該デバイスエンド報告を行った一のCPUからの新
しい入出力命令の受け付け及び実行を優先させる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数のコンピュータ（CPU）により共用さ
れる入出力サブシステムにおいて、複数のコンピュータ
の使用率を均等化するチャネルパス負荷率均等化方法に
関する。

近年のコンピュータシステムの使用形態の多様化に伴
い、磁気ディスクサブシステム等の入出力サブシステム
の共有化が増大している。

このため、磁気ディスク制御装置には、複数のCPUと
の接続を可能にするため、従来よりチャネルスイッチ機
構が提供されている。

このように、サブシステムが共用化された際に、処理
速度の異なる複数のCPUに共用される場合が多く、この
場合、処理速度の速いCPUから磁気ディスク装置を占有
されてしまい、処理速度の速いCPUはいつまでも使用で
きないという事態が生じるので、これを複数のCPUで平
均的に使用できるようにする必要がある。

〔従来の技術〕

第６図は磁気ディスクサブシステムの説明図である。

磁気ディスクサブシステムは、コンピュータシステム
のDASD（Direct Access Storage Device）として使用さ
れ、磁気ディスク（入出力）制御装置2a、2bの各々は、
上位に複数のCPU（中央処理装置）1a、1bのチャネル10
とチャネルパス11を介して接続される。

又、磁気ディスク制御装置2a、2bの下位では、各々磁
気ディスク制御アダプタ3a、3bを介し磁気ディスク装置
（入出力デバイス）4a、4b、…、4nに接続されている。

このようなサブシステムにおいて、複数CPUで磁気デ
ィスク装置を平均的に使用する方法として、コマンドリ
トライ機能を用いた方法が提案されている。

第７図は係る従来技術の説明図である。

例えば、CPU1aを遅いCPU、CPU1bを速いCPUとし、各々
への磁気ディスク制御装置2a（又は2b）からのチャネル
パスをＢ、Ａとする。

磁気ディスク制御装置2aでは、CPUからの入出力命令S
TART IOに応じて指定された磁気ディスク装置が使用中
なら使用中であることを示すデバイスビジーDV BUSYをC
PUへ応答する。

一方、使用中でなければ、当該磁気ディスク装置を用
いて入出力命令を実行し、終了により終了報告する。

デバイスビジーを返答したCPUに対しては、当該磁気
ディスク装置の使用が解除されると、次の入出力命令が
到来してないことを条件にデバイスの使用可能状態を通
知するデバイスエンド報告DV ENDを当該CPUに通知す
る。

これによって当該CPUは、新たに入出力命令START IO
を発行する。

このようなシーケンスにおいて、早いCPU1bが第７図
のように連続的に入出力命令START IOを発行すると、遅
いCPU1aは入出力命令START IOを発行しても、デバイス
ビジーDV BUSYが返答され、例えデバイスエンド報告DV
ENDを受けても、入出力命令START IOを発行する前に、
早いCPU1bが入出力命令START IOを発行してしまうと、
遅いCPU1aの入出力命令START IOに対し再びデバイスビ
ジーDV BUSYが返答されて、いつまでも使用できない。

このため、従来技術では、遅いCPU1aに対し、デバイ
スビジーDV BUSYとデバイスエンド報告DV ENDとが返答
されても、入出力命令の実行されない回数をカウンタで
計測し、その回数が規定値に達すると、CPU1aからの次
の入出力命令START IOに対し、コマンドの再発行を指示
するリトライステータスRETRY STATUSを返答する。

デバイスビジーDV BUSYは、CPUのOSに行って処理され
るため、次の入出力命令START IOの発行まで時間がかか
るが、リトライステータスRETRY STATUSはOSまで行かず
に処理されるため、デバイスエンド報告DV ENDに対し、
直ちにリトライコマンドを再発行でき、遅いCPU1aの入
出力命令START IOが実行される。

このように、従来は、デバイスエンド報告DV ENDが到
来しても、何度も入出力命令START IOが実行されない状
態が続くと、入出力命令START IOに対しリトライステー
タスRETRY STATUSを返答し、デバイスエンド報告DV END
に対し、直ちにリトライコマンドを再発行させ、入出力
命令を実行していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、近年のCPUの処理速度の高速化により、早
いCPUでは、リトライステータスの返送後、早いCPUの入
出力命令の実行が終了し、デバイスエンド報告DV ENDを
報告する前ｔに入出力命令START IOが発行されてしまう
場合がある。

このような場合、早いCPU1bの入出力命令START IOが
実行されてしまい、デバイスエンド報告はなされない。

このため、遅いCPU1aでは、リトライステータス受信
後、デバイスエンド報告を待っているから、一定時間以
内にデバイスエンド報告が到来しないと、ホスト側のタ
イムアウトエラーとなってしまうという問題が生じて、
コマンドリトライ機能では、早いCPUの高速化に対処で
きないという事態が生じていた。

従って、本発明は、CPUが高速化しても、処理速度の
異なる複数のCPUからの使用率（チャネルパス負荷率）
を均等化することのできる入出力サブシステムのチャネ
ルパス負荷率均等化方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図（Ａ）に示すように、複数CPU1a、1
bのチャネル10の各々にチャネルパス11を介し接続され
る入出力制御装置2aと、該入出力制御装置2aにより制御
される複数の入出力デバイス4a〜4nとを有し、第１図
（Ｂ）に示すように、一のCPU1aからの入出力命令受付
時に、指定された入出力デバイスが他のCPU1bにより使
用されている場合、デバイスビジーを応答し、該入出力
デバイスの使用終了後、新たな入出力命令が到来しない
ことを条件に、該待たされた一のCPU1aにデバイスエン
ド報告を行う入出力サブシステムにおいて、第１図
（Ｃ）に示すように、該他のCPU1bからの入出力命令受
付時に、該一のCPU1aに対する該デバイスエンド報告が
待たされた回数を計数し、該回数が規定値を越えた場
合、受け付けた該他のCPU1bの入出力命令に対して擬似
的にデバイスビジーを応答して、該待たされ続けている
一のCPU1aにデバイスエンド報告を行い、該デバイスエ
ンド報告を行った一のCPU1aからの新しい入出力命令の
受け付け及び実行を優先させるものである。

〔作用〕

本発明では、デバイスエンド報告が待たされた回数を
計数し、規定値に達すると、早いCPU1bの入出力命令に
対し擬似的にデバイスビジーを強制応答し、早いCPU1b
を強制的に待たせ、その間に遅いCPU1aにデバイスエン
ド報告を行い、更に遅いCPU1aからの新しい入出力命令
の受け付け、実行を優先的に行うようにし、早いCPU1b
の処理速度が速くなっても、遅いCPU1aの入出力命令を
実行できるようにした。

このため、遅いCPUも、早いCPUに連続的に使用されて
目的とするデバイスがビジーのため長時間待たされるこ
とがなく、各CPUからの使用率の均等化が図れ、システ
ム全体の処理効率が上がる。

又、デバイスエンド報告の待たされている回数を計数
するので、CPUの高速化により、連続した入出力命令が
発行されて、デバイスエンド報告が出力されなくても、
遅いCPUの待たされた時間を正確に計測できる。

〔実施例〕

（ａ）一実施例の説明 第２図は本発明の一実施例構成図であり、磁気ディス
ク制御装置2a（2b）の構成を示しており、第３図はその
要部構成図である。

図中、第１図及び第６図で示したものと同一のもの
は、同一の記号で示してあり、20、21は各々チャネルス
イッチ制御回路であり、各々チャネルパス11を介しCPU1
a、1b（第６図参照）のチャネル10と接続されるもの、2
2はチャネルインターフェース制御回路であり、チャネ
ルスイッチ制御回路20、21を介しチャネル10との間のイ
ンターフェース制御を行うもの、23はアダプタインター
フェース制御回路であり、磁気ディスク制御アダプタ3a
（3b）（第６図参照）との間のインターフェース制御を
行うものである。

24はマイクロプロセッサであり、主制御部を構成し、
各種の応答制御等をプログラムの実行により行うもの、
25はマイクロプログラム用コントロールストレージであ
り、マイクロプロセッサ（以下MPUという）24が実行す
るマイクロプログラムを格納しておくもの、26は命令受
付抑止回路であり、MPU24の指示したチャネルパスの命
令を抑止する（チャネルブロックという）ようチャネル
インターフェース制御回路22を制御するものである。

27は記憶レジスタであり、第３図に示すように、各デ
バイス（磁気ディスク装置）4a〜4nに対し、各々チャネ
ルパスＡ〜ｍに対してデバイスエンド報告が必要か否か
のフラグを格納しておくもの、28は未報告デバイスエン
ドカウンタであり、各デバイス（磁気ディスク装置）4a
〜4nに対し、各々チャネルパスＡ〜ｍに対してのデバイ
スエンド報告が待たされている回数を計数して保持して
おくものである。

尚、磁気ディスクサブシステムのシステム構成は、第
６図と同一である。

第４図は本発明の一実施例処理フロー図、第５図は本
発明の一実施例動作説明図である。

磁気ディスク制御装置2aのMPU24は、チャネルイン
ターフェース制御回路22にチャネル10から命令が有るか
を調べる。

チャネル10からの入出力命令があると、チャネルイ
ンターフェース制御回路22は入出力命令を受け付ける。

そして、MPU24は、当該入出力命令に含まれる指定デ
バイスにより記憶レジスタ27を参照し、そのデバイスに
関して、以前他チャネルパスに対してデバイスビジー応
答したため、その他チャネルパスに対してデバイスエン
ド報告の必要があるかを判定する。

他チャネルパスに対してデバイスエンド報告をする
必要がある場合、即ち、他チャネルパスに接続されてい
る他のCPUで、そのデバイスが使用可能になるのを待っ
ている状態の場合、MPU24は、カウンタ28のそのデバイ
スに関する当該他チャネルパスについての未報告デバイ
スカウント値を「＋１」する。

次に、MPU24は、カウンタ28のそのデバイスに関する
当該他チャネルパスについての未報告デバイスカウント
値が規定値を越えているかを判定する。

MPU24は、当該カウント値が規定値を越えていると
判断すると、当該他チャネルパスに接続されている他の
CPUが、そのデバイスが使用可能になるのを既に一定期
間待ち続けているため、MPU24はチャネルインターフェ
ース制御回路22に、今命令を受け付けたチャネルパスに
擬似的にデバイスビジーを応答せしめる。

そして、MPU24は、カウンタ28の当該規定値を越えた
チャネルパスについての未報告デバイスカウント値をリ
セットする。

更に、MPU24は、記憶レジスタ27に、当該デバイスの
当該命令を受け付けたチャネルパス欄に、そのデバイス
の使用が終了した時にデバイスエンド報告の必要がある
ことを示すフラグセットし、ステップに戻る。

一方、ステップでデバイスエンド報告の必要なし
又はステップで未報告デバイスカウント値が規定値を
越えていなければ、MPU24は当該デバイスを選択し、当
該デバイスは使用中かを判定する。

使用中でなければ、当該入出力命令を実行すべく、
MPU24はアダプタインターフェース制御回路23等を制御
し、当該入出力命令のあったチャネルパスに正常終了を
報告して、ステップへ戻る。

逆に使用中であれば、MPU24は当該入出力命令のあ
ったチャネルパスにチャネルインターフェース制御回路
22を介しデバイスビジー応答し、記憶レジスタ27の当該
デバイスの当該チャネルパスの欄に、そのデバイスの使
用が終了した時に、デバイスエンド報告の必要のあるこ
とを示すフラグをセットし、ステップへ戻る。

一方、ステップでチャネルからの命令なしと判定
すると、MPU24は、記憶レジスタ27のフラグを参照し、
デバイスエンド報告の必要であるかを判定し、必要がな
ければ、ステップに戻る。

逆に、デバイスエンド報告の必要がある時は、MPU2
4は、そのチャネルパスに対して、チャネルインターフ
ェース制御回路22を介し、デバイスが使用可能になった
ことを通知するためのデバイスエンドを報告する。

更に、MPU24は、デバイスエンド報告をしたチャネル
パスからの新しい命令受付を優先させるための操作を行
う。

即ち、MPU24は、命令受付抑止回路26にチャネルブロ
ック機能を動作させて、デバイスエンド報告をしたチャ
ネルパス以外からの新しい命令受付を一時的に抑止する
ようチャネルインターフェース制御回路22を操作する。

そして、ステップへ戻る。

例えば、第５図のように、早いCPUのチャネルパスＡ
から連続的に入出力命令START IOが発行されると、先づ
遅いCPUのチャネルパスＢの入出力命令START IOに対し
デバイスビジーがステップで応答される。

そしてチャネルパスＡの入出力命令START IO実行毎
に、ステップで、チャネルパスＢの未報告デバイスエ
ンドカウント値が「＋１」更新される。

そして、未報告デバイスエンド値が規定値を越える
と、ステップで、チャネルパスＡの入出力命令START
IOに対し、擬似デバイスビジーが応答され、チャネルパ
スＢにデバイスエンドが報告される。

更に、ステップで、チャネルパスＢ以外のチャネル
パスの命令受付が抑止され、チャネルパスＢの入出力命
令が優先的に実行される。

そして、チャネルパスＢの入出力命令の実行終了によ
り、チャネルパスＡにデバイスエンド報告がされる。

このようにして、早いCPUのチャネルパスによって、
一定時間待たされていた他チャネルパスに接続されてい
る他のCPUからの新しい命令が優先受付され実行でき
る。

このようにして、処理速度の異なる複数CPUの共用に
際し、各CPUからの使用率が均等化され、即ちチャネル
パスの負荷率が均等化され、システム全体の処理効率が
上がる。

（ｂ）他の実施例の説明 上述の実施例では、磁気ディスク制御装置2aについて
説明したが、磁気ディスク制御装置2bについても同様で
あり、CPUも２台に限らず３台以上であってもよい。

又、応答をデバイスビジー、デバイスエンド報告とし
たが、磁気ディスク制御装置がビジー状態であることを
示すコントロール・ユニットビジー応答、ビジー状態が
終了したことを示すコントロール・ユニットエンド報告
であってもよく、これらもデバイスビジー・デバイスエ
ンド報告の概念に含まれる。

更に、磁気ディスクサブシステムで説明したが、他の
入出力サブシステムであってもよい。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、 一定時間待たされた他のCPUの入出力命令を優先的
に受付け、実行するので、CPUの処理速度にかかわら
ず、各CPUからの使用率が均等化できるという効果を奏
し、システム全体の処理効率を向上する。

デバイスエンド報告が待たされている回数を計数す
るので、正確に待たされた時間を計測できるという効果
を奏し、使用率均等化を正確に実行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は本発明の一実施例要部構成図、 第４図は本発明の一実施例処理フロー図、 第５図は本発明の一実施例動作説明図、 第６図は磁気ディスクサブシステムの説明図、 第７図は従来技術の説明図である。 図中、1a、1b……CPU（中央処理装置）、2a、2b……入
出力制御装置、（磁気ディスク制御装置）4a〜4n……入
出力デバイス、（磁気ディスク装置）10……チャネル、
11……チャネルパス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数CPU（1a、1b）のチャネル（10）の各
   々にチャネルパス（11）を介し接続される入出力制御装
   置（2a）と、 該入出力制御装置（2a）により制御される複数の入出力
   デバイス（4a〜4n）とを有し、 一のCPU（1a）からの入出力命令受付時に、指定された
   入出力デバイスが他のCPU（1b）により使用されている
   場合、デバイスビジーを応答し、 該入出力デバイスの使用終了後、新たな入出力命令が到
   来しないことを条件に、該待たされた一のCPU（1a）に
   デバイスエンド報告を行う入出力サブシステムにおい
   て、 該他のCPU（1b）からの入出力命令受付時に、該一のCPU
   （1a）に対する該デバイスエンド報告が待たされた回数
   を計数し、 該回数が規定値を越えた場合、受け付けた該他のCPU（1
   b）の入出力命令に対して擬似的にデバイスビジーを応
   答して、該待たされ続けている一のCPU（1a）にデバイ
   スエンド報告を行い、 該デバイスエンド報告を行った一のCPU（1a）からの新
   しい入出力命令の受け付け及び実行を優先させることを 特徴とする入出力サブシステムのチャネルパス負荷率均
   等化方法。