(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】情報処理装置及び入出力処理方法
(51)【国際特許分類】
G06F 13/10 20060101AFI20240903BHJP
G06F 13/14 20060101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
G06F13/10 330C
G06F13/14 330C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023051742
(22)【出願日】2023-03-28
【審査請求日】2023-03-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000227205
【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100181135
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 隆史
(72)【発明者】
【氏名】妙嶋 慎二郎
【審査官】松平 英
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１１４１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／０２５３５８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１１／１５１９３０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０９０２６６９４（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ１３／００－１３／１４
１３／２０－１３／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入出力処理に係るチャネルプログラムを実行する演算処理手段と、Ｉ／Ｏ管理テーブルを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記Ｉ／Ｏ管理テーブルには、デバイスへの前記入出力処理における前記デバイスの制御に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれ、前記最大数分の前記ＬＣテーブルを、実際に物理チャネルに接続されている前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、
前記チャネルプログラムには、前記入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができ、
前記演算処理手段は、前記チャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示す前記ＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う、
情報処理装置。
【請求項2】
前記Ｉ／Ｏ管理テーブルには、前記物理チャネルの数だけ、前記物理チャネルの管理に用いられるＰＣテーブルが含まれ、前記実ＬＣの識別番号が連続する番号で、前記空ＬＣの識別番号が前記実ＬＣの識別番号のうちの最大の番号の次の番号から始まる連続する番号の場合に、
前記ＰＣテーブルには、当該ＰＣテーブルで管理する前記物理チャネルに接続される前記デバイスについて、前記空ＬＣの最初の番号である開始番号と、前記空ＬＣが有効か無効かを示す情報とが設定される、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項3】
自装置の起動時に前記物理チャネルに接続される前記デバイスを検出し、接続されている前記デバイスの数分を前記実ＬＣとして、前記実ＬＣの前記識別番号に前記連続する番号を設定し、残りを前記空ＬＣとして、前記空ＬＣの前記識別番号に前記最大の番号の次の番号から始まる連続する番号を設定する手段、をさらに備える請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記演算処理手段は、前記チャネルプログラムに設定された前記仮想ＬＣ番号に基づいて、当該仮想ＬＣ番号が示す前記ＬＣテーブルを使用した入出力処理の実行状態を確認し、前記実行状態が未実行であれば、前記仮想ＬＣ番号を指定して前記チャネルプログラムに基づく入出力処理要求を入出力処理手段に対して行い、前記実行状態が実行中ならば前記チャネルプログラムを作成したソフトウェアに入出力要求を実行できないことを報告する、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項5】
前記入出力処理手段は、前記ＰＣテーブルに設定された前記有効か無効かを示す情報が、前記空ＬＣが有効であることを示す場合、前記開始番号に基づいて、前記演算処理手段から指定された前記仮想ＬＣ番号が前記実ＬＣか前記空ＬＣかを判断し、前記実ＬＣの場合、前記仮想ＬＣ番号に対応する前記ＬＣテーブルに設定された前記チャネルプログラムへのアドレスより前記チャネルプログラムを読み出して、前記仮想ＬＣ番号に対応する前記デバイスに対して入出力処理を行う、請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項6】
前記入出力処理手段は、前記ＰＣテーブルに設定された前記有効か無効かを示す情報が、前記空ＬＣが有効であることを示す場合、前記開始番号に基づいて、前記演算処理手段から指定された前記仮想ＬＣ番号が前記実ＬＣか前記空ＬＣかを判断し、前記空ＬＣの場合、前記仮想ＬＣ番号に対応する前記ＬＣテーブルに設定された前記チャネルプログラムへのアドレスより読み出した前記チャネルプログラムに設定された前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスに対して、前記アドレスより読み出した前記チャネルプログラムに基づいて入出力処理を行う、請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項7】
前記入出力処理手段は、前記ＰＣテーブルに設定された前記有効か無効かを示す情報が、前記空ＬＣが無効であることを示す場合、前記演算処理手段から指定された前記仮想ＬＣ番号に対応する前記ＬＣテーブルに設定された前記チャネルプログラムへのアドレスより前記チャネルプログラムを読み出して、前記仮想ＬＣ番号に対応する前記デバイスに対する入出力処理を行う、請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項8】
前記ＬＣテーブルに、前記実ＬＣ番号を設定する領域を設け、前記入出力処理手段は、前記チャネルプログラムを終了したとき、前記ＬＣテーブルの前記領域に、前記チャネルプログラムの前記実ＬＣ番号に設定された値を格納して、前記チャネルプログラムを作成したソフトウェアに前記チャネルプログラムの終了を報告する、
請求項５又は請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項9】
コンピュータによって実行される入出力処理方法であって、
入出力処理に係るチャネルプログラムに、前記入出力処理を行うデバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理における前記デバイスの管理に用いられ、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分用意されたＬＣテーブルの何れかを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定し、
前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて前記チャネルプログラムに基づく入出力処理を行う、
入出力処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理装置及び入出力処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的な情報処理装置の構成を図１に示す。情報処理装置１は、一般的な大型コンピュータであり、例えば、メインフレーム等に相当するものである。中央処理装置（以下、ＣＰＵ（Central Computing Unit）と呼ぶ）１００上にはソフトウェアの命令を実行する演算処理装置（以下、ＥＰＵ（Execution Processing Unit）と呼ぶ）１０１と、命令や処理データなどを格納するメインメモリ１０２と、他のＣＰＵ１００と接続するためのＮｏｄｅ Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０４と、ディスク装置などの周辺処理装置３００との入出力を行うための入出力処理装置（以下、ＩＯＰ（Input-Output Processor）と呼ぶ）２００を接続するためのＢｕｓ Ｉ／Ｆ１０３と、が内部バス１０５によって接続され、相互にアクセスできるようになっている。なお、情報処理装置１は、各Ｉ／Ｆを接続することにより、図２２のように構成を拡張することが出来る。
【0003】
ＩＯＰ２００には、ＣＰＵ１００と周辺処理装置３００との間のデータ転送を実行するためのＩ／Ｏコントローラ（以下、ＩＯＣと呼ぶ）２０１と、ＥＰＵ１０１からの指示によりデータ転送を制御するためのプロセッサ２０２と、プロセッサ２０２上で動作するファームウェアや制御情報を格納するローカルメモリ２０３と、ＩＯＰ２００と周辺処理装置３００とのＩ／Ｆである物理チャネル２０５～２０８を実装しており、それぞれ内部バス２０４によって接続されている。なお、物理チャネル２０５～２０８はＨＢＡ（Host Bus Adapter）カード等のＰＣＩｅ（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）カードであり、ファイバーチャネルなどの媒体によって周辺処理装置３００と接続されている。
【0004】
周辺処理装置３００は外部記憶装置などであり、ディスクアレイ装置などに相当する。周辺処理装置３００がディスクアレイ装置である場合を例に説明すると、その内部には、ＩＯＰ２００からの指示に従ってＣＰＵ１００とディスク装置３００－０～３００－６３（以下、デバイス３００－０～３００－６３と記載する場合がある。）との間のデータ転送を制御するための処理装置（以下、ＰＣＵと呼ぶ）３０１と、データを格納するための複数のデバイス３００－０～３００－６３を内部バス３０２によって接続している。本明細書では、一例として６４台のディスク装置が接続されているものとする。
【0005】
情報処理装置１では、ＥＰＵ１０１上で動作するソフトウェアはチャネルプログラムを作成してメインメモリ１０２と周辺処理装置３００との間の入出力処理を行うが、どの装置に対して入出力を行うかを指定するために各装置に番号が割り当てられている。ＣＰＵ１００に接続されるＩＯＰ２００に対してＩＯＰ番号が割り当てられ、ＩＯＰ２００内の物理チャネル２０５～２０８に対してＰＣ番号が割り当てられ、周辺処理装置３００内の各デバイス３００－０～３００－６３にはＬＣ番号が割り当てられる。図１の情報処理装置１に対しては図２のような割り当てとなる。例えば、ＩＯＰ２００にはＩＯＰ番号０（ＩＯＰ＃０）が割り当てられ、物理チャネル２０５～２０８にはそれぞれＰＣ番号０～３（ＰＣ＃０～３）が割り当てられ、周辺処理装置３００の各ディスク装置３００－０～３００－６３にはＬＣ番号０～６３（ＬＣ＃０～６３）が割り当てられる。
【0006】
情報処理装置１では、入出力処理を管理するため、メインメモリ１０２上に図３に示すＩ／Ｏ管理テーブル２を作成している。ＩＯＰＴ１０－０～１０－ｎは、ＩＯＰ２００を管理するためのテーブルであり、ＣＰＵ１００に接続されたＩＯＰ台数分存在し、ＩＯＰ番号順に並んで格納されている。ＰＣＴ２０－０～２０－ｍはＩＯＰ２００に実装された物理チャネルを管理するためのテーブルであり、ＩＯＰ毎に物理チャネル数分だけ連続して格納されている。ＬＣＴ３０－０～３０－ｐは周辺処理装置３００内のディスク装置３００－０などのデバイスを管理するためのテーブルで、予め決定された数のテーブルがＬＣ番号順に並んで格納されている。
【0007】
ＩＯＰＴ１０－０～１０－ｎの構造を図４に示す。ＩＯＰＴ１０－ｎは、自ＩＯＰ２００配下のＰＣ番号０の物理チャネルを管理するＰＣＴ２０－０のアドレスを示すＰＣＴ＃０ポインタ１０－ｎ－１と、自ＩＯＰ２００配下の物理チャネル数を示す最大ＰＣ数１０－ｎ－２と、ＩＯＰ制御情報１０－ｎ－３を格納している。
【0008】
ＰＣＴ２０－０～２０－ｍの構造を図５に示す。ＰＣＴ２０－ｍは、自物理チャネル配下のＬＣ番号０のデバイスを管理するＬＣＴ３０－０のアドレスを示すＬＣＴ＃０ポインタ２０－ｍ－１と、自物理チャネル配下のデバイス数を示す最大ＬＣ数２０－ｍ－２と、ＰＣ制御情報２０－ｍ－３を格納している。
【0009】
ＬＣＴ３０－０～３０－ｐの構造を図６に示す。ＬＣＴ３０－ｐは、ＬＣ番号に対応する周辺処理装置のデバイスに対する入出力処理を行うためのチャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１と、チャネルプログラムの実行状態等を示すＬＣ状態３０－ｐ－２と、自ＬＣＴ３０－ｐに対応しているＩＯＰ番号とＰＣ番号を格納するＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４と、自ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ番号を格納する仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａと、チャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１で示されたチャネルプログラムの実行結果等を格納する事象報告３０－ｐ－６と、ＬＣＴ３０－ｐに対応するデバイスの各種情報を格納するＬＣ制御情報３０－ｐ－７を格納している。
【0010】
図３～図６に示したＩＯＰＴ１０、ＰＣＴ２０、ＬＣＴ３０のエントリ数は情報処理装置１の構成によって決定される。情報処理装置１にＩＯＰが８台接続できる構成であればＩＯＰＴ１０は８エントリ存在し、ＩＯＰ毎に物理チャネルが４台まで実装可能であればＰＣＴ２０はＩＯＰ毎に４エントリ存在し、ＬＣＴ３０はすべての周辺処理装置３００のデバイスを構成できるように、あらかじめ定められた定数分だけ、ＰＣ毎にエントリが存在する。ＩＯＰＴ１０、ＰＣＴ２０、ＬＣＴ３０は情報処理装置１の初期化時にＥＰＵ１０１上で動作するファームウェアによって情報処理装置１の構成に従って初期化され、最大ＰＣ数１０－ｎ－２や最大ＬＣ数２０－ｍ－２もそのとき構成に合わせて設定される。本明細書では、一例としてＬＣＴのエントリ数は１２８として説明する。
【0011】
図７に示すように、ＬＣＴ３０の各エントリ３０－０～３０－６３は周辺処理装置３００のデバイス３００－０～３００－６３に対応しており、ソフトウェアおよびＥＰＵ１０１は、デバイス３００－０～３００－６３に対して入出力処理を行う場合、対応するＬＣＴ３０－０～３０－６３にチャネルプログラムアドレスを設定してＩＯＰ２００にデバイス３００－０～３００－６３に対応するＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号を指定して入出力指示を行う。図７では、周辺処理装置３００のデバイスは６４台しかなく、ＬＣＴ３０－６４～３０－１２７は対応デバイスが無く空きエントリとなっている。
【0012】
ここに、一般的な技術の課題がある。任意のデバイス３００－ｒに対して入出力処理を行うには、チャネルプログラム４０を作成してデバイス３００－ｒに対応するＬＣＴ３０－ｒにチャネルプログラム４０のアドレスを設定してＩＯＰ２００に入出力処理を指示する。このとき、ＬＣＴ３０－ｒはチャネルプログラム４０の処理が完了するまでビジー状態となり、その処理が完了するまでデバイス３００－ｒに対する別の入出力処理を発行することが出来ない。ディスク装置３００－ｒがＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの場合、別の領域に対するアクセスは同時に発行可能であるが、一般的な技術では同時に発行を行うことが出来ず、情報処理装置１の性能向上の足枷になってしまう。以下に、一般的な技術における入出力処理の詳細について、図１１Ａ～図１３を参照して説明する。
【0013】
情報処理装置１において、ＣＰＵ１００と周辺処理装置３００の間で入出力処理を行うには、ＥＰＵ１０１上で動作するソフトウェアが、図８に示すチャネルプログラム４０を作成し、ＥＰＵ１０１に対して入出力要求を行う。チャネルプログラム４０はチャネルプログラムヘッダ（以下、ＣＰＨと呼ぶ）４０－０と、チャネルコマンドエントリ（以下、ＣＣＥと呼ぶ）４０－１～４０－ｑによって構成されている。
【0014】
ＣＰＨ４０－０の構成を図９に示す。入出力要求先であるデバイス３００－ｒを示すＩＯＰ番号４０－０－２とＰＣ番号４０－０－３とＬＣ番号４０－０－４は、Ｗｏｒｄ３に格納される。また、チャネルプログラム４０の実行に必要な情報は、Ｗｏｒｄ０～２のチャネルプログラム制御情報４０－０－１に格納される。ＣＰＨ４０－０に続くＣＣＥ－ｎ（ｎは１～ｑ）の構成は図１０に示す。入出力処理の指示内容を示すＣＣＥコマンド４０－ｎ－１と、ＣＣＥコマンド４０－ｎ－１を修飾するＣＣＥフラグ４０－ｎ－２がＷｏｒｄ０に格納され、ＣＣＥコマンド４０－ｎ－１に対する各種情報は、Ｗｏｒｄ１～３のＣＣＥ制御情報４０－ｎ－３に格納される。
【0015】
ＩＯＰ２００はプロセッサ２０２上で動作するファームウェアを実装しており、チャネルプログラム４０を解釈して入出力処理を実行する。また、ＥＰＵ１０１もファームウェアを内蔵しており、ソフトウェアの命令に従って対応する処理を行う。一般的な技術でソフトウェアが周辺処理装置３００に対して入出力を行う場合は次のような動作となる。ここでは、周辺処理装置３００内の任意のディスク装置３００－ｒに対して入出力を処理するものとして説明する。
【0016】
ＣＰＵ１００上で動作するソフトウェアが、周辺処理装置３００のディスク装置３００－ｒ内に格納されたデータに対して入出力処理を行う場合、メインメモリ１０２上にチャネルプログラム４０を作成する。このとき、ソフトウェアは入出力先のディスク装置３００－ｒを指定するため、ＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４０－０－２とＰＣ番号４０－０－３とＬＣ番号４０－０－４を設定する。図２の構成とするならば、ＩＯＰ番号は０、ＰＣ番号は０、ＬＣ番号はｒになるので、ＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４０－０－２には０、ＰＣ番号４０－０－３には０、ＬＣ番号４０－０－４にはｒを格納する。そして、ＣＰＨ４０－０のチャネルプログラム制御情報４０－０－１やＣＣＥ４０－ｎに入出力制御に必要な情報を格納し、チャネルプログラム４０のアドレスとしてＣＰＨ４０－０の先頭アドレスを指定してＥＰＵ１０１に対して入出力要求命令を実行する。
【0017】
ＥＰＵ１０１はソフトウェアにより入出力要求命令を実行されると、ＥＰＵ１０１に内蔵するファームウェアの入出力要求処理４００を実行する。一般的な技術における入出力要求処理４００を図１１Ａ、図１１Ｂに示す。入出力要求処理４００では、ＥＰＵ１０１は、最初にソフトウェアから指示されたチャネルプログラム４０のアドレスよりＣＰＨ４０－０を読み出し（ステップ４０１）、ＣＰＨ４０－０のＷｏｒｄ３より入出力要求先のＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、ＬＣ番号４０－０－４を読み出す（ステップ４０２）。
【0018】
次に、ＥＰＵ１０１は、ＩＯＰ番号４０－０－２よりＩＯＰＴアドレスを求める（ステップ４０３）。ＩＯＰ番号０のＩＯＰＴアドレスは情報処理装置１内で一意に決まっており、ＩＯＰ番号とＩＯＰＴサイズの乗算値をそのアドレスに加算することで求めることが出来る。ＩＯＰＴアドレスを求めたらＩＯＰＴ１０－ｎより最大ＰＣ数１０－ｎ－２を読み出してＰＣ番号４０－０－３と比較し（ステップ４０４）、ＰＣ番号が最大ＰＣ数以内か確認する（ステップ４０５）。ＰＣ番号４０－０－３が最大ＰＣ数１０－ｎ－２の値を超える場合は（ステップ４０５；Ｎｏ）、情報処理装置１の構成範囲外なのでソフトウェアに異常終了を報告して処理を終える（ステップ４１７、ステップ４１８）。
【0019】
ＰＣ番号４０－０－３が最大ＰＣ数１０－ｎ－２以内（ステップ４０５；Ｙｅｓ）であれば正常であるので、ＩＯＰＴ１０－ｎ（図４）よりＰＣＴ＃０ポインタ１０－ｎ－１を読み出し、その値にＰＣＴサイズとＰＣ番号４０－０－３を乗算した値を加算することでＰＣ番号４０－０－３に対応するＰＣＴアドレスを求める（ステップ４０６）。そして、ＰＣＴ２０－ｍより最大ＬＣ数２０－ｍ－２を読み出してＬＣ番号４０－０－４と比較し（ステップ４０７）、ＬＣ番号４０－０－４が最大ＬＣ数２０－ｍ－２以内か確認する（ステップ４０８）。ＬＣ番号４０－０－４が最大ＬＣ数２０－ｍ－２を超える場合は（ステップ４０８；Ｎｏ）、情報処理装置１の構成範囲外なのでソフトウェアに異常終了を報告して処理を終える（ステップ４１９、４２０）。
【0020】
次に、ＰＣＴ２０－ｍよりＬＣＴ＃０ポインタ２０－ｍ－１を読み出し、ＬＣＴサイズとＬＣ番号４０－０－４を乗算した値を加算することでＬＣ番号４０－０－４に対応するＬＣＴアドレスを求める（ステップ４０９）。そして、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出し、ＬＣ状態が未使用かどうか確認する（ステップ４１０、４１１）。ＬＣ状態３０－ｐ－２には値が格納されており、その値が０の場合は未使用を示し、０以外の場合はチャネルプログラムが実行中であることを示している。ＬＣ（デバイス３００－ｒ）が既に使用されているときは他の入出力要求を処理することが出来ないので、ソフトウェアに入出力要求が処理できなかったことを報告して処理を終える（ステップ４２０、４２１）。
【0021】
ＬＣ状態３０－ｐ－２が未使用状態を示しているのなら、ＬＣＴ３０－ｐのチャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１にソフトウェアから指示されたチャネルプログラムアドレスを格納し（ステップ４１２）、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に１を設定してチャネルプログラム待ち状態に設定する（ステップ４１３）。そして、ＩＯＰ番号４０－０－２で指示されたＩＯＰ２００にＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、ＬＣ番号４０－０－４を指定して入出力要求を通知する（ステップ４１４）。これは、ＥＰＵ１０１からＩＯＰ２００のＩＯＣ２０１を介してプロセッサ２０２に割込み通知などすることで行われる。そして、ソフトウェアに入出力要求が正常終了したことを報告して処理を終える（ステップ４１５、４１６）。
【0022】
ＩＯＰ２００は、ＥＰＵ１０１より入出力要求を受けると、プロセッサ２０２上で入出力要求を処理する入出力処理５００を実行する。一般的な技術における入出力処理５００を図１２に示す。入出力処理５００では、プロセッサ２００は、最初にＥＰＵ１０１より通知されたＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号よりＬＣＴアドレスを求める（ステップ５０１）。ＬＣＴアドレスの求め方は、ＥＰＵ１０１の入出力要求処理４００で説明した方法と同じである。ＬＣＴアドレスを求めたら、プロセッサ２００は、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出し、チャネルプログラム待ち状態か確認する（ステップ５０２、５０３）。これは、ＬＣ状態３０－ｐ－２に１が格納されているかどうかで確認する。チャネルプログラム待ち状態でない（ＬＣ状態３０－ｐ－２に１が格納されていない）場合（ステップ５０３；Ｎｏ）は、通常では起こりえない異常であるので障害処理を実行して処理を終える（ステップ５１２、５１３）。
【0023】
ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム待ち状態であるならば（ステップ５０３；Ｙｅｓ）、プロセッサ２０２は、ＬＣ状態３０－ｐ－２に２を書き込んでＬＣ状態３０－ｐ－２をチャネルプログラム実行中に設定し（ステップ５０４）、ＬＣＴ３０－ｐよりチャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１を読み出す（ステップ５０５）。そして、チャネルプログラムアドレスよりチャネルプログラム４０を読み出し（ステップ５０６）、ＥＰＵ１０１より通知されたＬＣ番号に対応するデバイスに対してチャネルプログラム４０の処理を実行する（ステップ５０７）。この場合、デバイス３００－ｒに対してチャネルプログラム４０の処理を行う。ＩＯＰ２００と周辺処理装置３００のチャネルプログラム４０の処理方法については、本発明の範囲外なので説明しない。
【0024】
チャネルプログラム４０の処理が完了したら、処理結果をＬＣＴ３０－ｐの事象報告３０－ｐ－６に格納し、ＥＰＵ１０１より指示されたＩＯＰ番号とＰＣ番号とＬＣ番号をＬＣＴ３０－ｐのＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、ＬＣ番号３０－ｐ－５に格納する（ステップ５０８）。そして、プロセッサ２０２は、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に４を書き込んでチャネルプログラム４０が終了したことを設定し（ステップ５０９）、ＥＰＵ１０１に、ＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号にて指示された入出力要求処理が完了したことを割込みで報告して処理を終える（ステップ５１０、５１１）。
【0025】
そして、ＥＰＵ１０１はＩＯＰ２００より入出力要求処理の終了を受信すると、ＥＰＵ１０１のファームウェアより入出力終了処理６００を実行する。一般的な技術における入出力終了処理６００を図１３に示す。入出力終了処理６００では、ＥＰＵ１０１は、ＩＯＰ２００より通知されたＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号よりＬＣＴアドレスを求め（ステップ６０１）、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出してチャネルプログラム４０が終了したかどうか確認する（ステップ６０２、６０３）。これはＬＣ状態３０－ｐ－２に格納された値が４かどうかで確認する。チャネルプログラム４０が終了していないのにＩＯＰ２００から入出力要求処理の終了報告を受信することは無いので、ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム終了状態になっていない場合（ステップ６０３；Ｎｏ）は異常と判断し、障害処理を実行して処理を終える（ステップ６０９、６１０）。
【0026】
ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラムの終了を示していた場合（ステップ６０３；Ｙｅｓ）、チャネルプログラムの実行結果としてＬＣＴ３０－ｐの事象報告３０－ｐ－６を読み出し（ステップ６０４）、ＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号をＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、ＬＣ番号３０－ｐ－５より読み出す（ステップ６０５）。そして、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に０を書き込んで未使用状態に設定する（ステップ６０６）。最後に、チャネルプログラム４０の実行結果として、読みだした事象報告内容とＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号をソフトウェアに通知して処理を終える（ステップ６０７、６０８）。
【0027】
ソフトウェアへのチャネルプログラム４０の実行結果の報告はＬＣＴ３０－ｐのＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、ＬＣ番号３０－ｐ－５と、事象報告３０－ｐ－６の内容をソフトウェアに渡すことで行われる。ソフトウェアはＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、ＬＣ番号３０－ｐ－５を確認することで、どのデバイスに対して発行したチャネルプログラムか判断でき、また、事象報告３０－ｐ－６を確認することでチャネルプログラムの実行結果を確認することが出来る。
【0028】
一般的な技術における入出力処理は上記の通りである。上記での説明の通り、課題となるのはデバイス３００－ｒに対してＬＣＴ３０－ｒを割り当てて管理しているため、デバイス３００－ｒに対する入出力処理はＬＣＴ３０－ｒのみを介してしか実行することが出来ず、デバイス３００－ｒに対して同時に複数の入出力要求を発行できないことである。つまり、一般的な構成では先行する入出力処理が完了しなければ後続の入出力要求を発行することが出来ない。そのため、入出力の処理効率が向上しない課題がある。
【0029】
これを図で説明すると図２３のようになる。ソフトウェアがデバイス３００－ｒに対して入出力処理を行う場合、ソフトウェアが入出力処理のためにチャネルプログラムを作成して入出力要求を行うためのＥＰＵ１０１のEPU時間と、デバイス３００－ｒが入出力処理を行うＩ／Ｏ時間がかかる。この時間の間、デバイス３００－ｒに対応するＬＣＴ３０－ｒはチャネルプログラムで使用中となるため、ＥＰＵ１０１では先行する入出力処理が完了するまで後続の入出力処理は実行できない状態となる。また、デバイス３００－ｒでは、Ｉ／Ｏ時間しか発生しないので、残りの時間は空き時間となり、デバイス３００－ｒの使用効率はその分向上しないことになる。
【0030】
特許文献１には、物理的に１つの入出力アダプタを、ハイパーバイザ内の仮想仲介を介して、複数の仮想化されたクライアントから共用することに関するシステムが開示されている。特許文献１には、上記の課題を解決する技術は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0031】
【文献】特開２００９－１２３２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0032】
先行する入出力処理が完了しなければ後続の入出力処理を実行することができないという課題を解決する情報処理装置及び入出力処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0033】
本発明の一態様によれば、情報処理装置は、入出力処理に係るチャネルプログラムを実行する演算処理手段と、Ｉ／Ｏ管理テーブルを記憶する記憶手段と、を備え、前記Ｉ／Ｏ管理テーブルには、デバイスへの前記入出力処理における前記デバイスの制御に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれ、前記最大数分の前記ＬＣテーブルを、実際に物理チャネルに接続されている前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、前記チャネルプログラムには、前記入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができ、前記演算処理手段は、前記チャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示す前記ＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う。
【0034】
本発明の一態様によれば、入出力処理方法は、コンピュータによって実行される入出力処理方法であって、入出力処理に係るチャネルプログラムに、入出力処理を行うデバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理における前記デバイスの管理に用いられ、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分用意されたＬＣテーブルの何れかを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定し、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて前記チャネルプログラムに基づく入出力処理を行う、入出力処理方法である。
【発明の効果】
【0035】
本発明によれば、同一のデバイスに関する複数の入出力処理を同時並行的に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】実施形態に係る情報処理装置の一例を示す図である。
【図2】実施形態に係る情報処理装置の入出力に係る構成に付される番号の一例を示す図である。
【図3】Ｉ／Ｏ管理テーブルの一例を示す図である。
【図4】ＩＯＰＴの構造の一例を示す図である。
【図5】ＰＣＴの構造の一例を示す図である。
【図6】ＬＣＴの構造の一例を示す図である。
【図7】ＬＣＴの各エントリとデバイスの対応関係について説明する図である。
【図8】チャネルプログラムの構造の一例を示す図である。
【図9】ＣＰＨの構造の一例を示す図である。
【図10】ＣＣＥの構造の一例を示す図である。
【図11A】一般的な入出力要求処理の一例を示す第１の図である。
【図11B】一般的な入出力要求処理の一例を示す第２の図である。
【図12】一般的な入出力処理の一例を示す図である。
【図13】一般的な入出力終了処理の一例を示す図である。
【図14】実施形態に係るＬＣＴの各エントリとデバイスの対応関係について説明する図である。
【図15】実施形態に係るＰＣＴの構造の一例を示す図である。
【図16】実施形態に係るＬＣＴの構造の一例を示す図である。
【図17】実施形態に係るＣＰＨの構造の一例を示す図である。
【図18A】実施形態に係る入出力要求処理の一例を示す第１の図である。
【図18B】実施形態に係る入出力要求処理の一例を示す第２の図である。
【図19A】実施形態に係る入出力要求処理の一例を示す第１の図である。
【図19B】実施形態に係る入出力要求処理の一例を示す第２の図である。
【図19C】実施形態に係る入出力要求処理の一例を示す第３の図である。
【図20】実施形態に係る入出力終了処理の一例を示す図である。
【図21A】実施形態に係るＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理の一例を示す第１の図である。
【図21B】実施形態に係るＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理の一例を示す第２の図である。
【図22】実施形態に係る情報処理装置の構成の拡張例を示す図である。
【図23】一般的な入出処理で生じる待ち時間について説明する図である。
【図24】実施形態に係る入出処理の待ち時間について説明する図である。
【図25】最小構成を有する情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図26】最小構成を有する情報処理装置の動作を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下、本発明の実施形態に係る入出力に係る構成および処理について図面を参照して説明する。以下の説明に用いる図面において本発明に関係ない部分の構成については、記載を省略し、図示しない場合がある。
【0038】
＜実施形態＞
（構成）
図1に本実施形態の情報処理装置１の構成を示す。本実施形態の情報処理装置１は、一般的な情報処理装置と同様である。ＩＯＰ２００と物理チャネル２０５～２０８、周辺処理装置３００のデバイス３００－ｒへのＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号の割り当ても、図２に示す一般的な技術と同様である。また、Ｉ／Ｏ管理テーブル２の構造も図３に示す一般的な技術と同様である。
（構成）
図1に本実施形態の情報処理装置１の構成を示す。本実施形態の情報処理装置１は、一般的な情報処理装置と同様である。ＩＯＰ２００と物理チャネル２０５～２０８、周辺処理装置３００のデバイス３００－ｒへのＩＯＰ番号、ＰＣ番号、ＬＣ番号の割り当ても、図２に示す一般的な技術と同様である。また、Ｉ／Ｏ管理テーブル２の構造も図３に示す一般的な技術と同様である。
【0039】
ＬＣＴ３０－ｐとデバイス３００－ｒの割り当てと、ＰＣＴ２０－ｍとＬＣＴ３０－ｐの構造、チャネルプログラムヘッダ４０－０の構造が一般的な技術と異なる。また、ＥＰＵ１０１の入出力要求処理７００と入出力終了処理９００、ＩＯＰ２００の入出力処理８００の処理内容が一般的な技術と異なる。
【0040】
図１４に、本実施形態に係るＬＣＴ３０－ｐとデバイス３００－ｒの割り当てを示す。本実施形態ではＬＣＴ３０－ｐとデバイス３００－ｒを図１４のように対応付ける。本説明では、最大ＬＣ数を１２８とし、周辺処理装置３００のデバイス数を６４台とする。この場合、ＬＣＴ３０－０～３０－６３がデバイス３００－０～３００－６３に対応することになり、ＬＣＴ３０－６４～３０－１２７は、対応するデバイス３００－ｒが無い空きエントリとなる。ここで、デバイス３００－０～３００－６３に対応するＬＣＴ３０－０～３０－６３を実ＬＣと呼び、対応するデバイスが無い空きエントリのＬＣＴ３０－６４～３０－１２７をＦｒｅｅ ＬＣと呼び、任意のデバイス３００－ｒに割り当てて使用できるＬＣとする。また、ＬＣ全体（ＬＣＴ３０－０～３０－１２７）を仮想ＬＣと呼ぶ。
【0041】
また、本実施形態では、図１５に示すように一般的な技術のＰＣＴ２０－ｍに対して、ＰＣＴ［０ｘ０Ａ－０ｘ０Ｂ］にＦｒｅｅ ＬＣの開始ＬＣ番号を格納するＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５と、ＰＣＴ［０ｘ０８］にＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５が有効かどうかを示すＶａｌｉｄ２０－ｍ－４を格納する。これらの領域は、情報処理装置１の起動時にＩＯＰ２００に内蔵されたファームウェアの、図２１に示すＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００によって設定される。例えば、図１４と同様にデバイス３００－０～３００－６３が６４台の場合、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２００－ｍ－５には６４が設定され、Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４が有効に設定される。なお、周辺処理装置３００がデバイスに対して入手力処理を同時発行できない装置の場合、Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４は無効に設定される。
【0042】
ＬＣＴ３０－ｐには、図１６に示すようにＬＣＴ［０ｘ１０］に実ＬＣ番号を格納する実ＬＣ番号３０－ｐ－８を追加し、ＬＣＴ［０ｘ１３］のＬＣ番号を、仮想ＬＣ番号を使用するように領域を仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａに変更する。ＬＣＴ［０ｘ１４－０ｘ１Ｆ］はチャネルプログラムの実行結果をソフトウェアに報告するために使用する領域である。
【0043】
また、ＣＰＨ４０－０にも、図１７に示すようにＷｏｒｄ３の０ｂｙｔｅ目に実ＬＣ番号を指定する実ＬＣ番号４０－０－５を追加し、Ｗｏｒｄ３の３ｂｙｔｅ目のＬＣ番号指定を、仮想ＬＣ番号を指定する仮想ＬＣ番号４０－０－４ａに変更する。図１６に示すＬＣＴ３０－ｐのＬＣＴ［０ｘ１０－０ｘ１３］と図１７に示すＣＰＨ４０－０のＷｏｒｄ３はチャネルプログラム４０の終了時にソフトウェアがどのデバイス３００－ｒに対する入出力処理が終了したかを判断するのに使用するため、同じ構造になっている。
【0044】
（動作）
ＥＰＵ１０１上で動作するファームウェアの入出力要求処理７００を図１８Ａ、図１８Ｂに示す。一般的な技術の入出力要求処理４００(図１１Ａ、図１１Ｂ)との違いは、ＣＰＨ４０－０の実ＬＣ番号４０－０－５を読み出すところと、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａを一般的な技術におけるＬＣ番号として処理するところである。処理対象が変更になるだけで、処理自体に変更は無い。入出力要求処理７００の動作は次のようになる。
ＥＰＵ１０１上で動作するファームウェアの入出力要求処理７００を図１８Ａ、図１８Ｂに示す。一般的な技術の入出力要求処理４００(図１１Ａ、図１１Ｂ)との違いは、ＣＰＨ４０－０の実ＬＣ番号４０－０－５を読み出すところと、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａを一般的な技術におけるＬＣ番号として処理するところである。処理対象が変更になるだけで、処理自体に変更は無い。入出力要求処理７００の動作は次のようになる。
【0045】
まず、ソフトウェアは周辺処理装置３００のデバイス３００－ｒに対して入出力処理を実行するためにチャネルプログラム４０を作成する。このとき、ソフトウェアはＣＰＨ４０－０の実ＬＣ番号４０－０－５にデバイス３００－ｒに対応するＬＣ番号ｒを格納し、仮想LC番号４０－０－４ａにｒか、Ｆｒｅｅ ＬＣから空いているＬＣ番号を選択して格納する。ソフトウェアは入出力処理において、どの仮想ＬＣ番号を現在使用しているのか、空いている仮想ＬＣ番号はどこかを管理しているものとする。チャネルプログラム４０の作成が完了したら、チャネルプログラムの先頭アドレスを指定してＥＰＵ１０１に入出力処理要求を行う。
【0046】
ＥＰＵ１０１はソフトウェアから入出力処理要求を受けると、内蔵するファームウェアの入出力要求処理７００を実行する。入出力要求処理７００では、ＥＰＵ１０１は、最初にソフトウェアから指示されたチャネルプログラムアドレスよりＣＰＨ４０－０を読み出し（ステップ７０１）、ＣＰＨ４０－０より、ＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａ、実ＬＣ番号４０－０－５を読み出す（ステップ７０２）。そして、ＩＯＰ番号４０－０－２に対応するＩＯＰＴアドレスを求める（ステップ７０３）。ＩＯＰＴアドレスの求め方は一般的な技術で説明した方法と同じである。
【0047】
対応するＩＯＰＴアドレスを求めたら、ＩＯＰＴ１０－ｎより最大ＰＣ数１０－ｎ－２を読み出し、ＰＣ番号４０－ｎ－３が最大ＰＣ数４０－ｎ－２以下か確認する(ステップ７０４、７０５）。ＰＣ番号４０－ｎ－３が、最大ＰＣ数１０－ｎ－２を超える場合は（ステップ７０５；Ｎｏ）、情報処理装置１の構成上、存在しないＰＣ番号なので、ソフトウェアに異常終了を報告して処理を終える（ステップ７１７、７１８）。ＰＣ番号４０－０－３が最大ＰＣ数１０－ｎ－２以内ならば（ステップ７０５；Ｙｅｓ）、ＩＯＰＴ１０－ｎよりＰＣＴ＃０ポインタ１０－ｎ－１を読み出し、ＰＣ番号４０－ｎ－３に対応するＰＣＴアドレスを求める（ステップ７０６）。
【0048】
ＰＣＴアドレスを求めたら、ＰＣＴ２０－ｍより最大ＬＣ数２０－ｍ－２を読み出し、仮想ＬＣ番号（４０－０－４）が最大ＬＣ数（２０－ｍ－２）以内か確認する（ステップ７０７、７０８）。仮想ＬＣ番号（４０－０－４）が、最大ＬＣ数２０－ｍ－２を超える場合は（ステップ７０８；Ｎｏ）、情報処理装置１の構成上、存在しないＬＣ番号なので、ソフトウェアに異常終了を報告して処理を終える（ステップ７１９、７２０）。仮想ＬＣ番号４０－０－４ａが最大ＬＣ数２０－ｍ－２以内の場合（ステップ７０８；Ｙｅｓ）は、ＰＣＴ２０－ｍよりＬＣＴ＃０ポインタ２０－ｍ－１を読み出し、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａに対応するＬＣＴアドレスを求める（ステップ７０９）。
【0049】
ＬＣＴアドレスを求めたら、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出し、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａで指定されたＬＣが未使用状態か確認する（ステップ７１０、７１１）。ＬＣ状態３０－ｐ－２が未使用でない場合（ステップ７１１；Ｎｏ）は、既に入出力処理で使用されているので、ソフトウェアに入出力要求処理を実行できなかったことを報告し、処理を終える（ステップ７２１、７２２）。通常はソフトウェアがどの仮想ＬＣを使用して入出力処理を実行しているかを管理しているので、このケースはソフトウェアの問題のときしか発生しない。なお、ＬＣ状態３０－ｐ－２が未使用かどうかは値が０かどうかで判断でき、値が０の場合は未使用となる。
【0050】
ＬＣ状態３０－ｐ－２が未使用ならば（ステップ７１１；Ｙｅｓ）、ＬＣＴ３０－ｐのチャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１にソフトウェアから指示されたチャネルプログラムアドレスを格納し（ステップ７１２）、ＬＣ状態３０－ｐ－２に1を書き込んでチャネルプログラム待ち状態に設定する（ステップ７１３）。そして、ＩＯＰ番号４０－０－２で指定されたＩＯＰ２００にＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａを指定して入出力処理要求を通知し（ステップ７１４）、ソフトウェアに入出力要求処理が正常終了したことを報告して処理を終える（ステップ７１５、７１６）。
【0051】
ＩＯＰ２００がＥＰＵ１０１より入出力処理要求を通知されると、ＩＯＰ２００上で動作するファームウェアの入出力処理８００が動作する。本発明における入出力処理８００と、図１２に示す一般的な技術の入出力処理５００との違いは、一般的な技術の入出力処理５００ではＬＣ番号４０－０－４に対応したＬＣＴ３０－ｐを使用して、ＬＣ番号４０－０－４に対応するデバイス３００－ｐに対して入出力処理を行うのに対し、本実施形態における入出力処理８００では、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａに対応するＬＣＴ３０－ｐを使用して、実ＬＣ番号４０－０－５で指定されたデバイス３００－ｒに対して入出力処理を行うところにある。
【0052】
図１９に本実施形態に係る入出力処理８００を示す。ＩＯＰ２００で動作する入出力処理８００の動作は次のようになる。まず、ＩＯＰ２００が、ＥＰＵ１０１より通知されたＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号より対応するＬＣＴアドレスを求める（ステップ８０１）。ここで、ＥＰＵ１０１より通知されるＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号はＣＰＨ４０のＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａと同じであり、ＬＣＴアドレスの求め方は、一般的な技術と同じである。
【0053】
ＬＣＴアドレスを求めたら、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出してチャネルプログラム待ち状態か確認する（ステップ８０２、８０３）。これは、ＬＣ状態３０－ｐ－２に格納された値が１かどうかで確認する。ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム待ち状態でない（値が１ではない）状況は、通常は起こりえない。チャネルプログラム待ち状態でない場合（ステップ８０３；Ｎｏ）、障害処理を実行して処理を終える（ステップ８２２、８２３）。ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム待ち状態ならば（ステップ８０３；Ｙｅｓ）、ＬＣ状態３０－ｐ－２に２を書き込んでＬＣ状態をチャネルプログラム実行中に設定する（ステップ８０４）。
【0054】
次に、ＩＯＰ２００が、ＥＰＵ１０１より通知されたＩＯＰ番号４０－０－２とＰＣ番号４０－０－３よりＰＣＴアドレスを求め（ステップ８０５）、ＰＣＴ２０－ｍよりＶａｌｉｄ２０－ｍ－４とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５を読み出す（ステップ８０６）。そして、ＬＣＴ３０－ｐよりチャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１を読み出し（ステップ８０７）、チャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１よりＣＰＨ４０－０を読み出し、ＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａ、実ＬＣ番号４０－０－５を読み出す（ステップ８０８）。
【0055】
そして、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５が有効か確認するためにＶａｌｉｄ２０－ｍ－４の値を確認する（ステップ８０９、８１０）。これはＶａｌｉｄ２０－ｍ－４の値が０かどうかで確認することが出来る。Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４が０の場合（ステップ８１０；Ｎｏ）は、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号（２０－ｍ－５）は無効であり、Ｆｒｅｅ ＬＣが使用できないことを示しているので一般的な技術と同様な処理となる（後述するステップ８２６～８３１）。Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４が０以外の場合（ステップ８１０；Ｙｅｓ）は、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５が有効なので、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａとＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５を比較し、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａがＦｒｅｅ ＬＣ番号かどうかを確認する（ステップ８１１、８１２）。これは、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａの値がＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５の値以上かどうかで確認でき、値以上の場合、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａはＦｒｅｅ ＬＣとなる。
【0056】
仮想ＬＣ番号４０－０－４ａがＦｒｅｅ ＬＣの場合（ステップ８１２；Ｙｅｓ）は、ＣＰＨ４０－０の実ＬＣ番号４０－０－５はデイバス３００－ｒのＬＣ番号になるはずなので、実ＬＣ番号４０－０－５とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５を比較して確認する（ステップ８１３、８１４）。これは、実ＬＣ番号４０－０－５がＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５より小さいかで確認する。実ＬＣ番号４０－０－５がＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５以上の場合はソフトウェアの設定ミスなので通常は起こり得ない。実ＬＣ番号４０－０－５がＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５より小さい場合、実ＬＣ番号４０－０－５は実ＬＣとなる。実ＬＣ番号４０－０－５が実ＬＣではない場合（ステップ８１４；Ｎｏ）、ＩＯＰ２００は障害処理を行って処理を終了する（ステップ８２４、８２５）。
【0057】
実ＬＣ番号４０－０－５が実ＬＣの場合（ステップ８１４；Ｙｅｓ）、ＩＯＰ２００は、チャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１よりチャネルプログラム４０を読み出し（ステップ８１５）、実ＬＣ番号４０－０－５で指定されたデバイス３００－ｒに対して読み出したチャネルプログラム４０の処理を実行する（ステップ８１６）。そして、処理が終了したら処理結果をＬＣＴ３０－ｐの事象報告３０－ｐ－６に格納し、ＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａ、実ＬＣ番号４０－０－５をＬＣＴ３０－ｐのＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａ、実ＬＣ番号３０－ｐ－８に格納する（ステップ８１７、８１８）。
【0058】
そして、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に４を書き込んでＬＣ状態をチャネルプログラム終了状態に設定し（ステップ８１９）、ＥＰＵ１０１にＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－ｐ－４ａに対する入出力処理が完了したことを報告して処理を終える（ステップ８２０、８２１）。
【0059】
なお、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａがＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５より小さい場合（ステップ８１２；Ｎｏ）は、Ｆｒｅｅ ＬＣではなく直接デバイス３００－ｒのＬＣ番号を示しているので、一般的な技術と同じ動作となる。この場合、チャネルプログラムアドレス３０－ｐ－１よりチャネルプログラムを読み出し（ステップ８２６）、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａに対応するデバイス３００－ｒに対してチャネルプログラムの処理を実行する（ステップ８２７）。そして、処理結果をＬＣＴ３０－ｐの事象報告３０－ｐ－６に格納し、また、ＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａをＬＣ３０－ｐのＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａに格納する。なお、実ＬＣ番号３０－ｐ－８には０を格納する（ステップ８２８、８２９）。
【0060】
そして、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に４を書き込んでＬＣ状態をチャネルプログラム終了状態に設定し（ステップ８３０）、ＥＰＵ１０１にＩＯＰ番号４０－０－２、ＰＣ番号４０－０－３、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａに対する入出力処理が完了したことを報告して処理を終える（ステップ８３１、８３２）。
【0061】
ＥＰＵ１０１が、ＩＯＰ２００から入出力処理の終了を受けたときの処理は、一般的な技術と異なり、ＬＣＴ３０－ｐより実ＬＣ番号３０－ｐ－８を読み出してソフトウェアに報告する処理が追加されている。本実施形態に係る入出力終了処理９００を図２０に示す。ＥＰＵ１０１は、ＩＯＰ２００より入出力要求処理の終了を受信すると、ＥＰＵ１０１のファームウェアより入出力終了処理９００を実行する。入出力終了処理９００では、ＩＯＰ２００より通知されたＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号よりＬＣＴアドレスを求め（ステップ９０１）、ＬＣＴ３０－ｐよりＬＣ状態３０－ｐ－２を読み出してチャネルプログラム４０が終了したかどうか確認する（ステップ９０２、９０３）。これはＬＣ状態３０－ｐ－２に格納された値が４かどうかで確認する。チャネルプログラム４０が終了していないのにＩＯＰ２００から入出力要求処理の終了報告を受信することは無いので、ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム終了状態になっていない場合（ステップ９０３；Ｎｏ）は異常と判断し、障害処理を実行して処理を終える（ステップ９０９、９１０）。
【0062】
ＬＣ状態３０－ｐ－２がチャネルプログラム終了を示していた場合（ステップ９０３；Ｙｅｓ）、ＥＰＵ１０１は、ＬＣＴ３０－ｐの事象報告３０－ｐ－６よりチャネルプログラム４０の終了報告を読み出す（ステップ９０４）。次にＥＰＵ１０１は、ＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号、実ＬＣ番号をＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａ、実ＬＣ番号３０－ｐ－８より読み出す（ステップ９０５）。次にＥＰＵ１０１は、ＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２に０を書き込んで未使用状態に設定する（ステップ９０６）。そして、チャネルプログラム４０の実行結果として、読みだした事象報告内容とＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号、実ＬＣ番号をソフトウェアに通知して処理を終える（ステップ９０７、９０８）。
【0063】
情報処理装置１上で動作するソフトウェアは、その起動時にＰＣＴ２０－ｍのＶａｌｉｄ２０－ｍ－４とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５を読み出し、ＰＣＴ２０－ｍ配下のデバイス３００－ｒがＦｒｅｅ ＬＣに対応しているか確認し、実ＬＣとＦｒｅｅ ＬＣの個数を認識している。そして、それに合わせてソフトウェア内の入出力管理を行い、どのＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号を使用して実ＬＣ番号のデバイス３００－ｒに入出力要求を行うか判断している。
【0064】
また、ソフトウェアはＥＰＵ１０１より入出力処理の終了報告を受けたとき、ＬＣＴ３０－ｐのＩＯＰ番号３０－ｐ－３、ＰＣ番号３０－ｐ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｐ－５ａ、実ＬＣ番号３０－ｐ－８と、事象報告３０－ｐ－６を確認することで、どのＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号を使用してデバイス３００－ｒに発行した入出力要求を判断することができ、個々の入出力要求の結果を判断することが出来る。これは、ソフトウェアがどのような入出力管理構造を設けるかに依存する。
【0065】
なお、ＩＯＰ２００のファームウェアによって実行されるＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００は次のように動作する。図２１Ａ、図２１Ｂに、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００を示す。この処理は情報処理装置１の起動時に、情報処理装置１に接続された全ＩＯＰにより自ＩＯＰに対応したＰＣＴ２０－ｍを設定するように実行される。まず、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００では、自ＩＯＰ２００に存在する物理チャネル２０５～２０８に対応する全ＰＣＴを設定するのにループ処理を行うため、ループカウントしての変数ｉを０に初期化する（ステップ１００１）。
【0066】
そして、自ＩＯＰ２００のＩＯＰ番号より、ＩＯＰＴアドレスを求め、変数ｉに対応するＰＣ番号ｉのＰＣＴアドレスを求める（ステップ１００２）。これは、ＩＯＰＴ１０－ｎのＰＣＴ＃０ポインタ１０－ｎ－１にＰＣＴ２０－ｉのサイズとＰＣ番号ｉを乗算したものを加算することで求めることできる。次に、ＰＣ番号ｉに対応する物理チャネルｉに周辺処理装置３００が接続されているか確認する（ステップ１００３、１００４）。これは、物理チャネルｉを経由して周辺処理装置３００にアクセスして応答があるかどうかで確認する。
【0067】
物理チャネルｉに周辺処理装置３００が接続されているならば、周辺処理装置３００がＦｒｅｅ ＬＣに対応しているかどうか確認する（ステップ１００５、１００６）。これは、周辺処理装置３００にアクセスして周辺処理装置３００の種類を確認することで判断する。周辺処理装置３００がＦｒｅｅ ＬＣに対応しているならば、周辺処理装置３００に接続されているデバイス３００－ｒの数を確認する（ステップ１００７）。これは、周辺処理装置３００にデバイス数の読み出し指示を行って確認するか、周辺処理装置３００の種類ごとにデバイス数が決定しているので、それにより確認する。
【0068】
デバイス数が確認出来たら、ＰＣＴ２０－ｉのＶａｌｉｄ２０－ｉ－４に１を書き込んで有効に設定し、ＰＣＴ２０－ｉのＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｉ－５にデバイス数を書き込んで設定する（ステップ１００８）。そして、変数ｉを１加算して次ＰＣ番号を示すようにし（ステップ１００９）、次ＰＣ番号ｉに対応した物理チャネルｉが存在するか確認する（ステップ１０１０）。存在する場合はステップ１００２に戻って処理を継続し、物理チャネルｉが存在しない場合は処理を終了する（ステップ１０１１、１０１２）。また、ステップ１００６でＦｒｅｅ ＬＣ対応装置でないと判断した場合（ステップ１００６；Ｎｏ）は、ＰＣＴ２０－ｉのＶａｌｉｄ２０－ｉ－４に０を書き込んで無効に設定し、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｉ－５にも０を書き込み、ステップ１００９に進む。
【0069】
ＩＯＰ２００に割り振られているＩＯＰ番号は情報処理装置１の起動時に構成に従って割り当てられており、ＩＯＰ２００で動作するファームウェアによって読み出すことが出来る。また、ＩＯＰ２００に存在する物理チャネルの数は装置的に固定されており、ＰＣ番号と物理チャネルの番号は一致するように割り当てられている。
【0070】
（具体例）
ＥＰＵ１０１上で動作するファームウェアの入出力要求処理７００と入出力終了処理９００、ＩＯＰ２００上で動作するファームウェアの入出力処理８００とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００の動作の詳細は、上記で説明した動作となる。ここでは、図１および図２の情報処理装置１において、仮想ＬＣ数を１２８個、周辺処理装置３００のデバイス数を６４個として、情報処理装置１が起動してソフトウェアが入出力処理を同一デバイス３００－ｒに対して複数実行したときの動作を説明する。
ＥＰＵ１０１上で動作するファームウェアの入出力要求処理７００と入出力終了処理９００、ＩＯＰ２００上で動作するファームウェアの入出力処理８００とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００の動作の詳細は、上記で説明した動作となる。ここでは、図１および図２の情報処理装置１において、仮想ＬＣ数を１２８個、周辺処理装置３００のデバイス数を６４個として、情報処理装置１が起動してソフトウェアが入出力処理を同一デバイス３００－ｒに対して複数実行したときの動作を説明する。
【0071】
情報処理装置１が起動したとき、ＥＰＵ１０１によってＩ／Ｏ管理テーブル２が作成される。このとき、情報処理装置１の構成に合わせてＩＯＰＴ１０－ｎ、ＰＣＴ２０－ｍ、ＬＣＴ３０－ｐが作成され、ＩＯＰＴ１０－ｎのＰＣＴ＃０ポインタ１０－ｎ－１が設定され、最大ＰＣ数１０－ｎ－２は図１の構成に合わせて４に設定される。また、ＰＣＴ２０－ｍのＬＣＴ＃０ポインタ２０－ｍ－１が設定され、最大ＬＣ数２０－ｍ－２が１２８に設定される。また、それ以外の領域は０に設定される。
【0072】
その後、ＩＯＰ２００によりＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００が実行される。図１および図２において、周辺処理装置３００はＦｒｅｅ ＬＣ対応デバイスとすると、ＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０はＦｒｅｅ ＬＣ対応となり、デバイス数が６４台であるので、ＰＣＴ２０－０のＶａｌｉｄ２０－０－４に１が書き込まれ、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号には６４が格納される。これにより、ＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０配下の装置はＦｒｅｅ ＬＣ有効とＰＣＴ２０－０に設定される。
【0073】
次に、ソフトウェアが初期化され、ソフトウェアの入出力管理機構が初期化される。このとき、ソフトウェアは全ＩＯＰのＰＣＴ２０－ｍのＶａｌｉｄ２０－ｍ－４を読み出して、そのＰＣがＦｒｅｅ ＬＣ対応か確認する。Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４の値が０でＦｒｅｅ ＬＣ未対応の場合は、仮想ＬＣ番号は実ＬＣ番号しか使用できず、同一デバイスに複数入出力を同時に発行が出来ないので、それに対応した管理を実施し、Ｖａｌｉｄ２０－ｍ－４が０以外ならばＦｒｅｅ ＬＣ対応なのでＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５と最大ＬＣ数２０－ｍ－２を読み出し、仮想ＬＣ番号、実ＬＣ番号を使用して同一デバイスに対して複数入出力を同時に発行できるような管理を実施するように入出力管理機構を初期化する。
【0074】
ソフトウェアの入出力管理機構については本実施形態の範囲外なので詳細な説明はしないが、例としては、Ｆｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５から最大ＬＣ数２０－ｍ－２－１までを管理するエントリを設け、入出力処理に使用していないエントリをＦＩＦＯキューに繋いで管理する方法が考えられる。この場合、デバイス３００－ｒに入出力処理を行う時に対応する実ＬＣ番号のＬＣＴ３０－ｒのＬＣ状態３０－ｒ－２を確認して未使用状態ならばそれを使用し、使用中ならば前記のＦｒｅｅ ＬＣキューより空いているＦｒｅｅ ＬＣのエントリを取り出し、それに対応するＦｒｅｅ ＬＣ番号を仮想ＬＣ番号として実ＬＣ番号を指定してチャネルプログラム４０を作成し、ＥＰＵ１０１に入出力要求を行う。そして、Ｆｒｅｅ ＬＣを使用した入出力処理が終了したら、対応するエントリをキューに戻して再利用できるようにする。こうすることで、同一のデバイス３００－ｒに対しても対応する実ＬＣ３０－ｒと任意のＦｒｅｅ ＬＣを使用することで同時に入出力処理を行うことが出来る。
【0075】
ソフトウェアに前記のような入出力管理機構があるものとし、ソフトウェアがデバイス３００－ｒ（rは０以上６３以下）に対して入出力処理を実行する場合は、次のような動作になる。まず、ソフトウェアはデバイス３００－ｒに対応するＩＯＰ番号、ＰＣ番号、実ＬＣ番号を求め、対応する仮想ＬＣを取得する。このとき、デバイス３００－ｒに対して入出力処理を行っていないので、仮想ＬＣ番号として実ＬＣ番号ｒが選択され、ソフトウェアはＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４－０－２を０、ＰＣ番号４－０－３を０、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａをｒとし、実ＬＣ番号４０－０－５は仮想ＬＣ番号と同じなので０を設定してチャネルプログラム４０を作成し、ＥＰＵ１０１にＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｒとして入出処理要求を行う。
【0076】
ＥＰＵ１０１はソフトウェアより入出力処理要求を受けると、入出力要求処理７００を実行する。この処理では前記で説明した通り、仮想ＬＣ番号ｒに対応するＬＣＴ３０－ｒのチャネルプログラムアドレス３０－ｒ－１にソフトウェアから指示されたチャネルプログラムアドレスを設定して、ＩＯＰ番号０に対応するＩＯＰ２００に入出力処理要求を通知し、処理を終える。その後、ソフトウェアはＥＰＵ１０１からの入出力処理の終了を、セマフォなどを使用して待ち合わせる。
【0077】
ＩＯＰ２００はＥＰＵ１０１より入出力処理要求を受けると、通知されたＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｒより、対応するＰＣＴ２０－０、ＬＣＴ３０－ｒを読み出す。ここで、ＰＣＴ２０－０のＶａｌｉｄ２０－０－４は１に設定されているのでＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－０－５は有効であり、仮想ＬＣ番号ｒはＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－０－５の６４より小さいので、仮想ＬＣ番号ｒは実ＬＣであり、指定されたデバイス３００－ｒに対して、ＬＣＴ３０－ｒのチャネルプログラムアドレス３０－ｒ－１で指定されたチャネルプログラム４０の処理を行う。
【0078】
このとき、ソフトウェアは前記で入出力処理を実行した同じデバイス３００－ｒに別の入出力処理を行おうとするとする。デバイス３００－ｒに対応するＬＣＴ３０－ｒは前記の入出力処理で使用中であるので、ソフトウェアの入出力管理機構よりＦｒｅｅ ＬＣが選択される。ここでは、Ｆｒｅｅ ＬＣ番号ｆ(ｆは６４以上１２７以下)が選択されたとして説明する。ソフトウェアはＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆ、実ＬＣ番号ｒをＣＰＨ４０－０に設定してチャネルプログラム４０を作成する。つまり、ＣＰＨ４０－０のＩＯＰ番号４０－０－２を０、ＰＣ番号４０－０－３を０、仮想ＬＣ番号４０－０－４ａをｆ、実ＬＣ番号４０－０－４をｒに設定し、ＥＰＵ１０１にＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆとして入出力要求を行う。
【0079】
ＥＰＵ１０１はソフトウェアより入出力要求を受けると、前記と同様に入出力要求処理７００を実行する。一般的な技術の場合、前記のソフトウェアが仮想ＬＣ番号ｒとして要求した入出力処理が完了していないとき、対応するＬＣＴ３０－ｒのＬＣ状態３０－ｒ－２は未使用状態を示さないため、一般的な技術の入出力要求処理４００ではＬＣ状態が使用中のため入出力処理が発行できずに終了してしまう（ステップ４１１、４２１、４２２）。
【0080】
しかし、本実施形態によれば、仮想ＬＣ番号ｆを指定しているので、入出力要求処理７００では実ＬＣ番号ｒとは異なる仮想ＬＣ番号ｆのＬＣＴ３０－ｆのＬＣ状態３０－ｆ－２を確認する。このとき、ＬＣ状態３０－ｆ－２は未使用状態であるので、入出力要求処理７００はＬＣＴ３０－ｆのチャネルプログラムアドレス３０－ｆ－１を設定し、ＬＣ状態３０－ｆ－２をチャネルプログラム待ち状態にして、ＩＯＰ２００にＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆを指定して入出力要求を発行し、正常終了することが出来る。
【0081】
ＩＯＰ２００はＥＰＵ１０１より入出力要求を受けると、入出力処理８００を実行する。このとき、ＥＰＵ１０１より通知されたのは、ＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆであり、対応するＬＣＴ３０－ｆよりＬＣ状態３０－ｆ－２を読み出し、チャネルプログラム待ち状態なのでチャネルプログラムアドレス３０－ｆ－１よりＣＰＨ４０－０を読み出し、実ＬＣ番号４０－０－５を読み出す。このとき、実ＬＣ番号４０－０－５にはｒが格納されている。
【0082】
そして、ＰＣＴ２０－０のＶａｌｉｄ２０－０－４は１に設定されているのでＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－０－５は有効であり、６４が格納されている。ＥＰＵ１０１より通知された仮想ＬＣ番号はｆであるので、仮想ＬＣ番号はＦｒｅｅ ＬＣとなり、実ＬＣ番号ｒが実ＬＣの範囲内かＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－０－５と比較することで確認される。その後、入出力処理８００は実ＬＣ番号ｒに対応するデバイス３００－ｒに対して仮想ＬＣ番号ｆに対応するＬＣＴ３０－ｆのチャネルプログラムアドレス３０－ｆ－１で指定されたチャネルプログラム４０を実行する。これにより、デバイス３００－ｒに対して、仮想ＬＣ番号rとfで指定されたチャネルプログラムが同時に動作している状態になる。
【0083】
次に、デバイス３００－ｒに対する仮想ＬＣ番号ｒと仮想ＬＣ番号ｆのチャネルプログラム４０の処理が終了したとき、ＩＯＰ２００の入出力処理８００はそれぞれ対応するＬＣＴ３０－ｒ，３０－ｆの事象報告３０－ｒ－６，３０－ｆ－６に処理結果を格納し、それぞれのチャネルプログラムヘッダから読み出したＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号、実ＬＣ番号を格納する。つまり、ＬＣＴ３０－ｒのＩＯＰ番号３０－ｒ－３、ＰＣ番号３０－ｒ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｒ－５ａ、実ＬＣ番号３０－ｒ－８にはＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｒ、実ＬＣ番号０が格納され、ＬＣＴ３０－ｆのＩＯＰ番号３０－ｆ－３、ＰＣ番号３０－ｆ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｆ－５ａ、実ＬＣ番号３０－ｆ－８にはＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆ、実ＬＣ番号ｒが格納される。そして、それぞれのＬＣ状態３０－ｒ－２、３０－ｆ－２がチャネルプログラム終了状態に設定され、ＥＰＵ１０１にそれぞれのＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号と共に入出力処理が終了したことが通知される。
【0084】
ＥＰＵ１０１はＩＯＰ２００より入出力処理の終了を通知されると、入出力終了処理９００を実行する。前記の仮想ＬＣ番号ｒとｆに対するチャネルプログラムが終了したとき、ＥＰＵ１０１にはＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｒと、ＩＯＰ番号０、ＰＣ番号０、仮想ＬＣ番号ｆの入出力処理が終了したことがＩＯＰ２００より通知される。入出力終了処理９００ではそれぞれ対応するＬＣＴ３０－ｒ、３０－ｆよりＬＣ状態３０－ｒ－２、３０－ｆ－２を読み出し確認し、チャネルプログラム終了状態であるので、事象報告３０－ｒ－６、３０－ｆ－６と、ＩＯＰ番号３０－ｒ－３、３０－ｆ－３、ＰＣ番号３０－ｒ－４、３０－ｆ－４、仮想ＬＣ番号３０－ｒ－５ａ、３０－ｆ－５、実ＬＣ番号３０－ｒ－８、３０－ｆ－８を読み出してソフトウェアに実行結果として報告する。
【0085】
ソフトウェアはＥＰＵ１０１よりチャネルプログラムの終了報告を受けると、報告されたＩＯＰ番号、ＰＣ番号、仮想ＬＣ番号、実ＬＣ番号より、自身が発行した入出力処理を判断し、事象報告より結果を確認する。このように、本発明では同一のデバイス３００－ｒに対してＬＣ番号ｒとＬＣ番号ｆを使用して同時に入出力処理を実行することが出来る。また、他の空きＦｒｅｅ ＬＣを使用することによって同一デバイス３００－ｒに対する入出力処理の多重度を増やすこともできる。
【0086】
（効果）
メインフレームのような情報処理装置において、ディスクアレイ装置などの周辺処理装置のディスク当たりの容量が増加してきており、また、ＳＳＤを使用することで高速にアクセスできるようになってきている。ディスク装置の容量増加に伴って、今まで複数のディスク装置に分散して格納していたデータを同一ディスクに集約し、かつ、他のディスク装置に分散格納していた時と同様に、同一ディスクでも同時にデータにアクセスしたいという要望がある。しかし、一般的な技術では、同一のディスク装置に対して複数同時に入出力処理を実行することができない。これに対し、本実施形態によれば、同一のディスク装置に対して複数同時に入出力処理を実行することができる。
メインフレームのような情報処理装置において、ディスクアレイ装置などの周辺処理装置のディスク当たりの容量が増加してきており、また、ＳＳＤを使用することで高速にアクセスできるようになってきている。ディスク装置の容量増加に伴って、今まで複数のディスク装置に分散して格納していたデータを同一ディスクに集約し、かつ、他のディスク装置に分散格納していた時と同様に、同一ディスクでも同時にデータにアクセスしたいという要望がある。しかし、一般的な技術では、同一のディスク装置に対して複数同時に入出力処理を実行することができない。これに対し、本実施形態によれば、同一のディスク装置に対して複数同時に入出力処理を実行することができる。
【0087】
具体的には、情報処理装置１の初期化時にＩＯＰ２００がＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号設定処理１０００を実行することでＰＣＴ２０－ｍのＶａｌｉｄ２０－ｍ－４とＦｒｅｅ ＬＣ開始ＬＣ番号２０－ｍ－５が設定され、ソフトウェアがそれを確認することで、ＰＣＴ２０－ｍに対応するＰＣ番号配下のＬＣが、実ＬＣとＦｒｅｅ ＬＣに分割され、実ＬＣ対応のデバイス３００－０～３００－６３に対して、実ＬＣとＦｒｅｅ ＬＣを使用して同時に入出力処理要求を発行できることを判断でき、ソフトウェアは自身の入出力管理機構を対応した形で初期化できるようになる。
【0088】
また、情報処理装置１において、ＬＣＴ３０－ｐを図１４のようにデバイス３００－０～３００－６３に対応した実ＬＣ３０－０～３０－６３と、空きエントリとなるＬＣＴ３０－６４～３０－１２７をＦｒｅｅ ＬＣとし、実ＬＣとＦｒｅｅ ＬＣをまとめて仮想ＬＣとすることで、ソフトウェアはデバイス３００－ｒ指定として実ＬＣを使用し、チャネルプログラム４０の実行要素として仮想ＬＣを使用して入出力要求処理を行えるようになり、デバイス３００－ｒに対して同時に複数の入出力処理要求を行えるようになる。これは、ＣＰＨ４０－０にデバイス３００－ｒを指定する実ＬＣ番号４０－０－５とＬＣＴ３０－ｐを指定する仮想ＬＣ番号４０－０－４ａを設けたことによる効果である。
【0089】
ＥＰＵ１０１で動作する入出力要求処理７００では、ＣＰＨ４０－０の仮想ＬＣ番号４０－０－４ａをもとに対応するＬＣＴ３０－ｐのＬＣ状態３０－ｐ－２を確認することで、入出力要求先デバイス３００－ｒに対応する実ＬＣ番号の、ＬＣＴ３０－ｒのＬＣ状態３０－ｒ－２がチャネルプログラム実行中を示していたとしても、仮想ＬＣ番号が実ＬＣ番号と異なっていれば、ＩＯＰ２００に入出力要求を発行できるようになる。これにより、同一デバイス３００－ｒに対して複数の入出力要求を発行できるようになる。
【0090】
ＩＯＰ２００で実行する入出力処理８００では、ＥＰＵ１０１より通知された仮想ＬＣ番号よりチャネルプログラム４０のアドレスを格納したＬＣＴ３０－ｐを特定し、ＣＰＨ４０－０の実ＬＣ番号４０－０－５より入出力処理を行うデバイス３００－ｒを求め、デバイス３００－ｒに対して仮想ＬＣ番号が示すＬＣＴ３０－ｐを使用してチャネルプログラム４０の入出力処理を行っている。これにより、実ＬＣ番号４０－０－５と異なる仮想ＬＣ番号４０－０－４ａを使用することで、同一デバイス３００－ｒに対して同時に複数の入出力処理を実行できるようになる。
【0091】
また、ソフトウェアがＥＰＵ１０１上で入出力処理を行うときは図２４のようになり、同一のデバイス３００－ｒに対する入出力処理において、実ＬＣ３０－ｒとＦｒｅｅ ＬＣ３０－ｆを使用することにより特定ＬＣＴが未使用になるのを待ち合せる必要がなくなるため、先行の入出力処理のＥＰＵ時間待ちのみで後続の入出力処理を開始することが出来る。そして、デバイス３００－ｒにおいても、連続して入出力処理を実行できるようになり、使用効率が向上することが出来るようになる。
【0092】
（最小構成）
図２５は、最小構成を有す情報処理装置の構成を示すブロック図である。
情報処理装置８０は、演算処理手段８１と、記憶手段８２と、を備える。
演算処理手段８１は、入出力処理について作成されるチャネルプログラムを実行する。
記憶手段８２は、Ｉ／Ｏ管理テーブルを記憶する。Ｉ／Ｏ管理テーブルには、デバイスへの前記入出力処理における前記デバイスの制御に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれる。最大数分の前記ＬＣテーブルを、実際に物理チャネルに接続されている前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、チャネルプログラムには、前記入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができ、演算処理手段は、前記チャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示す前記ＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う。
図２５は、最小構成を有す情報処理装置の構成を示すブロック図である。
情報処理装置８０は、演算処理手段８１と、記憶手段８２と、を備える。
演算処理手段８１は、入出力処理について作成されるチャネルプログラムを実行する。
記憶手段８２は、Ｉ／Ｏ管理テーブルを記憶する。Ｉ／Ｏ管理テーブルには、デバイスへの前記入出力処理における前記デバイスの制御に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれる。最大数分の前記ＬＣテーブルを、実際に物理チャネルに接続されている前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、チャネルプログラムには、前記入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができ、演算処理手段は、前記チャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示す前記ＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う。
【0093】
図２６は、最小構成を有する情報処理装置の動作を示すフローチャート図である。
入出力処理ごとに作成されるチャネルプログラムに、入出力処理を行うデバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理における前記デバイスの管理に用いられ、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分用意されたＬＣテーブルの何れかを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定し（Ｓ８１）、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて前記チャネルプログラムに基づく入出力処理を行う（Ｓ８２）。
入出力処理ごとに作成されるチャネルプログラムに、入出力処理を行うデバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理における前記デバイスの管理に用いられ、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分用意されたＬＣテーブルの何れかを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定し（Ｓ８１）、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて前記チャネルプログラムに基づく入出力処理を行う（Ｓ８２）。
【0094】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。また、本発明の一態様は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態や変形例に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。
【符号の説明】
【0095】
１・・・情報処理装置
１００・・・ＣＰＵ
１０１・・・ＥＰＵ
１０２・・・メインメモリ
１０３・・・Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ
１０４・・・Ｎｏｄｅ Ｉ／Ｆ
１０５・・・内部バス
２００・・・ＩＯＰ
２０１・・・ＩＯＣ
２０２・・・プロセッサ
２０３・・・ローカルメモリ
２０４・・・内部バス
２０５～２０８・・・物理チャネル
３００・・・周辺処理装置
３００－０～３００－６３・・・ディスク装置
３０１・・・処理装置
３０２・・・内部バス
１００・・・ＣＰＵ
１０１・・・ＥＰＵ
１０２・・・メインメモリ
１０３・・・Ｂｕｓ Ｉ／Ｆ
１０４・・・Ｎｏｄｅ Ｉ／Ｆ
１０５・・・内部バス
２００・・・ＩＯＰ
２０１・・・ＩＯＣ
２０２・・・プロセッサ
２０３・・・ローカルメモリ
２０４・・・内部バス
２０５～２０８・・・物理チャネル
３００・・・周辺処理装置
３００－０～３００－６３・・・ディスク装置
３０１・・・処理装置
３０２・・・内部バス
【要約】
【課題】先行する入出力処理が完了しなければ後続の入出力処理を実行することができないという課題を解決する情報処理装置を提供する。
【解決手段】情報処理装置は、デバイスへの入出力処理の管理に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれ、前記最大数分の前記ＬＣテーブルを、前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができるチャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う。
【選択図】図１４
【解決手段】情報処理装置は、デバイスへの入出力処理の管理に用いられるＬＣテーブルが、前記デバイスへのインタフェースである物理チャネルに接続可能な前記デバイスの最大数分含まれ、前記最大数分の前記ＬＣテーブルを、前記デバイスに対応する実ＬＣと、前記デバイスに対応していない空ＬＣと、の２つに分割し、全体を仮想ＬＣとしたときに、入出力処理を行う前記デバイスを指定する実ＬＣ番号と、前記入出力処理に用いる前記ＬＣテーブルを指定する仮想ＬＣ番号と、を設定することができるチャネルプログラムに基づいて、前記実ＬＣ番号が示す前記デバイスへ、前記仮想ＬＣ番号が示すＬＣテーブルを用いて入出力処理を行う。
【選択図】図１４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】