KR920001997B1 - 계산 시스템내의 고장 회복 방법 및 장치 - Google Patents

계산 시스템내의 고장 회복 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

계산 시스템내의 고장 회복 방법 및 장치
제1도는 계산시스템내의 회복 계수기 장치 및 접속부를 도시한 계통도.
제2도는 비동기 사상들을 분류하기 위한 명확한 계층을 도시한 계통도.
제3도는 기계 명령의 전형적인 실행순차 및 기계명령의 대응하는 재-실행 순차를 도시한 도면.
제4도는 고장 발생으로 인한 시스템 회복을 준비하기 위해 기계명령 실행중에 취해진 스텝들을 도시한 플로우챠트.
제5도는 고장 회복을 달성하기 위해 고장검출 스템 다음에 취해진 스텝들을 도시한 플로우챠트.
제6도는 기계명령의 전형적인 실행 순차 및 재-실행 순차를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 회복계수기 101 : 계산시스템
102 : 회복계수기 값 103 : 프로세서 제어블럭
104 : 프로세서 105 : 국부 데이타
106 : 엔에이블링/디스에이블링 비트 107 : 파일데이타
108 : 프로세서상태워드 109, 116 : 디스크
112 : 상위 비트 114 : 트랩처리기
118 : 검사점 시스템 상태 리셋터 120 : 사상 시뮬레이터
122 : 사상처리기 123 : 사상등재기
124 : 고장고정기 200 : 비동기사상
202 : 결정사상 204, 326, 334 : 비-결정사상
206, 318, 622, 626, 660 : 재발사상 208, 334 : 비-재발사상
210 : 초기재발사상 212 : 최근재발사상
300, 602 : 실행순차 302, 606 : 재-실행순차
304, 320, 328, 336, 344, 357, 380, 384, 612, 616, 628, 632, 644, 650, 662 : 명령지점
305, 610 : 검사점 시스템 상태
306, 308-316, 323, 330-333, 338-340, 354, 358, 359, 363. 364, 368-371, 374, 376, 378, 379, 383, 386 : 기계명령
본 발명은 고장 허용 계산시스템(fault tolerant computing system)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 계산시스템내에서 검출된 고장발생으로부터 회복하는 방법에 관한 것이다. 고장발생은 기계명령 실행중에 일어나, 데이타 또는 후속 기계명령 실행을 무효화시킨다. 계산시스템을 전체적으로 정지시켜 리부트(reboot)시키지 않고서, 데이타 및 후속 기계명령 실행이 유효화된다는 것을 보증한 최소 혼란으로 기계명령 회복 및 실행을 계속하는 것이 바람직하다.
계산시스템은 시스템 상태라고 부르는 한 셋트의 속성에 의해 특성화된다. 시스템 상태는 프로세스 제어 블럭 및 프로세스 억세스 가능한 국부데이타로 구성되는 프로세스 데이타, 및 데이타베이스 파일(database file)과 같은 영구 데이타로 구성되는 파일 데이타를 포함한다.
종래의 회복 기법들은 고장발생으로부터 단지 부분적으로 회복되었다. 고장발생이 완전히 종료되었거나 완전히 원상태로 되기 전에 소정의 파일 데이타 변경동작이 시작되었다. 종래의 회복기법들은, 검사점(checkpoint)에서, 이 검사점에 존재하는 시스템 상태인 검사점 시스템 상태를 완전히 복원시키기에 충분한 데이타를 주기적으로 기록하였다.
고장이 검출되었을때, 이미 실행된 파일변경동작은 파일 변경을 나타내는 이미 등재(log)된 정보를 통해 역실행함으로써 원상태로 되었다. 계산시스템은 최종 검사점 시스템 상태로서 정의된 가장 최근에 기록된 검사점 시스템 상태로 리셋트되었다.
전형적으로, 종래의 회복 기법은 파일 데이타를 고장발생 직전에 존재하는 동일한 상태로 복원시키지 못했다. 고장발생전에 파일 데이타 변경동작을 종료하지 못한 프로세스들은 포기되어 재개시되지 않았다. 최종 시스템 상태로서 정의된 고장회복을 완료함으로써 도달된 시스템상태는 전형적으로 예비-고장시스템 상태가 아니었다. 이 예비-고장시스템 상태는 고장발생 직전에 존재하는 시스템상태이다. 최종 시스템 상태는 때로 최종 검사점 시스템 상태이었다.
종래의 회복 기법은 고장 허용한계를 제공하기 위해 모듈러 용장도(modular redundancy)를 사용하였다. 동일한 코드를 실행하는 2개 이상의 프로세서들이 병렬로 실행되었다. 주기적인 검사점에서, 병렬 결과들이 비교되었다. 이 결과들이 상이하다는 것이 발견되면, 중재 기법이 이 병렬 결과들 사이를 선택하였다. 모듈러 용장성은 고가였다. 즉, 복제 하드웨어는 가격이 너무 비쌌다.
종래 기술내에서, 한기법은 도달될 예비-고장시스템 상태와 동일한 최종 시스템 상태를 엔에이블시켰다. 검사점들은 반복가능한 I/O 동작이 실행될 각각의 저점전에 삽입되었다. 각각의 검사점에서, 사용자는 검사점 시스템 상태를 복원시키기에 충분한 정보를 기록하게 된 코드를 삽입시켜야 했다.
이 기법은 몇가지 단점을 갖고 있다. 이 기법은 사용자에게 명료하지는 않았지만, 그대신 사용자에게 에러회복이 정확하게 되었다는 것을 보증할 책임을 맡겼다. 이 기법은 사용자가 각각의 검사점에 기록되어야 할 정보를 선택할 필요가 있었으므로, 명료한 기법보다 사용자 에러가 더 많은 경향이 있었다. 불충분한 정보를 선택하면 정확한 회복이 위태롭게 되고, 너무 많은 정보를 선택하면 시스템 성능이 감쇠하게 되었다.
다른 단점은 2개의 연속 검사점들 사이의 간격인 검사점 간격이 프로그램 독립적으로 되는 대신에 프로그램 구동된다는 것이었다. 과대 오버헤드(overhead)는 각각의 반복 불가능한 I/O 동작전에 기록 검사점 정보내에 포함되었다. 이 과내 오버헤드는 시스템 성능을 매우 감쇠시켰다. 검사점 간격은 반복불가능한 I/O 동작들 사이의 간격보다 길게 될 수가 없었다. 오버헤드는 긴 검사점 간격에 걸쳐 분산될 수 없었으므로, 시스템 성능을 향상시킨다. 평균 회복 시간이 검사점 간격에 관련되기 때문에, 시스템 성능과 평균 회복 시간 사이에는 연관성이 전혀 없었다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 최초 기계명령 실행중에 생기는 계산시스템내의 고장발생으로부터 회복할 수 있는 방법 및 장치가 제공된다. 계산시스템은 최종 검사점 시스템 상태로 리셋트되고, 기계명령재-실행동작이 개시된다. 본 발명은 계산시스템을 지정된 예비-고장시스템 상태와 동일한 최종 시스템 상태로 복원시킨다.
기계명령재-실행동작이 개시되면, 계산시스템은 동일한 명령지점에서, 계산시스템이 최초 기계명령 실행중에 행한 동작을 동일한 입력상에서 실행한다. 명령지점은 기계명령 실행 또는 재-실행 동작이 완료된 지점인데, 이 명령지점은 실행된 기계명령의 계수에 의해서 결정되고 경과시간에 의해서는 결정되지 않는다.
본 발명은 기계명령 재-실행중에, 최초 기계명령 실행중에 처리된 각각의 결정사상을 반복한다. 결정사상은 처리가 최종 시스템 상태의 결정에 영향을 미치는 비동기 인터럽션(interruption)이다. 예를들어, 결정사상은, 전형적으로 입력사상, 메시지수신, 실시간 클럭해독, 프로세서 발생 또는 프로세서 교체이다. 각각의 결정사상은 이 결정사상이 최초로 처리된 최초 기계명령 실행시의 명령지점과 동일한 기계명령 재-실행시의 명령지점에서 반복된다. 결정사상은 이 결정사상의 재발을 재처리하거나 결정사상의 재발 및 처리를 시뮬레이트(simulate)함으로써 반복된다.
본 발명은 반드시 기계명령 재-실행중에 비-결정사상을 반복하지는 않는다. 비-결정사상은 처리가 최종 시스템 상태결정에 명료한 비동기 인터럽션이다. 예를들어, 비-결정사상은 캐쉬(cache)고장 또는 페이지(page)고장이다. 비-결정사상은 기계명령 재-실행중에 재발할 수 있지만, 계산시스템을 예비-고장시스템 상태로 복원시키기 위해 반드시 반복될 필요는 없다.
본 발명은 결정사상이 처리된 최초 기계명령 실행시의 명령지점과 동일한 명령지점에서 결정사상을 반복하기 위해 실행되고 재-실행된 소정의 기계명령을 계수한다. 결정사상의 처리 또는 반복중에 실행된 기계명령, 및 비-결정사상의 처리중에 실행된 기계명령은 전형적으로 계수되지는 않는다.
본 발명은 결정사상이 재발하는 시간의 트랙을 유지함으로써만 고장회복을 시도하는 계산시스템보다 우수한다. 최초 기계명령 실행은 이 실행을 완료하기 위해 동일한 기계명령의 재-실행보다 시간이 많이 걸릴수도 있고 적게 걸릴수도 있다. 예를들어, 실행시간이 디스크의 최초 헤드위치에 따라 변하는 I/O 동작은 상이한 재-실행 억세스 시간을 발생시킬 수 있다.
계산시스템이 단지 결정사상이 재발하는 시간의 트랙을 유지하면, 결정사상은 이 결정사상이 최초로 처리된 명령지점과 동일한 기계명령 재-실행시의 명령지점에서 반복될 수 없다. 기계명령 재-실행에 의해 도달된 최종 시스템 상태는 최초 기계명령 실행에 의해 도달된 예비-고장시스템 상태와 상이하게 된다. 본 발명은 반드시 예비-고장시스템 상태에 도달한다. 즉, 결정사상이 최초로 처리된 기계명령 실행시의 명령 지점과 동일한 기계명령 재-실행시의 명령지점에서 결정사상을 항상 반복한다.
본 발명은 검사점 간격이 사용자 응용 프로그램에 무관하게 한다. 검사점 간격은 프로그램 가능하므로, 시스템 성능과 평균회복 시간 사이에 연관성이 있게 한다. 본 발명은 사용자 응용에 명료하므로, 부주의로 인한 프로그래머 에러의 위험성을 감소시킨다.
본 발명은 즉각적인 고장 검출에 의존하지 않는다. 사용자 중재를 필요로하는 측 영향(side effect)을 전달하기 전에 고장이 검출되는 한, 고장회복은 계속 달성될 수 있다. 하드웨어가 적게 요구되는데, 그 이유는 고장을 즉시 검출하는 하드웨어가 고장을 신속히 검출하는 하드웨어 및 소프트웨어로 대체될 수 있기 때문이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세하게 기술하겠다.
양호한 실시예는 최초로 실행되고 후속적으로 재-실행된 기계명령을 계수하기 위해 회복 계수기를 사용한다. 제1도는 제어 레지스터인 회복계수기(100)을 도시한 것이다. 계산시스템(101)은 프로세스 제어블럭(103) 및 국부데이타(105) 뿐만 아니라, 디스크(109)상의 파일 데이타(107)을 포함한다. 회복계수기(100)내에 격납되는 회복계수기 값(102)는 프로세서(104)에 의한 각각의 단일 기계명령 실행으로 1만큼 감소된다. 프로세서 상태 워드(108)내의 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)은 계수동작으로부터 회복계수기(100)을 엔에이블 및 디스에이블 시키기 위해 사용될 수 있다. 회복계수기(100)은 버스(110)을 통해 해독 및 기입될 수 있다.
회복계수기 값(102)가 0을 통해 하향 계수하면, 상위 비트(112)는 트랩(trap)을 발생시킨다. 트랩은 이트랩을 처리하는 소프트웨어인 트랩처리기(114)로 프로그램 제어를 인재하는 내부 인터럽션이다. 사상처리기(112) 및 사상등재기(123)은 소프트웨어내에 존재한다. 검사점 시스템 상태 기록기(126), 고장고정기(124), 검사점 시스템 상태 리셋터(118) 및 사상 시뮬레이터(120)도 소프트웨어내에 존재한다. 정보는 디스크(116)에 기입될 수 있다.
제2도는 비동기 사상들을 분류하기 위한 명확한 계층을 도시한 것이다. 비동기사상(200)은 결정사상(202) 또는 비-결정사상(204)로서 정의된다. 상술한 바와 같이, 결정사상은 처리가 최종 시스템 상태의 결정에 영향을 미치는 비동기 인터럽션이고, 비-결정사상은 처리가 최종 시스템 상태의 결정에 명료한 비동기 인터럽션이다.
결정사상(202)는 재발사상(206) 또는 비-재발사상(208)로서 정의된다. 재발사상는 기계명령 재-실행의결과로서 재발하는 결정사상이다. 예를들어, 최초 기계명령 실행중에 나타나는 디스크 해독에 의한 입력사상은 기계명령 재-실행의 결과로서 재발한다. 비-재발사상은 기계명령 재-실행의 결과로서 재발하지 않는 결정사상이다. 예를들어, 최초 기계명령 실행중에 나타나는, 사용자에 의한 키보드입력으로 인한 입력사상은 기계명령 재-실행의 결과로서 재발하지 않는다.
기계명령 재-실행시에, 재발사상(206)은 초기 재발사상(210) 또는 최근 재발사상(212)로서 분류된다. 초기 재발사상은 명령지점 IP'(여기서, IP'는 명령지점 IP와 동일하다) 전의 명령지점에서의 기계명령 재-실행시에 재발하는데, 이 초기 재발사상은 최초로 IP에서의 기계명령 실행시에 처리되었다. 최근 재발사상은 명령지점 IP'(여기서, IP'는 명령지점 IP와 동일하다)에서 또는 다음의 명령지점에서의 기계명령 재-실행시에 재발하는데, 이 최근 재발사상은 최초로 IP에서의 기계명령 실행시에 처리되었다.
제3도는 고장이 생기는 명령지점이 배치될 수 있는 양호한 실시예를 도시한 것이다. 전형적인 실행순차(300) 및 전형적인 재-실행순차(302)로 실행된 일련의 기계명령이 도시되어 있다. 실행순차는 고장 발생전에 소정의 순서로 실행된 일련의 기계명령이다. 재-실행순차는 지정된 실행순차에 대응하여 고장 검출후에 실행된 일련의 기계명령이다. 재-실행순차는 최초로 실행된 기계명령과 거의 동일한 실행된 기계명령을 포함한다. 기계명령은 이 기계명령이 최초로 실행된 지정된 순서와 동일한 순서로 재-실행된다.
명령지점(304)는 검사점이다. 명령지점(304)에는, 검사점 시스템 상태(305)가 존재한다. 일련의 기계명령(306)은 검사점 시스템 상태 기록기(126)을 가동시킴으로써 실행된다. 검사점 시스템 상태 기록기(126)은 계산시스템(101)을 검사점 시스템 상태(305)로 완전히 복원시킬 수 있도록 디스크(166)상에 충분한 정보를 기록한다. 일련의 기계명령(306)의 실행후, 계산시스템(101)은 검사점 시스템 상태(305)내에 남게 된다.
실행순차(300)은 일련의 기계명령(308,309,310,311,312 및 313)을 포함하는데, 이미 실행된 일련의 기계명령(308,309,310,311,312 및 313)은 재-실행순차(302)에서 재실행된다. 일련의 기계명령(314,315 및 316)은 명령지점(320)에서 생기는 재발사상(318)을 처리하기 위해 실행된다.
사상처리기(122)는 일련의 기계명령(314 및 316)을 실행하기 위해 가동되고, 사상등재기(123)은 일련의 기계명령(315)를 실행하기 위해 가동된다. 사상등재기(123)은 결정사상 정보를 등재하기 위해 가동된다. 결정사상 정보는 다른 결정사상의 발생으로부터 한 결정사상의 발생을 구별하는데 필요한 정보이다. 결정사상 정보는 비-결정사상을 처리하기 위해 실행된 기계명령을 포함하지 않는 최종 검사점 다음에 실행된 기계명령의 계수를 포함한다.
일련의 기계명령(323)은 명령지점(328)에서 생기는 비-결정사상(326)을 처리하기 위해 실행된다. 사상처리기(122)는 일련의 기계명령(323)을 실행하기 위해 가동된다.
일련의 기계명령(330,331,332 및 333)은 명령지점(336)에서 생기는 비-결정사상(334)를 처리하기 위해 실행된다. 사상처리기(122)는 일련의 기계명령(330 및 333)을 실행하기 위해 가동되고, 사상등재기(123)은 일련의 기계명령(331 및 332)를 실행하기 위해 가동된다. 일련의 기계명령(331)은 결정사상 정보를 등재하기 위해 실행되고, 일련의 기계명령(332)는 비-재발 입력을 등재하기 위해 실행된다. 비-재발 입력은 비-재발 사상의 처리의 일부로서 수신된 입력이다.
일련의 기계명령(338, 339 및 340)은 명령지점(344)에서 생기는 재발사상(342)를 처리하기 위해 실행된다. 사상처리기(122)는 일련의 기계명령(338 및 340)을 실행하기 위해 가동되고, 사상등재기(123)은 일련의 기계명령(339)를 실행하기 위해 가동된다. 사상등재기(123)은 결정사상 정보를 등재하기 위해 가동된다.
예비-고장시스템 상태(345)는 명령지점(346)에 존재한다. 고장발생(347)은 명령지점(346)에서 생긴다. 고장검출은 명령지점(348)에서 생긴다. 일련의 기계명령(350)은 명령지점(346)과 명령지점(348)사이에서 실행된다. 고장발생(347)은 일련의 기계명령(350)의 실행을 무효화시킨다.
고장검출(349) 다음에, 계산시스템(101)은 개념적으로 회복모우드로 돌아가고, 일련의 기계명령(352)는 고장고정기(124)를 가동시킴으로써 실행된다. 일련의 기계명령(352)의 실행은 고장발생(347)과 동일하거나 유사한 긴급 고장발생을 방지하기 위한 것이다. 예를들어, 고장발생(347)이 일시적인 것이 아니라 실제 메모리의 부분고장에 의한 것이며, 가상 메모리 관리용 제어데이타는 컴퓨터 시스템(101)의 새로운 실제 구성을 제공하도록 갱신된다.
또한, 고장고정기(124)는 소정의 출력이 재-실행순차(302) 중에 바람직하지못하게 반복되지 않도록 소정의 수단을 취한다. 예를들어, 고장고정기(124)는 프린터 및 단말기용 출력포우트들과 같은 소정의 출력포우트들을 임시로 디스에이블시킨다. 고장고정기(124)는 재-실행순차(302)가 계산시스템(101)의 새로운 실제구성에 의해 영향을 받지 않게 되도록 수단들을 취한다. 예를들어, 장치의 새로운 실제경로가 길어지도록 장치의 장치의 소프트웨어 경로는 길게 될 수 있으므로, 장치의 각각의 억세스를 위해 실행될 2개의 부수적인 기계명령을 필요로 한다. 고장고정기(124)는 장치가 실행순차(300)중에 억세스 되었는지 및 억세스된 때를 결정하기 위해 이미 등재된 데이타를 사용한다. 고장고정기(124)는 장치의 각가의 억세스를 위해 재-실행순차(302)내에서 실행되어야 하는 2개의 부수적인 기계명령을 제공하도록 실행된 기계명령의 이미 등재된 계수를 변경시키게 된다.
고장고정기(124)가 계산시스템(101)내의 손상을 수리할 수 없으면, 이 고장고정기(124)는 사용자 중재를 요구한다. 사용자 중재가 계산시스템(101)이 동작을 멈추도록 요구하더라도, 손상이 수리될때 고장회복을 완료할 수 있도록 충분한 정보가 이미 디스크(116)에 등재되어 있게 된다. 계산시스템(101)이 수리될 수 없으면, 병렬 계산시스템 상에서 고장회복을 완료할 수 있도록 충분한 정보가 이미 디스크(116)에 등재되어 있게 된다.
검사점 시스템 상태 리셋트(118)은 일련의 기계명령(354)를 실행하기 위해 가동된다. 실행순차(300)동안에, 파일데이타는 이 파일데이타에 행해진 소정의 변화가 나중에 원상태로 될 수 있도록 어느정도 변경된다. 이미 기록된 등재를 사용하여, 검사점 시스템 상태 리셋터(118)은 파일데이타(107), 프로세스 제어블럭(103) 및 국부데이타(105)를 리셋트시킴으로써 계산시스템(101)을 검사점 시스템 상태(305)로 복원시킨다.
트랩(356)은 명령지점(357)에서의 상위 비트(112)에 의해 발생된다. 재-실행순차(302)내의 명령지점(357)은 실행순차(300)내의 명령지점(320)과 동일하다. 재발사상(318)은 명령지점(357)에서 재-처리되어야 한다. 재발사상(318)은 최근 재발사상이고, 명령지점(360)까지 재발하지 못한다. 프로세서(104)는 재발사상(318)을 기다린다. 트랩처리기(114)는 초기 트랩처리를 실행하는 일련의 기계명령(358)을 실행하기 위해 가동된다. 프로세서(101)은 유혹 싸이클내에서 순환하므로, 일련의 기계명령(359)를 실행하여 재발사상(318)이 재발하기를 기다린다.
재발사상(318)이 명령지점(360)에서 재발하면, 일련의 기계명령(363 및 364)가 재발사상(318)을 재-처리하도록 실행된다. 사상처리기(122)는 일련의 기계명령(363)을 실행하기 위해 가동되고, 트랩처리기(114)는 일련의 기계명령(364)를 실행하기 위해 가동된다.
트랩은 비-결정사상(326)용 재-실행순차(302)내에서 발생되지도 않지만, 비-결정사상(326)도 재-실행순차(302)내에서 재발하지 못한다.
트랩(366)은 명령지점(367)에서의 상위 비트(112)에 의해 발생된다. 재-실행순차(302)내의 명령지점(367)은 실행순차(300)내의 명령지점(336)과 동일하다. 비-재발사상(334)는 실행순차(302)내의 기계명령 재-실행으로 인해 재발하지 못한다. 비-재발사상(334)는 시뮬레이트 된다. 일련의 기계명령(368,369 및 370)은 비-재발사상(334)를 시뮬레이트하기 위해 실행된다. 트랩처리기(114)는 일련의 기계명령(368 및 370)을 실행하기 위해 가동되고, 사상 시뮬레이트(120)은 일련의 기계명령(369)를 실행하기 위해 가동된다. 사상 시뮬레이터(120)은 이미 등재된 비-재발 입력을 사용하여 비-재발사상(334)의 재발 및 처리를 시뮬레이트한다.
재-실행순차(302)내의 명령지점(373)은 실행순차(300)내의 명령지점(344)와 동일하다. 재발사상(342)는 명령지점(373)에서 재-처리되어야 한다. 재발사상(342)는 초기 재발사상이다. 즉, 재발사상(342)는 명령지점(373)전에 오는 명령지점(372)에서 재발한다. 일련의 기계명령(371,374 및 379)는 재발 사상(342)의 재발시에 실행된다. 사상 처리기(122)는 일련의 기계 명령(371 및 379)를 실행하기 위해 가동되고, 사상 등재기(123)은 일련의 기계 명령(374)를 실행하기 위해 가동된다. 사상 처리기(122)는 명령 지점(372)에서 재발사상(342)를 즉시 재-처리할 수 없다. 즉, 사상 처리기(122)는 재발 사상(342)의 재발을 등재 및 구별하도록 사상 등재기(123)을 호출하지만, 재발 사상(342)는 명령 지점(373)에 도달될 까지 재-처리 되지 않는다. 재발 사상(342)가 명령 지점(372)에서의 즉각적인 주의를 요구하면, 사상 처리기(122)는 명령 지점(372)에서 재발 시싱(342)를 처리한다. 명령 지점(373)에 도달될 때까지 아무것도 ＂보고＂ 되지 않는다. 즉, 사용자 프로그램의 관점으로부터, 재발 사상(342)는 명령 지점(373)까지 재-처리되지 않는다.
명령 지점(373)에 도달되기 전에, 일련의 기계 명령(312)는 재-실행된다. 트랩(375)는 명령 지점(373)에서 상위 비트(112)에 의해 발생된다. 재발 사상(342)는 명령 지점(373)에서 시작하여 재-처리된다. 일련의 기계 명령(376, 377 및 378)은 재발 사상(342)을 재-처리하기 위해 실행된다. 트랩 처리기(114)는 일련의 기계 명령(376 및 378)을 실행하기 위해 가동되고, 사상 처리기(122)는 일련의 기계 명령(377)을 실행하기 위해 가동된다.
트랩(382)는 명령 지점(380)에서 상위 비트(112)에 의해 발생된다. 명령 지점(380)은 명령 지점(346)과 동일한데, 고장 발생(347)은 명령지점(346)에서 생긴다. 트랩 처리기(114)는 일련의 기계 명령(383)을 실행하기 위해 가동된다. 트랩 처리기(114)는 회복 계수기 값(102)를 명령지점(346)에 존재한 값으로 리셋트시킨다. 트랩처리기(114)는 계산 시스템(101)이 회복 모우드로부터 나오게 한다.
명령 지점(384)에서, 예비-고장 시스템 상태(345)와 동일한 최종 시스템 상태에 도달된다. 명령 지점(384) 다음에, 일련의 기계 명령(386)이 실행되어, 정상 실행을 계속하게 된다.
제4도는 고장 발생으로부터 회복할 준비를 할 때 양호한 실시예에 의해 실행된 스텝들을 도시한 것이다. 검사점 시스템 상태를 완전히 복원시키기에 충분한 데이타가 스텝(400)에서 검사점 시스템 상태 기록기(126)을 가동 시킴으로써 디스크(116)에 주기적으로 기록된다. 회복 계수기 값(102)는 스텝(402)에스 버스(100)을 통해 지정된 초기 값으로 리셋트된다. 기계 명령은 프로세서(104)에 의해 실행되고, 회복 계수기값(102)는 스텝(404)에서 실행된 각각의 기계 명령에 대해 감소된다.
고장 발생이 스텝(406)에서 검출되면, 고장 회복이 스텝(408)에서 실행된다. 고장 회복은 다음에 기술되어 있고, 제5도에 더욱 상세하게 도시되어 있다. 스텝(404)는 복귀된다. 즉, 기계명령 실행이 계속된다.
비동기 사상이 스텝(410)에서 생기지 않으면, 스텝(436)이 실행된다. 검사점에 도달될 것이라는 것이 스텝(436)에서 확인되면, 프로세서(104)가 스텝(400)으로 복귀한다. 즉, 검사점 시스템 상태를 완전히 복원시키기에 충분한 데이타가 디스크(116)에 기록된다. 검사점에 도달되지 않았다는 것이 스텝(436)에서 확인되면, 프로세서(104)가 스텝(104)로 복귀한다. 다른 기계 명령이 실행되고, 회복 계수기 값(102)가 감소된다.
비 동기 사상이 스텝(410)에서 생기면, 회복 계수기(100)이 임시로 디스에이블된다. 회복 계수기(100)을 디스에이블시키는 동작은 스텝(412)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 리셋트시킴으로써 하드웨어내에서 자동적으로 달성된다.
결정 사상이 생겼다는 것이 스텝(414)에서 확인되면, 회복 계수기 값(102)가 버스(110)을 통해 해독되어 스텝(418)에서 등재된다. 사상 처리기(122)는 스텝(420)에서 결정 사상을 처리하기 위해 가동한다. 사상 등재기(123)은 스텝(422)에서 결정 사상 정보를 디스크(116)에 등재하기 위해 가동된다. 재발사상이 생겼다는 것이 스텝(424)에서 확인되면, 회복 계수기(100)이 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 스텝(430)에서 재-엔에이블된다. 회복 계수기(100)을 재-엔이이블시키는 동작은 인터럽트명령으로부터의 복귀가 실행될 때 스텝(430)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 셋트시키는 하드웨어 내에서 자동적으로 달성된다. 검사점에 도달되었는지의 여부는 스텝(436)에서 검사된다.
비-재발 사상이 생겼다는 것이 스텝(426)에서 확인되면, 비-재발 사상의 처리중에 수신된 입력인 비-재발 입력이 스텝(428)에서 디스트(116)에 등재된다. 회복 계수기(100)은 스텝(430)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 재-엔에이블된다. 검사점에 도달되었는지의 여부는 스텝(436)에서 검사된다.
비-결정 사상이 생겼다는 것이 스텝(414)에서 확인되면, 사상 처리기(122)가 스텝(434)에서 비-결정 사상을 처리하기 위해 가동된다. 회복 계수기(100)은 스텝(430)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 재-엔에이블된다. 검사점에 도달되었는지의 여부는 스텝(436)에서 검사된다.
선택적인 양호한 실시예내에서, 비동기 사상이 생기면, 회복 계수기(100)은 회복 계수기 값(102) 및 비동기 사상을 구별하기에 충분한 정보들이 등재된 후 재-엔에이블된다. 비동기 사상을 완전히 처리하기 전에, 재-엔에이블링 회복 계수기(100)은 저 우선순위를 갖고 있는 제1비동기 사상의 처리를 인터럽트하도록 고우선순위를 갖고 있는 제2비동기 사상을 엔에이블시킨다.
제5도는 고장 검출시에 계산 시스템(101)에 의해 취해진 회복 스텝들을 도시한 것이다. 회복 모우드는 스텝(500)에서 들어간다. 회복 계수기(100)은 스텝(501)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 임시로 디스에이블된다. 고장 고정 동작은 스텝(502)에서 고장 고정기(124)를 가동시킴으로써 실행된다. 고장 검출시에 존재하는 회복 계수기 값(102)는 버스(110)을 통해 해독되어 스텝(503)에서 등재된다. 스텝(504)에서, 파일 데이타(107)은 디스크(116)상에 이미 기록된 사상 등재를 사용하는 검사점 시스템 상태 리셋터(118)을 가동시킴으로써 리셋트된다. 스텝(506)에서, 검사점 시스템 상태 리셋터(118)은 프로세스 제어 블럭(103) 및 국부 데이타(105)를 리셋트시킴으로써 계산 시스템(101)을 최종 검사점 시스템 상태로 복원시키기 위해 가동된다.
회복 계수기 값(102)는 스텝(508)에서 버스(110)을 통해 리셋트된다. 회복 계수기 값(102)는 지정된 결정 사상 또는 고장이 생긴 명령 지점과 동일한 명령 지점에 도달하도록 실행되어야 하는 기계 명령의 계수로 리셋트 된다. 기계 명령의 계수는 하향 계수 번호로 호출된다. 즉, 하향계수 번호는 이미 등재된 회복 계수기 값들로부터 결정된다.
스텝(509)에서, 회복 계수기(100)은 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 재-엔에이블된다. 기계 명령은 프로세서(104)에 의해 재-실행되고, 회복 계수기 값(102)는 스텝(105)에서 재-실행된, 각각의 기계 명령에 따라 감소된다. 최초로 실행된 기계 명령들과 동일한 기계 명령들은 재-실행된다. 기계 명령들은 트랩 또는 비동기 사상이 생길 때까지 스텝(510)에서 재-실행된다.
트랩 또는 비동기 사상이 스텝(512)에서 생기면, 회복 계수기(100)이 스텝(514)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 임시로 디스에이블된다. 회복 계수기 값(102)는 스텝(516)에서 검사된다. 회복 계수기 값(102)가 0을 지나 하향 계수되지 않으면, 비동기 사상이 발생된다. 회복 계수기 값(102)가 0을 지나 트랩이 상위 비트(112)에 의해 발생된다.
초기 재발 사상이 생겼다는 것이 스텝(518)에서 확인되면, 사상 등재기(123)이 스텝(520)에서 초기 재발사상의 재발을 등재하기 위해 가동된다. 사상 등재기(123)은 초기 재발 사상이 다른 재발 사상과 어긋나 재발된 경우에 초기 재발 사상의 재발을 구별한다. 사상 처리기(122)는 초기 재발사상을 즉시 처리하지 못한다. 즉, 초기 재발 사상은 나중에 스텝(536)에서 처리된다. 스텝(509)는 복귀된다. 즉, 회복 계수기(100)이 재-엔에이블된다.
비-결정 사상이 생겼다는 것이 스텝(518)에서 확인되면, 사상처리기(122)가 스텝(526)에서 비-결정 사상을 처리하기 위해 가동된다. 회복 계수기(100)은 스텝(509)에서 재-엔에이블된다.
비-재발 사상용 명령 지점에 도달되었다는 것이 스텝(528)에서 확인되면, 트랩 처리기(114)가 스텝(530)에서 비-재발 사상을 시뮬레이트 하도록 사상 시뮬레이트(120)을 호출한다. 비-재발 입력이 비-재발 사상의 최초 처리 중에 수신되면, 비-재발 입력이 사상 시뮬레이터(120)에 의해 사용된다. 회복 계수기 값(102)는 스텝(508)에서 다음 하향계수 번호로 리셋트된다.
초기 재발 사상용 명령 지점에 도달되었다는 것이 스텝(534)에서 확인되면, 트랩 처리기(114)가 스텝(536)에서 초기 재발 사상을 재-처리하도록 사상 처리기(122)를 호출한다. 회복 계수기 값(102)는 스텝(508)에서 다음 하향계수 번호로 리셋트된다.
최근 재발 사상용 명령 지점에 도달되었다는 것이 스텝(538)에서 확인되면, 트랩 처리기(114)가 스텝(540)에서 최근 재발 사상이 생기기를 기다린다. 트랩 처리기(114)는 스텝(542)에서 최근 재발 사상을 재-처리하도록 사상 처리기(112)를 호출한다. 회복 계수기 값(102)는 스텝(508)에서 다음 하향계수 번호로 리셋트된다.
트랩이 발생되었지만, 비-재발 사상, 초기 재발 사상는 최근 재발 사상용 명령 지점에 도달하지 못했으면, 고장 발생용 명령 지점에 도달된다. 스텝(544)에서, 회복 계수기 값(102)는 버스(110)을 통해 고장 발생시에 존재하는 이미 등재된 값으로 리셋트된다. 회복 계수기(100)은 스텝(545)에서 엔에이블링/디스에이블링 비트(106)을 통해 재-엔에이블된다. 회복 모우드는 스텝(546)에서 나오게 된다.
선택적인 양호한 실시예에서, 고장이 생기는 정확한 명령 지점은 계산 시스템(101)에 의해 식별될 필요가 없으므로, 고장 검출이 적시에 제공된다. 제6도는 전형적인 실행 순차(602) 및 전형적인 재-실행 순차(602,604 및 606)용으로 실행된 일련의 기계 명령을 도시한 것이다.
실행 순차(602)내에서, 검사점 시스템 상태(610)은 명령 지점(612)에 존재한다. 고장 발생(614)는 명령 지점(616)에서 생긴다. 프로세서(104)는 명령 지점(620)에서 디스크 해독 요구(618)을 초기 설정한다. 디스크 해독요구(618)과 동시에 생기는 플랙(flag)은 디스크 해독요구(618)을 기록하도록 셋트된다. 디스크 해독 요구(618)에 응답하는 입력 사상인 재발 사상(622)는 명령 지점(624)에서 생긴다. 재발 사상(626)은 명령 지점(628)에서 생긴다. 고장 검출(630)은 명령 지점(632)에서 생긴다. 계산 시스템(101)의 관점으로부터, 고장 발생(614)는 정확히 배치될 수 없고, 단지 명령 지점(612 와 632)사이의 소정의 위치에서 생기도록 결정될 수 있다.
재-실행 순차(604)는 고장발생(614)가 디스크 해독요구(618)을 전달하여 초기 설정하지 못하는 경우에 일어나는 순차의 전형적인 예이다. 디스크 해독 요구(618)은 플렉 셋팅과 함께 명령 지점(636)에서 생긴다.
재-실행 순차(604)내의 명령 지점(636)은 실행 순차(602)내의 명령 지점(620)과 동일하다. 재발 사상(622)는 명령 지점(638)에서 초기에 재발한다. 재발 사상(622)는 트랩(640)이 명령 지점(644)에서 생길 때까지 처리되지 않는다. 재-실행 순차(604)내의 명령 지점(644)는 실행 순차(602)내의 명령 지점(624)와 동일하다. 재발 사상(626)은 명령 지점(646)에서 초기에 재발한다. 재발 사상(626)은 트랩(648)이 명령 지점(650)에서 생길 때까지 처리되지 않는다. 재-실행 순차(604)내의 명령 지점(650)은 실행 순차(602)내의 명령 지점(628)과 동일하다. 재발 사상(626)이 재-처리된 후, 이미 등재된 결정 사상 정보는 더 이상 남게 되지 않으므로, 정상 실행이 계속된다.
재-실행 순차(606)은 고장 발생(614)가 디스크 해독 요구(618)을 전달하여 잘못 초기 설정되게 한 경우에 일어나는 순차의 전형적인 예이다. 재-실행 순차(606)동안에, 고장 발생(614)는 반복되지 않는다. 이것은 디스크 해독 요구(618)이 생기지 않게 하고, 플랙은 전혀 셋트되지 않는다. 트랩(640)은 명령 지점(644)에서 생긴다. 이미 등재된 결정 사상 정보는 재발 사상(622)가 명령 지점(644)에서 재-처리되어야 한다는 것을 나타낸다. 디스크 해독을 나타내는 플랙이 전혀 셋트되지 않았기 때문에, 재발 사상(622)가 실행 순차(602)내에서 잘못 생겼다는 것이 결정될 수 있다. 재-실행이 고장 발생이 최초로 생긴 실행 순차(602)내의 명령 지점과 동일한 명령 지점을 지나 진행되었다는 것이 결정될 수 있다. 재발 사상(622 및 626)용의 이미 등재된 정보는 폐기되고, 정상 실행이 계속된다.
재-실행 순차(608)은 고장 발생(614)가 디스크 해독 요구(618)을 전달하여 잘못 초기 설정되게 한 경우에 일어나는 순차의 다른 예이다. 재-실행 순차(608) 동안에, 고장 발생(614)는 반복되지 않는다. 이것은 디스크 해독 연구(618)이 생기지 않게 하고, 플랙은 전혀 셋트되지 않는다. 디스크 해독 요구(656)은 명령지점(658)에서 초기 설정된다. 디스크 해독 요구(656)과 동시에 생기는 플랙은 디스크 해독 요구(656)을 기록하도록 세트된다. 디스크 해독 요구(656)은 재발 사상(660)이 명령 지점(662)에서 생기게 한다. 사상 처리기(123)이 재발 사상(622 및 626)용의 이미 등재된 정보와 재발 사상(660)을 부합시킬 수 없으면, 재-실행이 고장 발생이 최초로 생긴 실행 순차(602)내의 명령 지점과 동일한 명령 지점을 지나 진행되었다는 것이 결정될 수 있다. 재발 사상(622 및 626)용의 이미 등재된 정보는 폐기되고, 정상 실행이 계속된다.
고장 검출(630)전에, 고장 발생 (614)는 계산 시스템(101)에 의해 처리되기에 너무 심각한 영향들을 갖고 있는 에러를 전달할 수 있다. 이미 등재된 정보가 이러한 에러가 전달되었다는 것을 나타내면, 프로세서(104)는 실행을 정지하고, 사용자 중재가 요구된다.

Claims (26)

  1. 계산 시스템에서 검출된 고장으로부터 회복하기 위한 준비 방법에 있어서, 제1 검사점에서 계산 시스템의 검사점 시스템 상태를 기록하는 수단, 검사점 시스템 상태를 기록한 후 실행된 기계 명령들을 계수하는 수단, 및 결정 사상을 처리하기 위한 결정 사상 정보를 등재하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 비-재발 입력들을 등재하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 결정 사상 정보가 식별된 명령 지점과 결정 사상 발생 사이에서 실행된 다수의 기계 명령들의 계수를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제1검사점과 제2검사점 사이의 간격이 프로그램가능하게 되어, 계산 시스템 성능과 고장 회복을 실행하는데 필요한 평균 시간 사이에 연관성이 있게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 계산 시스템내에서의 고장 발생으로부터 회복하는 방법에 있어서, 계산 시스템의 시스템 상태를 이미 기록된 최종 검사점 시스템 상태로 복원시키는 수단, 실행 순차에서 최초로 실행된 기계 명령을 실행 순차와 거의 유사한 재-실행 순차내에서 재-실행하는 수단, 및 실행 순차내에서 소정의 순서로 최초 처리된 결정사상을 재-실행 순차내에서 동일한 순서로 반복하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 결정 사상들이 재발 사상을 재-처리하고 비-재발 사상을 시뮬레이트 함으로써 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 기계 명령들이 이 기계 명령들이 최초로 실행된 순서와 동일한 순서로 재-실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 검사점 시스템 상태를 기록한 후 및 고장 발생전에 처리된 각각의 결정 사상을 반복하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단이, 재-실행된 기계 명령들을 계수하고 이미 등재된 기계 명령 계수를 사용함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 고장 발생이 생긴 명령 지점과 동일한 명령 지점에 도달된 경우에 재-실행 순차를 포기하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 고장 발생이 검출된 명령 지점과 동일한 명령 지점에 도달된 경우에 재-실행 순차를 포기하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 결정 사상 정보가 결정 사상이 반복되어야 한다는 것을 나타내는 명령 지점에 도달되었지만, 이러한 결정 사상이 재-실행 순차내에서 전혀 초기 설정되지 않은 경우에 재-실행 순차를 포기하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 결정 사상이 초기설정되었고 처리되어야 하는 명령 지점에 도달되었지만, 대응하는 결정 사상 정보가 실행 순차내에 전혀 등재되지 않은 경우에 재-실행 순차를 포기하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단이, 초기 재발 사상의 초기 재발을 구별하지만 즉시 처리하지는 않음으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단이, 최근 재발 사상의 재발을 기다림으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단이, 최초 처리가 비-재발 입력을 입력시키는 것에 관련된 비-재발 사상을 시뮬레이트 하도록 이미 등재된 비-재발 입력을 사용함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제10항에 있어서, 각각의 결정 사상이 최초로 처리된 실행 순차내의 명령 지점과 동일한 재-실행 순차내의 명령 지점에서 각각의 결정 사상을 반복하는 수단이, 각각의 결정 사상의 최초로 처리된 실행 순차내의 명령지점과 동일한 재-실행 순차내의 각각의 명령 지점에서 트랩을 발생시킴으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제10항에 있어서, 비-결정 사상의 재-실행을 바이패스시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 비-결정 사상의 재-실행을 바이패스 시키는 수단이, 비-결정 사상의 최초 발생의 일부로서 실행된 기계 명령들을 계수하지 않으므로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 계산 시스템내에서 검출된 고장으로부터 회복하기 위한 준비를 하여 회복하는 방법에 있어서, 최종 검사점 시스템 상태를 기록한 후 실행된 기계 명령들은 계수하는 수단, 결정 사상을 처리하기 위한 결정 사상 정보를 등재하는 수단, 계산 시스템의 시스템 상태를 이미 기록된 최종 검사점 시스템 상태로 복원시키는 수단, 실행 순차에서 최초로 실행된 기계 명령을 실행 순차와 거의 유사한 재-실행 순차내에서 재-실행하는 수단, 및 실행 순차내에서 소정의 순서로 최초 처리된 결정 사상을 재-실행 순차내에서 동일한 순서로 반복하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 계산 시스템에서의 고장으로부터 회복하기 위한 장치에 있어서, 실행된 기계 명령을 계수하기 위한 계수 장치, 계수 장치의 값을 해독하기 위한 해독 장치, 및 결정사상 정보를 등재하기 위한 등재 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 결정 사상의 발생을 처리하고 재발을 재-처리하기 위한 처리 장치, 비-재발 사상의 재발을 시뮬레이트하기 위한 시뮬레이팅 장치, 계산 시스템을 검사점 시스템 상태로 복원시키는데 필요한 정보를 기록하기 위한 기록 장치, 및 계산 시스템을 이미 기록된 검사점 시스템 상태로 복원시키기 위한 복원 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 계수 장치가 다수의 제1기계 명령을 계수하였을 때 트랩을 발생시키기 위한 트랩발생 장치 및 계수장치가 다수의 제1기계 명령을 계수하였을 때 발생된 트랩을 처리하기 위한 트랩 처리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제24항에 있어서, 계수 장치를 엔에이블시키기 위한 엔에이블링 장치, 및 계수 장치를 디스에이블시키기 위한 디스에이블링 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장
    치.
  26. 제25항에 있어서, 새로운 값을 계수 장치내에 기입하기 위한 기입장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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