JPH0969060A - 計算機システムおよびファイルアクセス制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱
うとともに、このファイル記述子を排他せずに使用する
ことのできる計算機システムを提供する。 【解決手段】プロセス９がファイル８のオープンを要求
したときに、ファイル９にファイル記述子を割り当て
て、そのファイル記述子を要求元のプロセス９に返送
し、プロセス９のいずれかのスレッドがそのファイル記
述子を用いてファイル８へのアクセスを初めて要求した
ときに、ポインタを含むファイル８に関するアクセス制
御情報を保持するアクセス制御ブロック７ａ〜７ｃをそ
のスレッドに対応させてメモリに確保することにより、
ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱うととも
に、スレッドそれぞれが個別にアクセス制御ブロック７
ａ〜７ｃをもつことによって、同一プロセス内のスレッ
ドすべてがファイル記述子を排他することなく使用する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチスレッド環
境を提供する計算機システムおよび同計算機システムに
適用して好適なファイルアクセス制御方法に係り、特に
ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱うととも
に、同一プロセス内のスレッドすべてがファイル記述子
を排他することなく使用することを可能とする計算機シ
ステムおよびファイルアクセス制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の計算機システムの普及は目覚まし
いものがあり、また、この普及に伴って処理の高速化が
ますます要求されてきている。そして、この高速化を実
現するものの一つとして、複数のプロセッサを有する並
列計算機システムが存在し、この並列計算機システム上
で主に提供される環境としてマルチスレッド環境が存在
する。

【０００３】このマルチスレッド環境で実行されるプロ
セス、すなわちアプリケーションは、プロセッサへの割
り付け単位となるスレッドを複数もつことが可能であ
り、したがって、同一プロセス内のスレッドが別々のプ
ロセッサで並列に実行することができるため、処理の高
速化が図られることになる。

【０００４】ここで、図６を参照して従来のマルチスレ
ッド環境下でのファイルアクセスの制御原理について説
明する。プロセス（ＡＰ）１７が生成されたとき、シス
テムは、プロセス制御ブロック（ＰＣＢ）およびアサイ
ンテーブル（ＡＳＧＮ）をメモリに確保して、このプロ
セス制御ブロックをシステム制御ブロック（ＳＣＢ）１
１に登録する。ここでは、プロセス制御ブロック１２ａ
およびアサインテーブル１３がプロセス１７に対応して
確保されたものとする。

【０００５】このシステム制御ブロック１１は、システ
ム上で稼働するプロセス全体を制御するために用いられ
るものである。また、プロセス制御ブロック１２ａ〜１
２ｃおよびアサインテーブル１３は、生成されたプロセ
スそれぞれに確保されるものである。そして、プロセス
制御ブロックは、そのプロセスの状態管理などに用いら
れるものであり、アサインテーブルは、後述するアクセ
ス制御ブロック（ＡＣＢ）を管理するために用いられる
ものである。

【０００６】ここで、このプロセス１７がファイル１６
のオープンを要求すると、システムは、そのファイル１
６に対応させてアクセス制御ブロック１４をメモリに確
保して、このアクセス制御ブロック１４をアサインテー
ブル１３のいずれかのエントリに設定する。そして、こ
の設定したエントリをファイル記述子（ｆｄｅｓ）とし
てプロセス１７に返送する。

【０００７】このアクセス制御ブロック１４には、有編
成ファイルにおけるアクセスポインタやレコードロック
情報、無編成ファイルにおけるカレントアクセス位置な
どといったアクセス制御情報が保持される。なお、この
ようなシステムでは、ファイルそれぞれにファイル制御
ブロック（ＦＣＢ）を必要に応じてメモリに確保し、こ
のファイル制御ブロックにファイルの制御情報を保持し
ている。そして、アクセス制御ブロックは、このファイ
ル制御ブロックを参照するためのアドレスなどを保持し
ている。

【０００８】そして、プロセス１７のスレッドそれぞれ
は、前述のオープン時にシステムから受けとったファイ
ル記述子を用いてファイル１６へのアクセス要求を発行
する。

【０００９】これによりシステムは、アクセス制御ブロ
ック１４に基づいたファイルアクセスを実施することが
できる。このように、マルチスレッド環境で実行される
プロセスでは、一つのファイルに対し、各スレッドが同
じファイル記述子を用いてアクセスを行なうため、ファ
イル記述子をプロセス単位の資源（プロセスコンテクス
ト）として扱うことができ、ファイルのオープンおよび
クローズを、プロセス単位の処理としてそれぞれ初期処
理および終了処理で一括して行なうなどの構造化プログ
ラミングを可能としていた。

【００１０】しかしながら、各プロセスが、アクセス制
御ブロックを一つのファイルに対して一つしか確保して
いないために、スレッド相互間でファイル記述子を排他
して用いなければならず、したがって、ファイル記述子
の排他を考慮したプログラミングを行なわなければなら
なかった。

【００１１】一方、ファイルのオープンおよびクローズ
を、プロセス単位の処理として行なうのではなく、各ス
レッドが、アクセスするファイルについて独自にオープ
ンおよびクローズを行ない、アクセス制御ブロックをス
レッドそれぞれに確保するといった方法も存在する。

【００１２】しかしながら、ファイルのオープンおよび
クローズを、スレッド単位の処理として行なうと、同一
ファイルについてファイル記述子が複数設定されてしま
うこととなり、ファイル記述子をプロセス単位の資源と
して扱うことができなくなるために、プログラム構造を
いたずらに複雑にしてしまうとともに、その生産性を著
しく低下させてしまう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
のマルチスレッド環境下におけるファイルアクセス制御
では、複数のスレッドが単一のアクセス制御ブロックを
使用するために、プロセス内のスレッドそれぞれが、フ
ァイル記述子を排他的に使用しなければならなかった。

【００１４】また、複数のアクセス制御ブロックを確保
する場合には、スレッドごとに同一ファイルをオープン
し、スレッドごとに異なるファイル記述子を使用しなけ
ればならないため、ファイル記述子がプロセスコンテキ
スト、すなわちプロセス単位の資源として扱うことはで
きなかった。

【００１５】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、ファイル記述子をプロセス単位の資源と
して扱うとともに、同一プロセス内のスレッドすべてが
ファイル記述子を排他することなく使用することを可能
とする計算機システムおよびファイルアクセス制御方法
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の計算機システム
は、一つのプロセスがＣＰＵへの割り付け単位となるス
レッドを複数もつことのできるマルチスレッド環境を提
供する計算機システムであって、前記スレッドそれぞれ
が、ファイルそれぞれに固有に割り当てられたファイル
記述子を用いてファイルへのアクセスを行なう計算機シ
ステムにおいて、前記プロセスがファイルのオープンを
要求したときに、そのオープンの要求されたファイルに
ファイル記述子を割り当てて、そのファイル記述子を前
記要求元のプロセスに返送する手段と、前記プロセスの
いずれかのスレッドが前記割り当てられたファイル記述
子を用いてそのファイルへのアクセスを初めて要求した
ときに、アクセスポインタを含むそのファイルに関する
アクセス制御情報を保持するアクセス制御ブロックをそ
のスレッドに対応させて前記メモリに確保する手段とを
具備し、前記ファイル記述子をプロセス単位の資源とし
て扱うとともに、前記スレッドそれぞれが個別にアクセ
ス制御ブロックをもつことによって、同一プロセス内の
スレッドすべてが前記ファイル記述子を排他することな
く使用することを特徴とする。

【００１７】また、本発明のファイルアクセス制御方法
は、一つのプロセスがＣＰＵへの割り付け単位となるス
レッドを複数もつことのできるマルチスレッド環境を提
供する計算機システムであって、これらのスレッドそれ
ぞれがファイルそれぞれに固有に割り当てられたファイ
ル記述子を用いてファイルへのアクセスを行なう計算機
システムのファイルアクセス制御方法において、前記プ
ロセスがファイルのオープンを要求したときに、そのオ
ープンの要求されたファイルにファイル記述子を割り当
てて、そのファイル記述子を前記要求元のプロセスに返
送するステップと、前記プロセスのいずれかのスレッド
が前記割り当てられたファイル記述子を用いてそのファ
イルへのアクセスを初めて要求したときに、アクセスポ
インタを含むそのファイルに関するアクセス制御情報を
保持するアクセス制御ブロックをそのスレッドに対応さ
せて前記メモリに確保するステップとを具備し、前記フ
ァイル記述子をプロセス単位の資源として扱うととも
に、前記スレッドそれぞれが個別にアクセス制御ブロッ
クをもつことによって、同一プロセス内のスレッドすべ
てが前記ファイル記述子を排他することなく使用するこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、プロセスがファイルのオ
ープンを要求してきたときに、システムは、そのファイ
ルにファイル記述子を割り当てるとともに、そのファイ
ル記述子を要求元のプロセスに返送する。したがって、
この時点では、アクセス制御ブロックの確保は行なわれ
ない。

【００１９】次に、プロセス内のスレッドがそのファイ
ル記述子を用いて初めてアクセスを行なった際、システ
ムは、このスレッドに対応させて、そのファイルについ
てのアクセス制御ブロックを確保する。すなわち、各ス
レッドは、それぞれ固有のアクセス制御ブロックをもつ
ことになる。

【００２０】これにより、ファイル記述子をプロセス単
位の資源として取り扱うことができ、かつ各スレッド相
互間でこのファイル記述子を排他して使用するといった
ことが不要となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は同実施形態におけるファイ
ルアクセスの制御原理について説明するための概念図で
ある。

【００２２】同実施形態において、プロセス（ＡＰ）９
が生成されると、システムは、プロセス制御ブロック
（ＰＣＢ）２およびプロセスアサインテーブル（Ｐ−Ａ
ＳＧＮ）３をメモリに確保して、このプロセス制御ブロ
ック２をシステム制御ブロック（ＳＣＢ）１に登録す
る。

【００２３】このシステム制御ブロック１は、システム
上で稼働するプロセス全体を制御するために用いられる
ものである。また、プロセス制御ブロック２は、プロセ
ス９の状態管理などに用いられものであり、プロセスア
サインテーブル３は、ファイル制御ブロック（ＦＣＢ）
４を参照するときに用いられるものである。なお、ファ
イル制御ブロックとは、ファイルそれぞれに対応して必
要に応じてメモリに確保されるものであり、ファイルの
属性などを含む制御情報を保持するものである。

【００２４】また、プロセス９によりスレッドが生成さ
れると、システムは、スレッド制御ブロック５ａ〜５ｃ
およびスレッドアサインテーブル６ａ〜６ｃをメモリに
確保して、このスレッド制御ブロック５ａ〜５ｃをプロ
セス制御ブロック２に登録する。なお、このスレッド制
御ブロック５ａ〜５ｃおよびスレッドアサインテーブル
６ａ〜６ｃは、それぞれ一対にして確保され、各スレッ
ド制御ブロック５ａ〜５ｃは、それぞれに対応したスレ
ッドアサインテーブル６ａ〜６ｃのアドレスを保持して
いる。

【００２５】次に、このプロセス９がファイル８のオー
プンを要求すると、システムは、そのファイル８に対応
したファイル制御ブロック４のアドレスをプロセスアサ
インテーブル３のいずれかのエントリに設定し、この設
定したエントリをファイル記述子としてプロセス９に返
送する。

【００２６】そして、プロセス９のスレッドが、このフ
ァイル記述子を用いてファイル８へのアクセスを要求す
ると、システムは、このファイル記述子が、そのスレッ
ドに対応して設けられたスレッドアサインテーブル（こ
こでは６ａとする）内で有効であるかどうかを判定す
る。

【００２７】このスレッドアサインテーブル６ａの検索
は、以下の手順で行なわれる。すなわち、スレッドから
のアサイン要求が発生すると、システムは、プロセスＩ
ＤとスレッドＩＤとを取得して、まずプロセスＩＤから
プロセス制御ブロック２を知得する。次に、このプロセ
ス制御ブロック２とスレッドＩＤとからスレッド制御ブ
ロック５ａを知得する。そして、このスレッド制御ブロ
ック５ａの保持するスレッドアサインテーブル６ａのア
ドレスによりスレッドアサインテーブル６ａを検索す
る。

【００２８】そして、システムは、この検索したスレッ
ドアサインテーブル６ａにアクセスの要求されたファイ
ル８に対応したアクセス制御ブロック７ａが存在するか
どうかを検査することにより、そのファイル記述子が、
そのスレッドアサインテーブル６ａ内で有効であるかど
うかを判定する。

【００２９】なお、このアクセス制御ブロックとは、有
編成ファイルにおけるアクセスポインタやレコードロッ
ク情報、無編成ファイルにおけるカレントアクセス位置
などといったアクセス制御情報を保持するものであり、
各ファイルに対応して確保されるものである。また、ア
クセス制御ブロックは、ファイル制御ブロックを参照す
るためのアドレスなども保持している。

【００３０】ここで、このファイル記述子が有効であっ
た場合には、そのスレッドアサインテーブル６ａに設定
されたアクセス制御ブロック７ａに基づいて、アクセス
処理を実施する。一方、ファイル記述子が有効でなかっ
た場合には、さらにそのファイル記述子がプロセスアサ
インテーブル３内で有効であるかどうかを判定する。

【００３１】ここで、このファイル記述子がプロセスア
サインテーブル３内で有効でない場合には、ファイルの
オープンが行なわれていないこととなるため、エラーと
してプロセス９にその旨を返答する。

【００３２】一方、このファイル記述子がプロセスアサ
インテーブル３内で有効であった場合には、アクセス制
御ブロック７ａをメモリに確保してスレッドアサインテ
ーブル６ａに設定するとともに、そのアクセス制御ブロ
ック７ａを用いてアクセス処理を実施する。

【００３３】すなわち、各スレッドがアクセス制御ブロ
ックをそれぞれにもつために、ファイル記述子をプロセ
ス単位の資源として扱うことができ、かつファイル記述
子の排他をまったく意識する必要がない。

【００３４】次に図２乃至図５を参照して同実施形態の
動作手順を説明する。図２は同実施形態のプロセスが生
成されたときの動作を説明するフローチャートである。

【００３５】プロセス９が生成されると、システムは、
プロセス制御ブロック２をメモリに確保して（図２のス
テップＡ１）、ついでプロセスアサインテーブル３をメ
モリに確保する（図２のステップＡ２）。

【００３６】図３は同実施形態のプロセスによりスレッ
ドが生成されたときの動作を説明するフローチャートで
ある。プロセス９によりスレッドが生成されると、シス
テムは、スレッド制御ブロック５ａ〜５ｃをメモリに確
保して（図３のステップＢ１）、ついでこれらスレッド
制御ブロック５ａ〜５ｃそれぞれと一対にしてスレッド
アサインテーブル６ａ〜６ｃをメモリに確保する（図３
のステップＢ２）。

【００３７】図４は同実施形態のプロセスがファイルの
オープンを要求しときの動作を説明するフローチャート
である。プロセス９が、ファイル８のオープンを要求す
ると、システムは、プロセスＩＤからプロセス制御ブロ
ック２を知得し、さらにこのプロセス制御ブロック２か
らプロセスアサインテーブル３を知得する（図４のステ
ップＣ１）。そして、システムは、このオープン要求の
あったファイル８に対応するファイル制御ブロック４が
メモリに確保されているかどうかを判定し（図４のステ
ップＣ２）、確保されていないときに、ファイル制御ブ
ロック４をメモリ上に確保する（図４のステップＣ
３）。

【００３８】次に、システムは、プロセスアサインテー
ブル３のいずれかのエントリを確保して（図４のステッ
プＣ４）、ファイル制御ブロック４をこのエントリに設
定するともに、プロセス９により指定されたオープンモ
ードを格納する（図４のステップＣ５）。そして、この
確保したエントリのエントリ番号をファイル記述子とし
て、プロセス９に返送する（図４のステップＣ６）。

【００３９】図５は同実施形態のスレッドがファイル記
述子を用いてファイルのアクセスを要求したときの動作
を説明するフローチャートである。プロセス９のスレッ
ドが、ファイル記述子を用いてファイル８へのアクセス
を要求すると、システムは、まずプロセスＩＤからプロ
セス制御ブロック２を知得し、さらにこのプロセス制御
ブロック２からプロセスアサインテーブル３を知得する
（図５のステップＤ１）。次にシステムは、スレッドＩ
Ｄからスレッド制御ブロック５ａを知得し、さらにこの
スレッド制御ブロック５ａからスレッドアサインテーブ
ル６ａを知得する（図５のステップＤ２）。

【００４０】ここでシステムは、ファイル記述子が、そ
のスレッドアサインテーブル６ａ内で有効であるかどう
かを判定し（図５のステップＤ３）、有効でない場合に
は、さらにそのファイル記述子がプロセスアサインテー
ブル３内で有効であるかどうかを判定する（図５のステ
ップＤ４）。

【００４１】ここで、このファイル記述子がプロセスア
サインテーブル３内で有効でない場合には、ファイルの
オープンが行なわれていないこととなるため、エラーと
してプロセス９にその旨を返答する。

【００４２】一方、このファイル記述子がプロセスアサ
インテーブル３内で有効であった場合には、アクセス制
御ブロック７ａをメモリに確保してスレッドアサインテ
ーブル６ａに設定するとともに（図５のステップＤ５〜
ステップＤ６）、そのアクセス制御ブロック７ａを用い
てアクセス処理を実施する（図５のステップＤ７）。こ
れにより、ファイル記述子をプロセス単位の資源として
扱うことができ、かつファイル記述子の排他をまったく
意識する必要がない。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱えるとと
もに、スレッドそれぞれが個別にアクセス制御ブロック
をもつことによって、同一プロセス内のスレッドすべて
がファイル記述子を排他することなく使用することがで
きることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるファイルアクセスの
制御原理について説明するための概念図。

【図２】同実施形態のプロセスが生成されたときの動作
を説明するフローチャート。

【図３】同実施形態のプロセスによりスレッドが生成さ
れたときの動作を説明するフローチャート。

【図４】同実施形態のプロセスがファイルのオープンを
要求しときの動作を説明するフローチャート。

【図５】同実施形態のスレッドがファイル記述子を用い
てファイルのアクセスを要求しときの動作を説明するフ
ローチャート。

【図６】従来のマルチスレッド環境下でのファイルアク
セスの制御原理を説明するための概念図。

【符号の説明】

１…システム制御ブロック、２…プロセス制御ブロッ
ク、３…プロセスアサインテーブル、４…ファイル制御
ブロック、５ａ，５ｂ，５ｃ…スレッド制御ブロック、
６ａ，６ｂ，６ｃ…スレッドアサインテーブル、７ａ，
７ｂ，７ｃ…アクセス制御ブロック、８…ファイル、９
…プロセス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つのプロセスがＣＰＵへの割り付け単
   位となるスレッドを複数もつことのできるマルチスレッ
   ド環境を提供する計算機システムであって、前記スレッ
   ドそれぞれが、ファイルそれぞれに固有に割り当てられ
   たファイル記述子を用いてファイルへのアクセスを行な
   う計算機システムにおいて、 前記プロセスがファイルのオープンを要求したときに、
   そのオープンの要求されたファイルにファイル記述子を
   割り当てて、そのファイル記述子を前記要求元のプロセ
   スに返送する手段と、 前記プロセスのいずれかのスレッドが前記割り当てられ
   たファイル記述子を用いてそのファイルへのアクセスを
   初めて要求したときに、アクセスポインタを含むそのフ
   ァイルに関するアクセス制御情報を保持するアクセス制
   御ブロックをそのスレッドに対応させて前記メモリに確
   保する手段とを具備し、 前記ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱うと
   ともに、前記スレッドそれぞれが個別にアクセス制御ブ
   ロックをもつことによって、同一プロセス内のスレッド
   すべてが前記ファイル記述子を排他することなく使用す
   ることを特徴とする計算機システム。
2. 【請求項２】 一つのプロセスがＣＰＵへの割り付け単
   位となるスレッドを複数もつことのできるマルチスレッ
   ド環境を提供する計算機システムであって、これらのス
   レッドそれぞれがファイルそれぞれに固有に割り当てら
   れたファイル記述子を用いてファイルへのアクセスを行
   なう計算機システムのファイルアクセス制御方法におい
   て、 前記プロセスがファイルのオープンを要求したときに、
   そのオープンの要求されたファイルにファイル記述子を
   割り当てて、そのファイル記述子を前記要求元のプロセ
   スに返送するステップと、 前記プロセスのいずれかのスレッドが前記割り当てられ
   たファイル記述子を用いてそのファイルへのアクセスを
   初めて要求したときに、アクセスポインタを含むそのフ
   ァイルに関するアクセス制御情報を保持するアクセス制
   御ブロックをそのスレッドに対応させて前記メモリに確
   保するステップとを具備し、 前記ファイル記述子をプロセス単位の資源として扱うと
   ともに、前記スレッドそれぞれが個別にアクセス制御ブ
   ロックをもつことによって、同一プロセス内のスレッド
   すべてが前記ファイル記述子を排他することなく使用す
   ることを特徴とするファイルアクセス制御方法。