JPS6141020B2 - - Google Patents

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JPS6141020B2
JPS6141020B2 JP56189896A JP18989681A JPS6141020B2 JP S6141020 B2 JPS6141020 B2 JP S6141020B2 JP 56189896 A JP56189896 A JP 56189896A JP 18989681 A JP18989681 A JP 18989681A JP S6141020 B2 JPS6141020 B2 JP S6141020B2
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JP
Japan
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disk
data
cache
cache memory
address
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JP56189896A
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Japanese (ja)
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JPS5892053A (en
Inventor
Takehisa Tokunaga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5892053A publication Critical patent/JPS5892053A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0866Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches for peripheral storage systems, e.g. disk cache

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報処理装置内のデイスクサブシステ
ムにおけるデイスクキヤツシユ装置に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a disk cache device in a disk subsystem within an information processing device.

デイスク装置はデータのアクセスに機械的動作
を伴うために中央処理装置CPUの処理時間に比
べてアクセス時間が長く、情報処理システムの性
能を押える要因になつている。そこで高速小容量
のキヤツシユメモリを設けて一部のデイスクデー
タをキヤツシユメモリに入れて実効的なデイスク
アクセス時間を短縮するデイスクキヤツシユ装置
が考えられている。
Since disk devices involve mechanical operations when accessing data, the access time is longer than the processing time of the central processing unit CPU, which is a factor that reduces the performance of information processing systems. Therefore, a disk cache device has been proposed that is provided with a high-speed, small-capacity cache memory and stores some disk data in the cache memory to shorten the effective disk access time.

デイスクキヤツシユ装置によりデイスクデータ
の書込み時間を短縮する一般的な方法は、CPU
等の上位装置から与えられた書込みデータを、キ
ヤツシユメモリに書き込んだ時点で上位装置に書
込み動作終了信号を戻し、そのうち書き換えられ
たデータをデイスクに書き込む方法である。この
場合デイスクにデータを書込む時点を上位装置か
ら直接制御されていないので、ハードウエア等の
障害によりデイスクへのデータ書込みができなく
なつた場合、それが判明する時点は上位装置の処
理の進行とは同期していない。従つて、デイスク
への書込みができないことが判明した時点では、
既に上位装置の処理が進んでいて障害処理を行う
上で手遅れになることがある。例えばその障害に
関連する書込み要求を出したタスクやジヨブが既
に終了してシステムから消え去つていれば、その
障害を救済することは極めて困難である。
A common way to reduce the writing time of disk data using a disk cache device is to
This is a method in which a write operation end signal is returned to the host device at the point when the write data given from the host device, such as the host device, is written into the cache memory, and the rewritten data is then written to the disk. In this case, the point at which data is written to the disk is not directly controlled by the host device, so if it becomes impossible to write data to the disk due to a hardware failure, the point at which this becomes clear is that the process of the host device is progressing. is not synchronized with. Therefore, when it becomes clear that writing to the disk is not possible,
Processing in the host device may already be progressing and it may be too late to resolve the problem. For example, if the task or job that issued the write request related to the failure has already ended and disappeared from the system, it is extremely difficult to remedy the failure.

したがつて本発明の目的は障害回復処理が可能
な期間内に、上位装置がデイスクキヤツシユ関連
の障害を認識できるデイスクキヤツシユ装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a disk cache device in which a host device can recognize disk cache-related failures within a period in which failure recovery processing is possible.

本発明は上記の目的を達成するため、デイスク
キヤツシユ上のデータを上位装置からの指令に基
いてデイスクに書き込むようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention writes data on a disk cache to a disk based on a command from a host device.

本発明によれば、上位装置から与えられるデイ
スクへの書込みデータを記憶するキヤツシユメモ
リと、このキヤツシユメモリ上の前記デイスクへ
の書込みが終了していないデータを、前記上位装
置からの指令により前記デイスクに書き込むこと
ができる手段とを備えたデイスクキヤツシユ装置
が得られる。
According to the present invention, a cache memory stores data to be written to a disk provided from a host device, and data on this cache memory that has not yet been written to the disk is stored in accordance with a command from the host device. A disk cache device is obtained, comprising means capable of writing to the disk.

次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。
Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明によるデイスクキヤツシユ装置
を用いた情報処理システムの構成をブロツクで示
した図である。第1図における情報処理システム
は、チヤネルを含む中央処理装置CPU11、図
示していないデイスク制御装置を含むデイスク装
置12、およびデイスクキヤツシユ装置13から
成つている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an information processing system using a disk cache device according to the present invention. The information processing system in FIG. 1 includes a central processing unit CPU11 including a channel, a disk device 12 including a disk control device (not shown), and a disk cache device 13.

デイスクキヤツシユ装置13はデイスクキヤツ
シユ制御装置14およびキヤツシユメモリ15を
有している。キヤツシユメモリ15にはデイスク
装置12からのデータの一部が格納されている。
デイスクキヤツシユ制御装置14はCPU11か
ら与えられるデイスク装置12内のデータの読出
し書込みその他の指令を解読し、アクセスされた
データがキヤツシユメモリ15にある場合にはキ
ヤツシユメモリ15にアクセスし、ない場合には
デイスク装置12に対してアクセスを行い、また
必要に応じてキヤツシユメモリ15の更新を行
う。なお、デイスクキヤツシユ装置15はチヤネ
ルやデイスク制御装置と必ずしも独立している必
要はなく、これらの装置に組込むことも可能であ
る。
The disk cache device 13 has a disk cache control device 14 and a cache memory 15. A part of the data from the disk device 12 is stored in the cache memory 15.
The disk cache control device 14 decodes commands for reading and writing data in the disk device 12 and other commands given from the CPU 11, and accesses the cache memory 15 if the accessed data is in the cache memory 15, and accesses the cache memory 15 if the accessed data is not there. If necessary, it accesses the disk device 12 and updates the cache memory 15 as necessary. Note that the disk cache device 15 does not necessarily have to be independent of the channel or disk control device, and can be incorporated into these devices.

第2図は本発明の一実施例の構成を示す図であ
る。第2図において、第1図におけると同じ構成
要素には同じ参照数字を付してある。以下第1図
を併用して説明すると、デイスクキヤツシユ制御
装置14は、信号線aを介してCPU11と制御
情報を受渡し、信号線bを介してデイスク装置1
2およびキヤツシユメモリ15と制御情報を受渡
しする。キヤツシユメモリ15はデイスク装置1
2のデータブロツクを入れるデータ部、データブ
ロツクのデイスク上のアドレスを入れるアドレス
部、およびデイスクへの書込みが終了していない
ときに論理“1”になるWビツト部から構成され
ている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as in FIG. 1 are given the same reference numerals. The following explanation will be given with reference to FIG. 1. The disk cache control device 14 exchanges control information with the CPU 11 via a signal line a, and transfers control information to the disk drive 1 via a signal line b.
2 and the cache memory 15. The cache memory 15 is the disk device 1
It consists of a data field into which data block No. 2 is stored, an address field into which the address of the data block on the disk is stored, and a W bit field which becomes logic "1" when writing to the disk is not completed.

アドレスレジスタ16はデイスク装置12への
掃出しを行うデータ領域を格納するレジスタで、
17と18にデータ領域の下限アドレスと上限ア
ドレスをそれぞれ格納する。比較器19はキヤツ
シユメモリ15のアドレス部とWビツト部のアド
レスおよびアドレスレジスタ16のアドレスを入
力として、掃出し対象となるキヤツシユブロツク
の判定を行う。またc,d、およびeはいずれも
データバスであり、デイスクキヤツシユ制御装置
14の制御の下にデータを転送する。
The address register 16 is a register that stores a data area to be flushed to the disk device 12.
The lower limit address and upper limit address of the data area are stored in 17 and 18, respectively. The comparator 19 inputs the addresses of the address section and W bit section of the cache memory 15, and the address of the address register 16, and determines the cache block to be flushed out. Further, c, d, and e are all data buses, and data is transferred under the control of the disk cache controller 14.

次に第2図を参照して本発明によるデイスクキ
ヤツシユ装置の動作を説明する。以下説明を簡単
にするためにデイスク上のデータはセクタと呼ば
れる固定長のレコードで記録されており、データ
はセクタアドレス(ボリユーム番号とボリユーム
内セクタ番号)によつて一意にアクセスされるも
のとする。また上位装置からの1回のデータのア
クセスは1セクタであるとする。そしてキヤツシ
ユメモリ15もこれに合せてセクタ単位にデータ
を記憶し、データ部にはセクタの内容が、またア
ドレス部にはこのセクタアドレスがそれぞれ入つ
ている。
Next, the operation of the disk cache device according to the present invention will be explained with reference to FIG. To simplify the explanation below, it is assumed that data on a disk is recorded in fixed-length records called sectors, and that data is uniquely accessed by the sector address (volume number and sector number within the volume). . It is also assumed that one data access from the host device is one sector. The cache memory 15 also stores data in units of sectors, with the data section containing the contents of the sector, and the address section containing the sector address.

上位装置からアドレスAのセクタに対してデー
タ書込み指令が出されると、デイスクキヤツシユ
制御装置14は信号線cによりキヤツシユメモリ
15のアドレス部を調べ、Aのアドレスを持つセ
クタが既にキヤツシユに存在していればこのデー
タ部に書込みデータをデータバスd,eを経て
CPU11から書き込む。また、同時にこのWビ
ツト部を“1”にし、このセクタをデイスクに書
込む必要があることを表示する。
When a data write command is issued from the host device to the sector at address A, the disk cache controller 14 checks the address section of the cache memory 15 via signal line c and determines whether the sector with address A already exists in the cache. If so, write data to this data section via data buses d and e.
Write from CPU11. At the same time, this W bit part is set to "1" to indicate that this sector needs to be written to the disk.

もしアクセスされたセクタがキヤツシユメモリ
15内になければ、不用なキヤツシユメモリのセ
クタを選択し、このセクタのアドレス部にAを書
き込む。以後の動作は上記と同じである。不用な
キヤツシユセクタとしては、通常最も昔に参照さ
れたセクタのうちWビツトが“1”でないものを
選ぶが、本発明と直接関係しないので説明は省略
する。
If the accessed sector is not in the cache memory 15, an unnecessary sector of the cache memory is selected and A is written in the address field of this sector. The subsequent operations are the same as above. As an unnecessary cache sector, a sector whose W bit is not "1" is normally selected from among the sectors that have been referenced the earliest, but since this is not directly related to the present invention, a description thereof will be omitted.

上記いずれの場合も、データがキヤツシユメモ
リ15に書き込まれると、デイスクキヤツシユ制
御装置14はこの時点で書込み動作終了信号を信
号線aを経て上位装置のCPU11へ通知する。
その後でデイスクキヤツシユ制御装置14はデー
タバスe,fを経てキヤツシユメモリ15上のデ
ータをデイスク装置12へ書き込み、書込みが終
了した時点でWビツトを“0”にする。この制御
によりCPU1から見ると、データ書込み時間は
デイスクに比べ著しく改善されることになる。
In any of the above cases, when the data is written to the cache memory 15, the disk cache control device 14 notifies the CPU 11 of the host device of a write operation end signal via the signal line a at this point.
Thereafter, the disk cache control device 14 writes the data on the cache memory 15 to the disk device 12 via the data buses e and f, and sets the W bit to "0" when the writing is completed. With this control, from the perspective of the CPU 1, the data writing time is significantly improved compared to the disk.

しかしここでいまキヤツシユメモリ15からデ
イスク装置12へのデータを書込む時点で、デイ
スクキヤツシユ装置13あるいはデイスク装置1
2の障害が起きてキヤツシユメモリのデータをデ
イスクに書けなくなつたとしよう。CPU11は
既に書込み終了信号を受け取つているため、この
書込みは正常に終了したと判断して処理を進めて
いる。処理があまり進んでいない段階で上記障害
がCPU11に通知されれば、CPU11は上記書
込みが失敗に終つたと判断してこの書込み要求を
出した時点まで処理を戻し、再度この書込み動作
を繰返す等のしかるべき処置をとることができ
る。しかし、このような処置は常に可能とは限ら
ない。つまり障害の通知が遅くなつてCPU11
の処理がかなり進んでいると、書込み要求を出し
たプログラムが既にシステムから消え去つてしま
つていることもあり、この場合上記障害回復処置
をとることができない。
However, at this point, when data is written from the cache memory 15 to the disk device 12, the disk cache device 13 or the disk device 1
Suppose that failure 2 occurs and the data in the cache memory cannot be written to the disk. Since the CPU 11 has already received the write end signal, it determines that this write has ended normally and continues processing. If the above-mentioned failure is notified to the CPU 11 at a stage when the processing has not progressed much, the CPU 11 determines that the above-mentioned write has ended in failure, returns the process to the point at which this write request was issued, and repeats this write operation again. Appropriate action can be taken. However, such treatment is not always possible. In other words, failure notification is delayed and CPU 11
If the processing has progressed considerably, the program that issued the write request may have already disappeared from the system, and in this case, the above-mentioned failure recovery measures cannot be taken.

そこで上記の障害回復処置をとれるようにした
のが本発明の特徴であり、障害回復が可能な時点
でデイスクキヤツシユ等の障害を知り、しかるべ
き障害回復処理を行えるようにしたものである。
すなわち、障害回復が可能な時点、例えばプログ
ラムがシステムから消え去る前に、CPU11か
らデイスクキヤツシユ制御装置14に対しデータ
掃出し指令を出す。この指令はプログラムがデー
タを書込んだデイスク上のアドレス範囲を下限L
と上限Uで示せるようになつている。デイスクキ
ヤツシユ制御装置14はこの指令を受けると、下
限アドレスLと上限アドレスUをレジスタ17お
よび18にそれぞれ格納する。
Therefore, it is a feature of the present invention that the above-mentioned failure recovery measures can be taken, and the failure of the disk cache or the like can be known at the time when failure recovery is possible, and appropriate failure recovery processing can be performed.
That is, at a time when failure recovery is possible, for example, before the program disappears from the system, the CPU 11 issues a data flush command to the disk cache control device 14. This command sets the address range on the disk where the program has written data to the lower limit L.
This can be shown by the upper limit U. Upon receiving this command, the disk cache control device 14 stores the lower limit address L and the upper limit address U in registers 17 and 18, respectively.

次にデイスクキヤツシユ制御14はキヤツシユ
メモリ15のアドレス部とWビツト部を1つずつ
比較器19に送り込む。比較器19はこのアドレ
スAをレジスタ17,18のアドレスL,Uと比
較し、AがLとUの間にありWビツトが1であれ
ば論理“1”を、それ以外の場合は論理“0”を
信号線gによりデイスクキヤツシユ制御装置14
に通知する。デイスクキヤツシユ制御装置14は
“1”が通知されればそれに該当するキヤツシユ
メモリ15のデータをバスe,fを経てデイスク
12に書込み、キヤツシユメモリ15の該当する
Wビツトを“0”にする。もし“0”が比較器1
9から通知されれば、デイスクキヤツシユ制御装
置14はキヤツシユメモリ15の次のアドレスと
Wビツトを比較器19に送り込む。
Next, the disk cache control 14 sends the address part and the W bit part of the cache memory 15 one by one to the comparator 19. The comparator 19 compares this address A with the addresses L and U of the registers 17 and 18, and if A is between L and U and the W bit is 1, it outputs a logic "1"; otherwise, it outputs a logic "1". 0'' to the disk cache control device 14 by the signal line g.
Notify. When the disk cache controller 14 is notified of "1", it writes the corresponding data in the cache memory 15 to the disk 12 via buses e and f, and sets the corresponding W bit of the cache memory 15 to "0". do. If “0” is comparator 1
9, the disk cache controller 14 sends the next address of the cache memory 15 and the W bit to the comparator 19.

以上のようにしてキヤツシユメモリ15上のデ
ータのうち、アドレスがLとUの間に入つている
ものはすべてデイスク12に書き込まれる(掃き
出される)。この時もしキヤツシユメモリ15や
デイスク12の障害等により、上記デイスクへの
掃出しが成功しないものがあれば、デイスクキヤ
ツシユ制御装置14はこれを上位装置のCPU1
1に伝える。従つて掃出し指令を出したCPU1
1はこの時点で、書込みがデイスクに対して正常
に行われたか否かを知ることができ、掃出し指令
が正常に終了したときには処理を先に進め、掃出
しが不成功に終れば、何らかの障害が発生したこ
とを認識して前記のような障害処理を採れること
になる。
As described above, all data on the cache memory 15 whose addresses are between L and U are written (swept out) to the disk 12. At this time, if there is something that cannot be successfully flushed out to the disk due to a failure in the cache memory 15 or the disk 12, the disk cache control device 14 transfers it to the CPU 1 of the host device.
Tell 1. Therefore, CPU1 issued the sweep command.
1 can know at this point whether or not the writing was performed normally on the disk, and if the purge command is completed normally, the process proceeds, and if the purge ends unsuccessfully, some kind of failure has occurred. By recognizing that the problem has occurred, the above-mentioned fault handling can be taken.

なお上記において、掃出し指令は上記以外に、
2つ以上の書込みデータ領域を指定したり、ある
いはすべてのデイスク上のデータ領域を指定した
りすることができる。
In addition to the above, the sweep command also includes the following:
It is possible to specify two or more write data areas, or to specify data areas on all disks.

本発明は以上説明したように、デイスクに書込
まれていないデイスクキヤツシユ上のデータを上
位装置からの指令によりデイスクに書込むことに
より、障害回復処理が可能な期間内に、上位装置
が障害を認識できるという効果がある。
As explained above, the present invention allows data on the disk cache that has not been written to the disk to be written to the disk by a command from the host device, so that the host device can recover from the failure within the period during which failure recovery processing is possible. It has the effect of being able to recognize

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の適用される情報処理システム
の構成を示す図、第2図は本発明の一実施例の構
成を示す図である。 記号の説明:11は中央処理装置(CPU)、1
2はデイスク装置、13はデイスクキヤツシユ装
置、14はデイスクキヤツシユ制御装置、15は
キヤツシユメモリ、16はアドレスレジスタ、1
9は比較器、a,b,cは信号線、d,e,fは
データバス、gは信号線をそれぞれあらわしてい
る。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an information processing system to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Explanation of symbols: 11 is the central processing unit (CPU), 1
2 is a disk device, 13 is a disk cache device, 14 is a disk cache control device, 15 is a cache memory, 16 is an address register, 1
9 represents a comparator, a, b, and c signal lines, d, e, and f a data bus, and g a signal line, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 上位装置から与えられるデイスクへの書込み
データを記憶するキヤツシユメモリと、このキヤ
ツシユメモリ上の前記デイスクへの書込みが終了
していないデータを、前記上位装置からの指令に
より前記デイスクに書き込むことができる手段と
を備えたデイスクキヤツシユ装置。
1. A cache memory that stores data to be written to a disk given by a host device, and writing data on this cache memory that has not yet been written to the disk in accordance with a command from the host device. A disk cache device equipped with a means for performing.
JP56189896A 1981-11-28 1981-11-28 Disc cash device Granted JPS5892053A (en)

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JPS55157178A (en) * 1979-05-24 1980-12-06 Nec Corp Information processing unit

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