JPS6231437A

JPS6231437A - 仮想計算機システムの入出力制御方法

Info

Publication number: JPS6231437A
Application number: JP60170430A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Tanaka; 俊治田中; Hidenori Umeno; 梅野　英典
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1987-02-10
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: EP0210640A2; EP0210640A3; JPH0792761B2; DE3687805T2; CN1007938B; KR870001510A; CN86105553A; EP0210640B1; KR930008265B1; DE3687805D1; US4887202A

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】〔発明の利用分野〕本発明は、仮想計算機システム（以下、ＶＭＳという）
の入出力制御方式に関し、特に仮想計算機（以下、ＶＭ
という）上のＯＳからの入出力命令およびそれに関連す
る入出力割込みを、仮想計算機制御プログラム（以下、
ＶＭＣＰという）が関与することなく、ハードウェアに
より、直接実行可能なＶＭＳの入出力制御方式に関する
ものである。

〔発明の背景〕

従来、仮想計算機システム（ＶＭＳ）は、実計算機シス
テムとハードウェア構成（中央処理装置。

主記憶装置、入出力装置等）は変らないが、主記憶装置
上に、仮想計算機制御プログラム（ＶＭＣＰ）を設け、
ＶＭＣＰのハードウェアシミュレーシゴン機能により、
論理的な計算機（このことを以下、仮想計算機、すなわ
ち、バーチャルマシン（Ｖｉｒ仁ｕａｌ　Ｍａｃｈｉｎ
ｅ）ＶＭという）が複数台論理的に実現され、この論理
的に実現された複数のＶＭに工り各種処理を行うもので
ある。この仮想計算機システムの構成例を第１０図に示
す。第１０回において、９０は実計算機システム、９１
は中央処理装置（以下、ＣＰＵという）、９２はＶＭＣ
Ｐを備えた主記憶装置、９３は入出力処理装置、９４は
入出力制御装置、９０−１．９０−２．９０−３はそれ
ぞれ、ＶＭＣＰにより論理的に実現される仮想計算４１
ｉＶＭである。ＶＭＳ０−１は、ＣＰＵ９１−１．主記
憶装置９２−１、入出力処理装置９３−１、入出力制御
装置９４−１から構成される。ＶＭＳ０−２も同様にＣ
ＰＵ９１−２゜主記憶装置９２−２、入出力処理装置９
３−２、入出力制御装［９４−２から構成される。さら
に、ＶＭＳ０−３は、ＣＰＵ９１−３．主記憶装置９２
−３、入出力処理装置９３−３、入出力制御装置９４−
３から構成される。ここでは、仮想計算機ＶＭを３個実
現した例を示しているが、ＶＭＣＰにより３個以上実現
することも可能である。各ＶＭ、すなわち、ＶＭＳ０−
１．ＶＭＳ０−２゜ＶＭＳ０−３は、実計算機システム
（以下、ホストシステムという）９０とほぼ同じハード
ウェア構成を持つものとして論理的に実現される。各Ｖ
Ｍの主記憶装置９２−　ｉ（ｉ　＝　１　、２．３）上
には。

各ＶＭを制御し、動かすオペレーティングシステムＯＳ
が存在し、この複数のＯＳが１台のホストシステムの下
で同時に走行していることを示すものである。第１０図
の各ＶＭにおけるハードウェア構成（ＣＰＵ、主記憶装
置、入出力装置、入出力制御装置）は、ＶＭＣＰにより
論理的に実現されるものであるが、それらの実体の大部
分は、ホストシステムの対応するハードウェア構成上に
存在する。例えば、ＶＭの記憶装置は、ホストシステム
の主記憶装置９２の一部分を占有することもあり、また
、共有することもある。

また、ＶＭの入出力装置は、ホストシステムの入出力装
置をＶＭ間で共有することもあり、また、いくつかの入
出力装置を占有することもある。あるいは、ホストシス
テム上に対応する入出力装置がなく、全く仮想的にＶＭ
ＣＰにより擬似されて、実現される場合もある。いずれ
にせよ、各ＶＭの主記憶装置９２−ｉ（ｉ　＝１．２．
３）上のＯＳからは、ホストシステムと同様のハードウ
ェア構成（ＣＰＵ、主記憶装置、入出カプロセッサ、入
出力制御装置りが見えることになる。

このような従来の仮想計算機システムにおけるＶＭ上の
ＯＳのＩＯ実行においては、必ずＶＭＣＰが介入するの
で、そのシミュレーションが必要となり、ＩＯ実行頻度
の高い負荷に対しては、ＶＭＣＰのシミュレーションオ
ーバヘッドが大きくなるという問題があった。この問題
を解決して。

ＶＭからの入出力命令のシミュレーションによるオーバ
ヘッドを削減するために、ＶＭからの入出力命令をＶＭ
ＣＰに介在させることなく、ハードウェアで直接実行す
る方法を「仮想計算機システムのＩＯ実行方式」として
本発明者等により提案されている（特願昭５９−５５８
７号明細書参照）。

しかし、この方式では、ＶＭ走行中にＶＭを停止するこ
となく、この直接実行するモードとＶＭＣＰによりシミ
ュレーションを行うモードを切換えることは、実現され
ていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、このように従来の実現されていなかっ
た点を改善し、ＶＭが占有する入出力装置への入出力命
令、およびこの命令に関連する入出力割込みを、ＶＭＣ
Ｐが関与することなく、ハードウェアにより直接実行す
るモード（入出力直接実行モード）と、ＶＭＣＰが介在
してシミュレーションを行うモード（入出力シミュレー
ションモード）とをＶＭ走行中に切換え可能な仮想計算
機システムの入出力制御方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明の仮想計算機システ
ムの入出力制御方式は、仮想計算機制御プログラム（Ｖ
ＭＣＰ）の管理下で少なくとも１つの仮想計算機（Ｖ　
Ｍ）が走行し、走行中ＶＭが占有する入出力装置に対す
る該ＶＭ上のオペレーティング・システム（ＯＳ）から
の入出力命令およびこれに関連する入出力割込みを、上
記ＶＭＣＰが介在することなく直接実行する入出力直接
実行モードと、上記ＶＭＣＰが、ＯＳからの入出力命令
およびこれに関連する入出力割込みのシミュレーション
を行う入出力シミュレーションモードとを有する仮想計
算機システムにおいて、上記入出力直接実行モードへの
移行を要求する入出力装置を識別する識別手段、所定の
モード移行条件を判定する判定手段、および上記２つの
モードを切換えるモード切換手段を設け、上記識別手段
により入出力直接実行モードへの移行を要求している入
出力装置を識別し、識別された該入出力装置が上記判定
手段により所定の上記モード移行条件を満足した時点で
、未だ直接実行を行うおうとするＶＭがモード移行要求
の上記入出力装置を占有していない場合には占有し、未
だ該ＶＭが該入出力装置の入出力割込みを制御する入出
力割込みサブクラスを占有していない場合には、該入出
力割込みサブクラスを占有するとともに、上記モード切
換手段によりモード切換えを行い、上記入出力シミュレ
ーションモードの入出力装置を入出力直接実行モードに
移行させることに特徴がある。および、人出カシュミレ
ーションモードへの移行を要求する入出力装置を識別す
る識別手段１入出力装置の状態を調べる手段、および上
記２つのモードを切換えるモード切換手段を設け、上記
識別手段により入出力シミュレーションモードへの移行
を要求している入出力装置を識別し、識別された該入出
力装置の状態を上記手段によりＶＭＣＰが把握した後、
上記モード切換手段によりモード切換えを行い、上記入
出力直接実行モードの人出刃装置を入出力シミュレーシ
ョンモードに移行させることに特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、図面により詳細に説明する
。

まず、本発明の詳細な説明をする。

本発明は、入出力シミュレーションモードがら入出力直
接実行モードへの入出力実行モード制御と、入出力直接
実行モードから入出力シミュレーションモードへの入出
力実行モード制御からなる。

入出力直接実行モードの入出力装置では、入出力制御は
全て入出力装置を占有するＯＳが行い、ＶＭＣＰは介在
しない。他方、入出力シミュレーションモードの入出力
装置では、ＯＳからの入出力命令の実行および、それに
関連する入出力割込みのＯＳへの反映はＶＭＣＰが介在
して行われる。

このため、入出力シミュレーションモードから入出力直
接実行モードに移行する場合、ＯＳのみに入出力制御を
委ねてよいかをＶＭＣＰにより判定する。そして、モー
ドの移行条件を満足した時点で、該入出力装置の実行モ
ードを指定するフィールドに、実行モードを設定する手
段により入出力直接実行モードを設定する。

入出力直接実行モードから入出力シミュレーションモー
ドに移行するには１次の３つの方法により可能である。

１番目の方法は、入出力シミュレーションモードへの移
行要求があった時点で、実行モードを設定する手段によ
り、入出力直接実行モードを解除する。さらに、入出力
装置のハードウェア情報を入出力装置の状態を調べる命
令によりＶＭＣＰ側に取込み、この情報をもとに、ＶＭ
ＣＰによる入出力シミュレーションを行おうとするもの
である。

２番目の方法では、入出力シミュレーションモードへの
移行要求があった時点で、実行モードを設定する手段に
より入出力直接実行モードを解除する。さらに、該入出
力装置への入出力命令実行要求は、ＶＭＣＰで強制的に
保留することを開始する。そして、入出力装置の状態を
調べる命令により、該当入出力装置の入出力が完了した
ことを確認した後、ＶＭＣＰで強制的に入出力命令実行
要求を保留することを解除して、シミュレーションモー
ド八移行するものである。

３番目の方法では、入出力シミュレーションモードへの
移行要求があった時点で、実行モードを設定する手段に
より入出力直接実行モードを解除する。さらに、該入出
力装置への入出力命令実行要求はＶＭＣＰで強制的に保
留することを開始する。

そして、一定時間経過後、ＶＭＣＰで強制的に入出力命
令実行要求を保留することを解除する。さらに、移行要
求を持つ入出力装置のハードウェア情報を入出力装置の
状態を調べる命令によりＶＭＣＰ側に取込み、この情報
をもとに、ＶＭＣＰによる入出力シミュレーションを行
おうとするものである。以下１図面を用いて上述の方法
を具体的に説明する。

第１図に入出力装置を入出力シミュレーションモードと
入出力直接実行モードの間でのモード移行処理フローチ
ャートを示す。以下、第１図に従ってモード移行の概要
を説明し、後述第２図以降の図面によりモード移行を具
体的に詳述する。

第１図（、）は、本実施例による入出力シミュレーショ
ンモードの入出力装置を入出力直接実行モードに移行さ
せる処理フローチャートである。以下、第１図（ａ）に
従って説明する。

まず、入出力直接実行モードへの移行判定開始が行なわ
れると（ステップ１０１）、次に、該当７Ｍ上のＯＳに
制御が渡った時点でＶＭＣＰは該当入出力装置の入出力
命令実行要求キューを持つか否かを調べる（ステップ１
０２）。この入出力命令実行要求キューを持たない場合
は、入出力直接実行モードにしようとするＶＭの該当入
出力装置の入出力割込み保留をＶＭＣＰは持つか否かを
調べる（ステップ１０３）。入出力割込み保留を持たな
い場合は、入出力直接実行モードにしようとする入出力
装置に対してＶＭＣＰおよび該当ＶＭ以外のＶＭは、入
出力実行中でなく、かつ、入出力割込み保留中でないか
を調べる（ステップ１０４）。

入出力割込み保留中でない場合は、入出力直接実行モー
ドにしようとする入出力装置に関連する入出力割込みを
制御する入出力割込みサブクラスを該当ＶＭが占有して
いるか、または占有可能であるか調べる（ステップ１０
５）。該当ＶＭが占有しているか、占有可能である場合
は、入出力直接実行モードにしようとする入出力装置を
該当ＶＭは占有しているか、または占有可能であるかを
調べる（ステップ１０６）、該当入出力装置を該当ＶＭ
が占有しているか、または占有可能である場合は、Ａ命
令（後述第９図参照）により該当入出力装置を入出力直
接実行モードに移行する。ただし、該当サブクラス、該
当入出力装置を占有していない場合には、占有の処理を
行う（ステップ１０７）、以上の処理により入出力直接
実行モードへの移行判定を終了しくステップ１０８）、
上記モード移行条件をすべてを満足した時点で入出力シ
ミュレーションモードの入出力装置を入出力直接実行モ
ードに移行できる。

第１図（ｂ）は、本実施例による入出力直接実行モード
の入出力装置を入出力シミュレーションモードヘ移行さ
せる処理フローチャートである。以下、第１図（ｂ）に
従って説明する。

まず、入出力シミュレーションモードへの移行要求があ
ると（ステップ１１０）、−８ＴＳＣＨ命令により、該
当入出力装置の状態をＶＭＣＰ側に取り込む（ステップ
１１１）。次に、Ａ命令（後述第９図参照）により該当
入出力装置を入出力シミュレーションモードに移行させ
る（ステップ１１２）。

以上の処理により移行処理を終了する（ステップ１１３
）。

第１図（ｅ）は、他の実施例による入出力直接実行モー
ドの入出力装置を入出力シミュレーションモードヘ移行
させる処理フローチャートである。

以下、第１図（Ｃ）に従って説明する。

まず、入８カシミュレーションモードへの移行要求があ
ると（ステップ１１５）、該当入出力装置への入出力命
令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留することを開始す
る（ステップ１１６）。次に、人命令（後述第９図参照
）により該当入出力装置の入出力直接実行モードを解除
する（ステップ１１７）。その後、入出力シミュレーシ
ョンモードへの移行判定を開始する（ステップ１１８）
。まず、該当入出力装置に関する入出力は全て完了した
か否かを調べる（ステップ１１９）、全て完了した場合
は、該当入出力装置への入出力命令実行要求をＶＭＣＰ
が強制的に保留することを解除する（ステップ１２０）
、　　以上の処理により入出力シミュレーションモード
への移行判、定を終了しくステップ１２１）、入出力直
接実行モードの入出力装置を入出力シミュレーションモ
ードヘ移行できる。

第１図（ｄ）は、他の実施例による入出力直接実行モー
ドの入出力装置を入出力シミュレーションモードヘ移行
させる処理フローチャートである。

以下、第１図（ｄ）に従って説明する。

まず、入出力シミュレーションモードへの移行要求があ
ると（ステップ１２２）、該光入出力装置への入出力命
令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留することを開始す
る（ステップ１２３）、次に、Ａ命令（後述第９図参照
）により該当入出力装置の入出力直接実行モードを解除
する（ステップ１２４）。その後、予め定められた時間
が経過した時、タイマ割込みを発生させるために、タイ
マ割込み要求ブロックをＶＭＣＰのタイマ割込み要求キ
ュ・に登録する（ステップ１２５）、次に、タイマ割込
みが発生すると（ステップ１２６）、５ＴＳＣＨ命令に
より該当入出力装置の状態をＶＭＣＰ側に取り込む（ス
テップ１２７）。次に、該当入出力装置への入出力命令
実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留することを解除する
（ステップ１２８）、以上の処理により入出力装置の入
出力直接実行モードから入出力シミュレーションモード
への移行を終了する（ステップ１２９）。

第２図は、本発明を適用した仮想計算機システムの主要
構成図である。

第２図において、１は主記憶装置、２はＶＭＣＰがハー
ドウェアの状態を記憶しておく領域のプレフィクス・セ
ーブ・エリア（以下、ＰＳＡという）、　２−１．・・
・、２−ｉ、　　・・・、２−ｎは仮想計算機ＶＭｉ（
ｉ＝１〜ｎ）のＰＳＡ、３はプレフィクスレジスタであ
り、ＶＭ、の走行中は、そのＶＭｉのＰＳＡ２−ｉ（ｉ
＝１−ｎ）のアドレスを格納し、ＶＭＣＰに制御が渡っ
た時には、Ｖ−ＭＣＰのＰＳＡ２のアドレスを格納して
いる。４は命令レジスタ、５は命令実行回路、６は命令
実行回路５内の命令実行マイクロプログラム、７は割込
み回路、８は割込み回路７内の割込みマイクロプログラ
ム、９は入出力装置群、１０−１．　　・・・、１Ｏ−
ｊｐ　　・・・、１０−には入出力装置である。

第３図は、ＶＭＣＰが入出力制御のために使用する主記
憶装置１内の制御ブロック図である。

第３図において、１１−１．　・・・、１１−ｉ。

・・・、１１−ｎは仮想制御ブロックであり、ＶＭｉ（
ｉ＝１〜ｎ）の仮想的な計算機資源の状態を示す。１２
は実制御ブロックであり、ＶＭＣＰが認識する計算機資
源の状態を示す。各仮想制御ブロック１ｌ−ｉ（ｉ＝１
〜ｎ）には、Ｖ　Ｍ　ｉ　（ｉ　＝１〜ｎ）のプログラ
ム・ステータス・ワード（以下。

ｐｓｗという）を格納するＶＰＳＷＩ　３−　ｉ（ｉ　
＝１〜ｎ　）　、　　Ｖ　Ｍ　ｉ　（ｉ　＝　１　”　
ｎ　）の入出力割込みをサブマスクにより制御する制御
レジスタを格納する仮想制御レジスタ１４−ｉ（ｉ＝１
〜ｎＬおよび、ＶＭｉ（ｉ＝１〜ｎ）の入出力装置群の
状態を記述する仮想入出力制御ブロック１５−ｉ（ｉ＝
１〜ｎ）からなる、また、仮想制御入出力装置制御ブロ
ック１５−ｉ−ｒ（ｉ＝１〜ｎ）は、ＶＭＳの入出力装
置の状態を記述する。１６は実入出力装置全体の入出力
制御を行う実入出力制御ブロック、実入出力制御ブロッ
ク１６中の実入出力装置制御ブロック１６−ｊ（ｊ＝１
〜ｋ）は、　Ｖ　Ｍ　Ｃ’Ｐが認識する各入出力装置１
Ｏ−ｊ（ｊ＝１〜ｋ）の状態を示す。１７はハードウェ
ア制御情報を有するソフトウェア−マイクロプログラム
間インターフェース部であり、ソフトウェアでは参照お
よび書込みは不可能であり、マイクロプログラムでのみ
参照および書込みが可能な主記憶装置１上の領域である
。ソフトウェア−マイクロプログラム間インターフェー
ス部１７内の入出力装置フィールド１８−ｊ（ｊ＝１〜
ｋ）は、各入出力装置１Ｏ−ｊ（＋＝１〜ｋ）の状態を
表す領域である。１９−１、”’＋　１９　　Ｊ＋　　
””ｐ　　１９　　ｋは、ＶＭの入出力制御のために用
いる入出力装置ＶＭ用ラフイールドある。

第４図は、第３図の各入出力装置ＶＭ用ラフイールド９
−ｊの詳細図である。ここで、ｊ＝１〜にとする。

各入出力装置ＶＭ用ラフイールド９−ｊは、ＶＭＭ号フ
ィールド１９−ｊ−１、実サブクラス番号フィールド１
９−ｊ−２、入出力直接実行モードビット１９−ｊ−３
，アーキテクチャ番号フィールド１９−ｊ−４からなる
。ＶＭＭ号フィールド１９−ｊ−１は、この入出力装置
に対する入出力を直接実行の対象としているＶＭを識別
するためのフィールドであり、入出力直接実行モードビ
ット１９−ｊ−３がｒｚ　１　＋ｔの時のみ有効となる
。実サブクラス番号フィールド１９−ｊ−２は、この入
出力装置ｆ　１０−　ｊの入出力割込みを制御する入出
力割込みサブクラス番号を格納するフィールドである。

すなわち、実サブクラス番号フィールド１９−ｊ−２の
値がｑの時、この入出力装置１０−ｊの入出力割込みは
、後述第７図に示す制御レジスタ１４のビットｑの値で
あるＭｑの制御を受ける。これについては、後で詳しく
述べる。入出力直接実行モードビット１９−ｊ−３は　
ｌｌ　１７″の時、該当する入出力装置１０−ｊが入出
力直接実行モードであることを示し、パ０′″の時、入
出力直接実行モードでないことを表す。

次に、入出力シミュレーションモードおよび入出力直接
実行モードの入出力装置において、ｏＳからの入出力命
令および、入出力装置からの入出力割込みがどのように
処理されるかについて述べる。

任意のＯ５＋が、入出力シミュレーションモードの入出
力装置１０−ｊに入出力命令実行要求を出すと、第１図
の信号線１００により命令レジスタ４に信号が送られ、
命令レジスタ４は、信号線１０１により該当する命令の
起動信号を命令実行回路５に送る。命令実行回路５およ
び命令実行マイクロプログラム６は、信号線１０２によ
り入出力装置１０−ｊに対応する入出力装置フィールド
１８−ｊの入出力直接実行モードビット１９−ｊ−３を
調べる。この時、入出力直接実行モードビット１９−ｊ
−３は′０″となっているので、プレフィクスレジスタ
３にＶＭＣＰのＰＳＡ２のアドレスを設定し、ＶＭＣＰ
の入出力命令制御プログラムに制御を渡す。ＶＭＣＰの
入出力命令制御プログラムは、仮想入出力制御ブロック
１５−ｉの情報によりこの入出力命令のシミュレーショ
ンを行う。

このＶＭＣＰによるシミュレーションでは、仮思入出力
制御ブロック１５−１の情報と命令の種類により、入出
力袋（ｉｔ　１０−　ｊに対して入出力命令を発行する
こともあれば、発行しないこともある。入出力命令を発
行する必要のある場合には、実入出力制御ブロック１６
の対応する実入出力装置制御ブロック１６−ｊに、入出
力命令を実行するために、必要な情報およびＶＭＭ別情
報を入出力命令実行要求として、キューイングする。第
５図に実入出力装置制御ブロック１６−ｊの詳細図を示
す。この実入出力装置制御ブロック１６−ｊは、入出力
実行要求ポインタ１６−ｊ−１，実ステータスフィール
ド１６−ｊ−２，入出力実行中ポインタ１６−ｊ−３，
占有光ＶＭ識別フィールド１６−ｊ−４からなる。入出
力実行要求ポインタ１６−ｊ−１は、最初のこの入出力
装置１〇−ｊに対する入出力命令実行要求の領域のアド
レスを格納する領域である。第５図では、２つの入出力
命令実行要求２１−１および２１−２がキューイングさ
れている。入出力実行要求ポインタ１６−ｊ−１には、
入出力命令実行要求がない場合、実入出力装置制御ブロ
ック１６−ｊの先頭アドレスが格納される。すなわち、
入出力実行要求ポインタ１６−ｊ−１と実入出力装置制
御ブロック１６−ｊの先頭アドレスが等しい時、実入出
力装置制御ブロック１６−ｊには、入出力実行要求はキ
ューイングされていない。入出力命令実行要求キューに
キューイングさ九た入出力命令実行要求に対応する入出
力命令を発行する場合、この要求を入出力命令実行要求
キーから取りはずして、入出力実行中ポインタ１６−ｊ
−３に、この要求の先頭アドレスを格納する。また、該
当入出力装置が使用中であることを示す実ステータスフ
ィールド１６−３−２のビットａをＩＩ　Ｉ　ＩＩに設
定する。

ＯＳの入出力命令のシミュレーションのためでなくＶＭ
ＣＰが固有に入出力命令を発行する場合、入出力命令を
実行するために必要な情報およびＶＭＣＰの入出力命令
実行要求であることを識別する情報を入出力命令実行要
求に設定して、実入出力装置制御ブロック１６−ｊにキ
ューイングする。

ＶＭＣＰＭ有の入出力命令を実行する場合には、実ステ
ータスフィールド１６−　ｊ　−２のａビットおよびｂ
ビットを共にａｔ　１　ｎに設定する。このａビットお
よびｂビットは、入出力完了割込み発生時にＶＭＣＰに
よりＩｆ　ＯＨに設定される。

一方、入出力装置１０−ｊからの入出力割込みのＶＭＣ
Ｐによるシミュレーションは次のように行われる。第６
図にＰＳＷの構造、第７図に制御レジスタの構造を示し
、それを用いて説明する。

入出力割込みの制御は、第６図に示すＰＳＷ１３のＩビ
ット２０および第７図に示す入出力割込みを制御するサ
ブマスクを有する制御レジスタエ４により行なう。ＰＳ
Ｗ１３のエビット２０がＩＩ　Ｉ　ＩＩ、かつ、入出力
装置１０−ｊに対応する入出力装置ＶＭ用ラフイールド
９−ｊの実サブクラス番号フィールド１９−ｊ−２によ
り指定される入出力割込みを制御する制御レジスタＩ４
のビットがｔｔ　１　ｕの時のみ、該当入出力装置１０
−ｊから入出力割込みが発生し、信号線１０４により入
出力割込み信号が割込み回１７に送られる０割込み回路
７および割込みマイクロプログラム８は、信号線１０５
により該当する入出力装置１０−ｊの入出力装置フィー
ルド１８−ｊの入出力直接実行モードピッｈ１９−ｊ−
３の値を調べ、その値がＩＩ　Ｏ７１であるので、制御
をＶＭＣＰに渡すために、プレフィクスレジスタ３にＶ
ＭＣＰのＰＳＡ２のアドレスを格納後、入出力割込みが
発生し、ＶＭＣＰの入出力割込み制御プログラムに制御
を渡す。

ＶＭＣＰの入出力割込み制御プログラムでは。

入出力実行中ポインタ１６−ｊ−３で示される入出力命
令実行要求内のＶＭｍ別情報をもとに、該当ＶＭ（７）
仮想制御ブロック（ＶＢＬＯＫＳ）１１−１中の該当す
る仮想入出力装置制御ブロック１５’　−ｉ　−ｒに入
出力割込み情報を格納する。ＯＳｉのアーキテクチャに
より、ＯＳｉに反映すべき入出力割込みの情報は異なる
。このため、ＶＭＣＰは、ＶＭＣＰのＰＳＡ２に格納さ
れた入出力割込みの情報および入出力装置フィールド１
８−ｊ中にある入出力割込み情報をＯＳｉのアーキテク
チャにおける入出力割込み情報に変換して、仮想入出・
力装置ｆｌｉｌ制御ブロック１５−　ｉ　−ｒに入出力
割込み情報を格納するとともに、該入出力装置が入出力
割込みをＶＭＣＰが保留していることを示す。仮想入出
力装置制御ブロック１５−ｉ−ｒの詳細説明図を第８図
に示す。この仮想入出力装置制御ブロック１５−ｉ−ｒ
は、仮想ステータスフィールド１５−ｉ−ｒ−１とサブ
クラス表示フィールド１５−ｉ−ｒ−２からなる。次に
、入出力割込み保留中を示す仮想ステータスフィールド
１５−１−ｒ−１のｇビットに１″′を設定する。

ＶＭＣＰでは、ＯＳ＋（１）仮想ＰＳＷであるｖｐＳＷ
１３−ｉのＩビットおよび仮想制御レジスタ１４−ｉの
仮想入出力装置制御ブロック１５−１−ｒに対応する割
込みサブクラスが共に１１１１＋となった時、○Ｓｉの
ＰＳＡ２−ｉに入出力割込みを反映すると共に、この仮
想入出力装置制御ブロック１５−ｉ−ｒの仮想ステータ
スフィールド１５−３−ｒ−１のｇビットをＩＩ　Ｏｊ
ｌに設定する。

○Ｓｉが入出力直接実行モードの入出力装置１０−ｊに
入出力命令実行要求を出すと、第２図の信号線１００を
通して命令レジスタ４に信号が送られる。命令レジスタ
４は、信号線１０１により該当命令の起動信号を命令実
行回路５に送る。命令実行回路５および命令実行マイク
ロプログラム６は、信号線１０２により、この入出力装
置１０−ｊに対応する入出力装置フィールド１８−ｊの
入出力直接実行モードビット１９−ｊ−３を調べる。こ
の時、入出力直接実行モードビット１９−ｊ−３はａｔ
　１　ｕとなっているので、信号１＠１０３を通してＯ
Ｓ＋からの入出力命令が直接実行される。

入出力直接実行モードの入出力装置１０−ｊの入出力割
込みがハードウェアに存在し、ＰＳＷＩ３の■ビット２
０がＩＩ　Ｌ　Ｈかつ、入出力装置１０−ｊに対応する
入出力装置ＶＭ用ラフイールド９−ｊの実サブクラスフ
ィールド１９−ｊ−２により指定される制御レジスタ１
４のビットがＩＩ　１７１の時、入出力割込みが発生す
る。割込み回路７および割込みマイクロプログラム８は
、信号、％％１０５により、該当する入出力装置１Ｏ−
ｊの入出力装置フィールド１８−ｊの入出力直接実行モ
ードビット１９−ｊ−３の値を調べる。この値は、ＩＩ
　１１１となっているので入出力割込みを発生し、割込
み情報を該ＶＭのＰ　Ｓ　Ａ　２−　ｉに格納する。Ｏ
Ｓｉのアーキテクチャにより、ＶＭのＰＳＡに反映する
割込みの情報は異なる。このため、入出力装置フィール
ド１８−ｊには、この入出力装置１０−ｊを占有するＯ
Ｓｉのアーキテクチャを識別する情報が入っており１割
込み回路７および割込みマイクロプログラム８は、Ｏ３
ｉのアーキテクチャにおける入出力の割込み情報をＶＭ
ｉのＰ　Ｓ　Ａ　２−　ｉに格納する。

次に、入出力袋［１０−ｊが入出力直接実行モードであ
るか否かを指定する入出力直接実行モードビット１９−
ｊ−３を変更するために、本発明により設けられたＡ命
令について説明する。第９図にＡ命令の構造を示す。

第９図に示すように、Ａ命令は、いわゆるＳ形式の命令
である。第２オペランドアドレス（Ｄ２／Ｂ２）は、命
令の対象とする入出力装置１〇−ｊを指定する入出力装
置番号、この入出力装置を直接実行の対象とするＶＭを
識別するためのＶＭ番号、このＶＭのアーキテクチャを
指定するアーキテクチャ識別番号、および、該入出力装
置に入出力直接実行モードを指定するか非入出力直接実
行モードを指定するかの指定するモードビットを格納す
るフィールドのアドレスである。

Ａ命令を発行すると、信号１１００を通して命令レジス
タ４に信号が送られ、信号線１０１によりＡ命令の起動
信号が命令実行回路５に送られる。

命令実行回路５および命令実行マイクロプログラム６は
信号線１０２により、特定の汎用レジスタで示された入
出力装置番号に対応する入出力装置フィールド１８−ｊ
に、汎用レジスタ第２オペランドアドレス（Ｄ２／Ｂ２
）で指定されたＶＭ番号。

モードピット、アーキテクチャ識別番号をそれぞれ、Ｖ
ＭＭ号フィールド１９−ｊ−１，入出力直接実行モード
ビット１９−ｊ−３，アーキテクチャ番号フィールド１
９−ｊ−４に格納する。

ＶＭＣＰが入出力シミュレーションモードの入出力装置
を入出力直接実行モードに移行させるには、次のように
すればよい。まず、モード移行を要求する入出力装置を
識別するために、該当する入出力装置１０−ｊに対応す
る仮想入出力装置制御ブロック１５−ｉ−ｒ内の仮想ス
テータスフィールド１５−ｉ−ｒ−１（第８図参照）の
ビットｆをｒｒ　Ｉ　Ｉ＋に設定する。

この仮想ステータスフィールド１５−　ｉ　−ｒ　−１
のビットｆがＬｌ　１７７の仮想入出力装置制御ブロッ
ク１５−　ｉ　−ｒに対応する入出力装置１０−ｊが以
下の５条件を全て満足した時点で、ＶＭＣＰは該入出力
袋［１０−５が未だ直接実行の対象となるＶ　Ｍ　ｉの
占有入出力装置となっていないならば、実ステータスフ
ィールド１６−３−２のビットｅをｒｒ　１　、、とす
るとともに、占有光ＶＭ識別フィールドにＶＭｉの識別
情報を設定する。また、入出力装置ＶＭ用フィールド１
９−ｊの実サブクラス番号フィールド１９−ｊ−２に指
定されたサブクラスをＶ　Ｍ　ｉが占有していないなら
ば、占有する。

このサブクラスの占有については、後で述べる。

そして、Ａ命令により該当入出力袋ｆｉＩ　Ｏ−ｊを入
出力直接実行モードとすることができる。

また、以後ＶＭｉを走行させる場合には、ＶＭｉが占有
する入出力直接実行モードの入出力装置に対応する割込
みサブクラスを有する制御レジスタ１４のビットを対応
するＶＭｉの仮想制御レジスタ１４−１の値に一致させ
る。また、ＰＳＷＩ３（７）Ｉビット２０の値もＶ　Ｐ
　Ｓ　Ｗ　１３−　ｉ　（７）　Ｉビットの値に一致さ
せる。

入出力直接実行モードに移行するには、以下の５条件を
満足しなければならない。

（１）次に、ＶＭｉ上の○Ｓｉに制御が渡った時点で、
ＶＭＣＰは入出力装置１０−ｊに対応する゛実入出力装
置制御ブロック１６−ｊに入出力命令実行要求キューを
持たない。

（１１）入出力直接実行モードにしようとする入出力装
置に対応するＶＭｉの仮想入出力装置制御ブロック１５
−　ｉ　−ｒに入出力割込み保留がない。

（ｉｉｉ　）入出力直接実行モードにしようとする入出
力装置に対して、ＶＭＣＰ、およびＶＭｉ以外のＶＭは
、入出力実行中でなく、かつ、入出力割込み保留中でな
い。

（１■）入出力直接実行モードにしようとする入出力装
置に関連する入出力割込みを制御する入出力割込みサブ
クラスはＶ　Ｍ　ｉが占有しているが、または占有可能
である。

（Ｖ）入出力直接実行モードにしようとする入出力装置
をＶＭｉは占有しているか、または占有可能である。

上記５条件の必要性とＶＭＣＰによる判定方法について
述べる。

（１）入出力装置１０−ｊが入出力直接実行モードに移
行後、ＶＭＣＰまたはＶＭｉ以外の入出力命令実行要求
があると、キューイングされていたＶＭＣＰまたはＶＭ
ｉ以外のＶＭの要求を入出力実行中に、ＶＭｉがこの入
出力に影響を与える入出力命令を発行して、ＶＭＣＰま
たは他ＶＭの入出力制御を混乱させる可能性がある。

また、ＶＭｉの入出力命令実行要求が存在するとき、Ｖ
Ｍｉがこの実入出力装置制御ブロック１６−ｊにキュー
イングされた入出力命令要求に影響を与える命令を発行
しても、命令は直接実行されるので、入出力命令要求に
影響を与えることができない。このため、ＶＭｉの入出
力制御上の混乱を生じる可能性がある。

ＶＭＣＰによる判定方法としては、該当する入出力装置
に対応する実入出力装置ｆ制御ブロック１６−ｊの先頭
アドレスと１人出カ実行要求ポインタ１６−３−１の値
が等しいか否か調べればよい。

その値が等しい場合、ＶＭＣＰは該当する実入出力装置
制御ブロック１６−ｊに人出カ命令実行要求を持たない
。

（ｉｉ）ＶＭｉの入出力割込み保留が対応する仮想入出
力装置制御ブロック１５−ｉ−ｒにある状態で入出力直
接実行モードに移行したとする。Ｏ３ｉが該当入出力袋
Ｗ！１０７　ｊに対して人出カ命令を発行した場合、本
来ならば、入出カ割込み保留中である入出力装置へ入出
力命令を発行した場合と同じ動作が命令実行回路５．命
令実行マイクロプログラム６、および人出刃装置群９で
行わなければならない。しかし、ハードウェアからの入
出力割込みは既に発生しているので２命令実行回路５、
命令実行マイクロプログラム６、および入出力装置群９
により本来取られないはずの動作が行われ、○Ｓｉの入
出力制御に混乱を生じる可能性がある。ＶＭＣＰによる
判定方法としては、仮想ステータスフィールド１５−　
ｉ　−ｒ　−１のｆビットが“１″、ｇビットがｔｚ　
Ｏｔｐであるときは、ＶＭＣＰによる入出力割込み保留
はない。

（ｔｉｉ）ＶＭｃｐまたは他ＶＭが入出力実行中または
入出力割込み保留中に該当入出力装置１０−ｊを入出力
直接実行モードに移行したとする。○Ｓｉがこの入出力
装置１０−ｊに対して入出力命令を発行すると、命令の
種類により入出力動作を停止させたり、保留中の入出力
割込みを解除する可能性がある。これにより、ＶＭＣＰ
または他ＶＭの入出力が混乱する可能性がある。

ＶＭＣＰの判定方法としては、該当する実入出力装置制
御ブロック１６−ｊの実ステータスフィールド１６−ｊ
−２のｂビットが１′″であるときは、ＶＭＣＰの入出
力実行中または入出力割込み保留中である。また、実ス
テータスフィールド１６−ｊ−２のａピッ１−がｔｔ　
１　＋＋の場合、入出力実行中ポインタ１６−ｊ−３の
先の入出力実行要求内の７Ｍ識別情報により他のＶＭの
入出力実行中、または入出力割込み保留中であるか否か
を判定できる。

該当入出力袋［１０−３が、○Ｓｉにより入出力実行中
あるいは入出力割込み保留中であっても。

モードの移行は可能である。この場合、使用中であるこ
とを表す実入出力装置制御ブロック１６−ｊ内の実ステ
ータスフィールド１６−ｊ−２のａビットをｒｒ　Ｏｕ
、また、入出力実行中ポインタ１６−ｊ−３にアドレス
が格納される入出力命令実行要求の領域をクリアする。

（１ｖ）入出力割込みを直接実行するためには、ＶＭｉ
が入出力割込み可能、すなわち、ＶＰＳＷＩ３−４の■
ビットが“１”、かつ、制御レジスタ１４−ｉの該入出
力装置に対応するビットがｔｔ　１　ｙｙの時のみ割込
み可能としなければならない。また、入出力動作はＣＰ
Ｕと非同期に行われるので、ＶＭｉが走行中以外の時も
、該当サブクラスのビットの値は、Ｖ　Ｐ　Ｓ　Ｗ　１
３−　ｉのエビットおよび制御レジスタ１４−１の該当
ビットの値に従うか、あるいは、入出力割込み不可能状
態にしなければならない。従って、入出力直接実行モー
ドにしようとする入出力装置に関連する入出力割込みサ
ブクラスを入出力直接実行モードでは、ＶＭｉが占有す
る必要がある。したがって、該当するサブクラスをＶＭ
ｉが占有しているか、占有可能でなければならない。

ＶＭＣＰによる判定方法は次の通りである。まず、主記
憶袋！Ｉ！１上に、占有サブクラスフィールド２２およ
び各ＶＭｉの占有サブクラスフィールド２４−ｉを設け
る。サブクラス番号変換表２３−ｉは、○Ｓｉが意識す
る仮想サブクラス番号と、ハードウェアが意識する実サ
ブクラスとの対応を表す。ある実サブクラスＭｑをＶＭ
ｉが占有するためには、他ＶＭのサブクラス番号変換表
２３−ｉにおいて、Ｍｑに対応づけられる仮想サブクラ
スが存在しないことが必要十分条件である。実サブクラ
スを占有する場合には、占有サブクラスフィールド２２
およびＶＭｉの占有サブクラスフィールド２４−１の該
当ビットを′１″にする。

ＶＭｉが入出力装置１０−ｊを入出力直接実行モードと
するためには、サブクラス表示フィールド１５−ｉ−ｒ
−２に示された実サブクラスをＶＭｉの占有サブクラス
フィールド２４−１により占有していると判定されるか
、あるいは、他ＶＭのサブクラス変換表２３−１におい
て、該実サブクラス番号に対応づけられている仮想サブ
クラスがなく、該実サブクラスを占有可能と判定されな
ければならない。

ただし、サブクラス表示フィールド１５−　ｉ　−ｒ−
２には、仮想サブクラス番号と実サブクラス番号が格納
されている。実サブクラス番号は、サブクラス番号変換
表２３−１により仮想サブクラスを変換した結果得られ
る。また、ＶＭｉの入出力実行中には、サブクラス表示
フィールド１５−ｉ−ｒ−２の実サブクラス番号が、対
応する入出力装置フィールド１８−ｊの実サブクラス番
号フィールド１９−ｊ−２に設定され、入出力割込みの
制御が行われる。

（）入出力直接実行モードに移行後は、該入出力装置の
入出力制御は、全てＶＭｉ上の○Ｓｉに委ねられ、ＶＭ
ＣＰは入出力管理情報を持たない。

したがって、他のＶＭは該入出力装置に入出力命令を発
行できない。

実ステータスフィールド１６−ｊ−２のＣビットがＲ１
ｌ＋（７１時、入出力袋ｆｉ！　１０−　ｊ　Ｉｔ、占
有元ＶＭ識別フィールド１６−３−４に示されたＶＭに
占有されていることを示す。ＶＭＣＰは、あるＶＭｉに
入出力袋ｆｆｆ　１０−　ｊを占有させる場合、実ステ
ータスフィールドｌ　６−ｊ−２のＣビットを＃　１　
′Ｈにすると共に、占有元ＶＭ！ｌｌ別フィールド１６
−ｊ−４に、ＶＭｉが占有していることが識別可能なＶ
Ｍｉに固有である情報を設定する。

ＶＭＣＰによる判定方法としては、既にＶＭｉが入出力
装置１０−ｊを占有しているならば、実ステータスフィ
ールド１６−ｊ−２のＣビットがＩＩ　Ｉ　ｇ、かつ、
占有光ＶＭ識別フィールド１６−ｊ−４にＶＭｉが占有
することを識別可能なＶＭｉに固有である情報が設定さ
れている。また、以下の３条件を満足すれば、ＶＭｉは
該入出力装置１０−ｊを占有可能である。

（１）他のＶＭに入出力装置１０−ｊが占有されていな
い。

（１１）他のＶＭの入出力命令要求を実入出方装置制御
ブロック１６−ｊに持たない。

（ｉｉｉ　）他のＶＭが入出力装置１０−ｊにおいて入
出力実行中でなく、がっ、入出カ割込み保留中でない。

占有可能であるためには、上記３条件を満足しなければ
ならない理由は、既に述べた入出力直接実行モードへの
移行条件と同様に、他のＶＭの入出力制御に混乱を生じ
るためである。

次に、入出力直接実行モードの人出刃装置を入出力シミ
ュレーションモードに移行させる場合の処理について３
通りの方法を述べる。

第１番目の方法では１入出力シミュレーションモードへ
の移行要求があった場合、まず、該当入出力装置ＩＩ　
Ｏ−ｊに対して人出刃装置の状態を調べる命令である５
ＴＳＣＨ命令を発行する。

命令実行回路５および命令実行マイクロプログラム６は
、信号Ｂ１０２を通してソフトウェア−マイクロプログ
ラム間インターフェース部１７の該当する入出力装置フ
ィールド１８−ｊに格納されている該入出力装置の状態
をプログラムから参照可能な主記憶装置１上の領域へ格
納する命令である。ＶＭＣＰは、５ＴＳＣＨ命令により
得られた入出力装置の状態をもとに、ＶＭＣＰ個の入出
力制御情報を設定する。例えば、入出力装置１゜−ｊが
入出力実行中、または入出力割込み保留中であるときは
、実制御ブロック（ＲＢＬＯＫＳ）１２内の実入出力装
置制御ブロック１６−ｊ内の実ステータスフィールド１
６−ｊ−２のピッＩ”　ａを１１　Ｌ　Ｈとする。また
、入出力実行要求を作成し、この要求の先頭アドレスを
入出力実行中ポインタ１６−ｊ−３に設定する。このよ
うに、あたかも。

以前から入出力シミュレーションモードであったかのよ
うな情報をＶＭＣＰ何に持たせた後で、該当入出力装置
フィールド１８−ｊの入出力直接実行モードフラグ１９
−ｊ−３をＡ命令によりＩＩ　０７ｙにすれば、該入出
力装置１０−ｊはシミュレーションモードとなる。

第２番目の方法では、入出力直接実行モードから入出力
シミュレーションモードへの移行要求があった場合、ま
ずモード移行を要求する入出力装置の実入出力装置制御
ブロック１６−ｊの実ステータスフィールド１６−ｊ−
２のＣビットをｌｔ　１１１に設定する。また、該入出
力装置フィールド１８−ｊの入出力直接実行モードフラ
グ１９−　ｊ　−３をＡ命令によりＩｔ　Ｏ７１、該実
入出力装置制御ブロック１６−ｊ内の実ステータスフィ
ールド１６−ｊ　−２のｄビットをｌｔ　１７１に設定
する。そのｄビットが１″′の場合、ＯＳおよびＶＭＣ
Ｐの入出力実行要求は、全て実入出力装置制御ブロック
１６−ｊにキューイングされ、実際に入出力命令が発行
されることはない、この間ＶＭＣＰでは、該当入出力装
置１０−ｊに関する入出力割込みの処理を行う。

この入出力割込みを契機として、ＶＭＣＰでは。

５ＴＳＣＨ命令を発行して、該入出力装置に関する入出
力が、全て完了したか否かを判定する。全て完了した場
合には、該実入出力装置制御ブロック１６−ｊにキュー
イングされている入出力実行要求に対するサービスを開
始するために、実ステータスフィールド１６−ｊ−２の
ｄビットをＩＩ　Ｏ７１＆こ設定する。これ以後のこの
入出力装置に対する入出力制御は、ＶＭＣＰが介在して
行われる。

第３番目の方法では、入出力直接実行モードから入出力
シミュレーションモードへの移行要求があった場合、該
当する実入出力装置制御ブロック１６−ｊ内の実ステー
タスフィールド１６−ｊ−２のＣビットおよびｄビット
をＬｌ　Ｉ　ＩＩに設定する。

また、該入出力装置フィールド１８−ｊの入出力直接実
行モードフラグ１９−ｊ−３を人命令により０′″とす
る。また、予め定められた時間が経過した後には、上記
の入出力装置を入出力シミュレーションモードに移行さ
せるために、タイマ割込み要求ブロックを従来からＶＭ
ＣＰが持つタイマ割込み要求キューに登録する。タイマ
割込み要求ブロックには、タイマ割込みを発生させる時
間と。

割込み後に制御が渡されるＶＭＣＰのプログラムのアド
レスが登録されている。タイマ割込みが起きるまでの間
、ＶＭＣＰでは該当入出力装置１０−ｊに関する入出力
割込みの処理を行う。

一定時間経過後、上記のタイマ割込みが発生した後、Ｖ
ＭＣＰが行う処理は、以下のとおりである。まず、実ス
テータスフィールド１６−　ｊ　−２のＣビットがＩＩ
　１１１となっている入出力装置に対して５ＴＳＣＨ命
令を発行する。５ＴＳＣＨ命令により得られた入出力装
置の状態をもとに、ＶＭＣＰ側の入出力制御情報を設定
する。これは、第１番目の方法で述べたのと全く同じ処
理である。このようにして、あたかも、以前から入出力
シミュレーションモードであったかのような情報をＶＭ
ＣＰに持たせる。また、実入出力制御ブロック１６−ｊ
にキューイングされている入出力命令実行要求に対する
サービスを開始するために、実ステータスフィールド１
６−ｊ−２のｄビットを１１０　′Ｈに設定する。これ
以後、この入出力装置に対する入出力制御はＶＭＣＰが
介在して行われる。

このようにして、本実施例においては、入出力直接実行
を行なう入出力装置の設定および指定の解除を、ＶＭの
停止やＯＳのＩＰＬのやり直しを伴うことなく、ＶＭ走
行中に可能となる。また、ＶＭＣＰが入出力直接実行モ
ードの入出力装置に対して入出力命令を発行することも
、次のようにして可能となる。ＶＭＣＰが入出力直接実
行モードの入出力装置に対して、入出力命令の発行要求
を出した場合、該入出力装置を入出力シミュレーション
モードに移行させる。移行後、ＶＭＣＰの入出力命令を
実行するとともに、該入出力装置を入出力直接実行モー
ドに移行させる要求を出す。

このようにすれば、ＶＭＣＰの入出力命令が終了した後
、該当ＶＭの占有入出力装置の入出力環境が整った時点
で、再び入出力直接実行モードを設定することが可能と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ＶＭが占有する
入出力装置への入出力命令、およびこの命令に関連する
入出力割込みを、ＶＭＣＰが関与することなく、ハード
ウェアにより直接実行する入出力直接実行モードと、Ｖ
ＭＣＰが介在してシミュレーションを入出力シミュレー
ションモードとをＶＭ走行中に切換え可能となり、効率
的な入出力制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモード移行の処理フローチャート
、第２図は本発明が適用される仮想計算機システムの主
要構成図、第３図は第２図の制御ブロックの詳細説明図
、第４図は第３図の入出力装置ＶＭ用フィールドの詳細
説明図、第５図は第３図の実入出力装置制御ブロックの
詳細説明図、第６図はＰＳＷの説明図、第７図は制御レ
ジスタの説明図、第８図は仮想入出力制御ブロックの説
明図、第９図は本発明による命令の説明図、第１Ｏ図は
従来の仮想計算機システムの構成図である。１：主記憶装置、２．２−４：ＰＳＡ、３：プレフィク
スレジスタ、４：命令レジスタ、５：命令実行回路、６
：命令実行マイクロプログラム、７：割込み回路、８：
割込みマイクロプログラム。９：入出力装置群、１０−ｊ：入出力装置、１１−１：
仮想制御ブロック、１２：実制御ブロック、１３：ＰＳ
Ｗ、１３−ｉ：ｖｐｓｗ−１４：制御レジスタ、１４−
ｊ：仮想制御レジスタ、１５−１：仮想入出力制御ブロ
ック、１５−　ｉ　−ｒ　：仮想入出力装置制御ブロッ
ク、Ｌ５−ｉ−ｒ−１：仮想ステータスフィールド、１
５−ｉ−ｒ−２：サブクラス表示フィールド、１６：実
入出力制御ブロック、１６−ｊ：実入出力装置制御ブロ
ック。１６−ｊ−１：入出力実行要求ポインタ、１６−ｊ−２
：実ステータスフィールド、１６−ｊ−３：入出力実行
中ポインタ、１６−ｊ−４：占有光ＶＭ識別フィールド
、１７：ソフトウエアーマイクロプログラム間インタフ
ェース部、１８−ｊ：入出力装置フィールド、１９−ｊ
：入出力袋５１ＶＭ用フィールド、１９−ｊ−１：ＶＭ
番号フィールド、１９−ｊ−２：実サブクラス番号フィ
ールド、１９−ｊ−３：入出力直接実行モードピット、
１９−ｊ−４：アーキテクチャ番号フィールド、２０：
ＰＳＷのＩビット、２１；入出力命令実行要求、２２：
占有サブクラスフィールド、２３−ｉ：サブクラス番号
変換表、２４−ｉ：ＶＭｉの占有サブクラスフィールド
、９０：実計算機システム、９１：中央処理装置、９２
：主記憶装置、９３：入出力処理装置、９４：入出力側
゛御装置、１００〜１０５：信号線。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）仮想計算機制御プログラム（ＶＭＣＰ）の管理下
で少なくとも１つの仮想計算機（ＶＭ）が走行し、走行
中ＶＭが占有する入出力装置に対する該ＶＭ上のオペレ
ーティング・システム（ＯＳ）からの入出力命令および
これに関連する入出力割込みを、上記ＶＭＣＰが介在す
ることなく直接実行する入出力直接実行モードと、上記
ＶＭＣＰが、ＯＳからの入出力命令およびこれに関連す
る入出力割込みのシミュレーションを行う入出力シミュ
レーションモードとを有する仮想計算機システムにおい
て、上記入出力直接実行モードへの移行を要求する入出
力装置を識別する識別手段、所定のモード移行条件を判
定する判定手段、および上記２つのモードを切換えるモ
ード切換手段を設け、上記識別手段により入出力直接実
行モードへの移行を要求している入出力装置を識別し、
識別された該入出力装置が上記判定手段により所定の上
記モード移行条件を満足した時点で、未だ直接実行を行
おうとするＶＭがモード移行要求の上記入出力装置を占
有していない場合には占有し、未だ該ＶＭが該入出力装
置の入出力割込みを制御する入出力割込みサブクラスを
占有していない場合には、該入出力割込みサブクラスを
占有するとともに、上記モード切換手段によりモード切
換えを行い、上記入出力シミュレーションモードの入出
力装置を入出力直接実行モードに移行させることを特徴
とする仮想計算機システムの入出力制御方式。
（２）仮想計算機制御プログラム（ＶＭＣＰ）の管理下
で少なくとも１つの仮想計算機（ＶＭ）が走行し、走行
中ＶＭが占有する入出力装置に対する該ＶＭ上のオペレ
ーテング・システム（ＯＳ）からの入出力命令、および
、これに関連する入出力割込みを、ＶＭＣＰが介在する
ことなく直接実行する入出力直接実行モードと、上記Ｖ
ＭＣＰが、ＯＳからの入出力命令およびこれに関連する
入出力割込みのシミュレーションを行う入出力シミュー
レーションモードとを有する仮想計算機システムにおい
て、上記入出力シミュレーションモードへの移行を要求
する入出力装置を識別する識別手段、所定のモード移行
条件を判定する判定手段、上記２つのモードを切換える
モード切換手段、および上記入出力装置の状態を調べる
手段を設け、入出力直接実行モードの入出力装置から入
出力シミュレーションモードへの移行要求があった場合
、上記入出力装置の状態を調べる手段により入出力シミ
ュレーションモードへの移行要求を持つ入出力装置の状
態をＶＭＣＰが把握した後、上記モード切換手段により
モード切換えを行い、上記入出力シミュレーションモー
ドの入出力装置を入出力シミュレーションモードに移行
させることを特徴とする仮想計算機システムの入出力制
御方式。
（３）上記所定の入出力シミュレーションモードから入
出力直接実行モードへのモード移行条件は、直接実行を
行なおうとするＶＭが直接実行を要求する入出力装置を
占有しているか、あるいは占有可能であり、次に直接実
行を行なおうとするＶＭに制御が渡った時点では、ＶＭ
ＣＰは上記入出力装置の入出力命令実行要求キューを持
たず、また、ＶＭＣＰは該ＶＭへ反映すべき該入出力装
置の入出力割込みを保留しておらず、直接実行を行おう
とするＶＭ以外のＶＭの入出力命令およびＶＭＣＰ固有
の入出力命令により、該入出力装置が入出力実行中もし
くは入出力割込み保留中でなく、該入出力装置に関連す
る入出力割込みを制御する入出力割込みサブクラスを、
直接実行を要求するＶＭが占有しているか、または占有
可能であるかという条件であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の仮想計算機システムの入出力制御
方式。
（４）仮想計算機制御プログラム（ＶＭＣＰ）の管理下
で少なくとも１つの仮想計算機（ＶＭ）が走行し、走行
中ＶＭが占有する入出力装置に対する該ＶＭ上のオペレ
ーテング・システム（ＯＳ）からの入出力命令、および
、これに関連する入出力割込みを、ＶＭＣＰが介在する
ことなく直接実行する入出力直接実行モードと、上記Ｖ
ＭＣＰが、ＯＳからの入出力命令およびこれに関連する
入出力割込みのシミュレーションを行う入出力シミュー
レーションモードとを有する仮想計算機システムにおい
て、上記入出力シミュレーションモードへの移行を要求
する入出力装置を識別する識別手段、所定のモード移行
条件を判定する判定手段、上記２つのモードを切換える
モード切換手段、および上記入出力装置の状態を調べる
手段を設け、入出力直接実行モードの入出力装置から入
出力シミュレーションモードへの移行要求があった場合
、上記入出力装置の状態を調べる手段により入出力シミ
ュレーションモードへの移行要求を持つ入出力装置の状
態をＶＭＣＰが把握した後、上記モード切換手段により
モード切換えを行い、上記入出力シミュレーションモー
ドの入出力装置を入出力シミュレーションモードに移行
させ、該移行は、該モード移行を要求する入出力装置を
識別する手段と、上記モード移行を要求する入出力装置
への入出力命令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留し、
上記入出力装置の状態を調べる手段により上記入出力装
置が実行中でなく、かつ、該入出力装置への入出力に起
因する入出力割込み保留中でないと、ＶＭＣＰが判定し
た時点で、該入出力装置に該当入出力装置に対する入出
力命令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留することを解
除して行うことを特徴とする仮想計算機システムの入出
力制御方式。
（５）仮想計算機制御プログラム（ＶＭＣＰ）の管理下
で少なくとも１つの仮想計算機（ＶＭ）が走行し、走行
中ＶＭが占有する入出力装置に対する該ＶＭ上のオペレ
ーテング・システム（ＯＳ）からの入出力命令、および
、これに関連する入出力割込みを、ＶＭＣＰが介在する
ことなく直接実行する入出力直接実行モードと、上記Ｖ
ＭＣＰが、ＯＳからの入出力命令およびこれに関連する
入出力割込みのシミュレーションを行う入出力シミュー
レーションモードとを有する仮想計算機システムにおい
て、上記入出力シミュレーションモードへの移行を要求
する入出力装置を識別する識別手段、所定のモード移行
条件を判定する判定手段、上記２つのモードを切換える
モード切換手段、および上記入出力装置の状態を調べる
手段を設け、入出力直接実行モードの入出力装置から入
出力シミュレーションモードへの移行要求があった場合
、上記入出力装置の状態を調べる手段により入出力シミ
ュレーションモードへの移行要求を持つ入出力装置の状
態をＶＭＣＰが把握した後、上記モード切換手段により
モード切換えを行い、上記入出力シミュレーションモー
ドの入出力装置を入出力シミュレーションモードに移行
させ、該移行は、該モード移行を要求する入出力装置を
識別する手段と、上記モード移行を要求する入出力装置
への入出力命令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留して
、上記モード移行要求から予め定められた時間が経過し
た後、上記入出力装置の状態を調べる手段により、上記
入出力装置の状態をＶＭＣＰが把握するとともに、入出
力命令実行要求をＶＭＣＰが強制的に保留することを解
除して行うことを特徴とする仮想計算機システムの入出
力制御方式。
（６）上記仮想計算機システムは、各入出力装置を入出
力直接実行モードとするか、入出力シミュレーションモ
ードとするかを該入出力装置のハードウェア制御情報内
に指定する手段、および該指定を変更する手段を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項、第４項、または第５項記載の仮想計算機システムの
入出力制御方式。