チャネル・コントローラ チャネルプログラム

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チャネル・コントローラ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/01/27 09:10 UTC 版)

チャネルプログラム

チャネルコマンド語（channel command word、CCW）とは、チャネルに接続された機器の入出力操作（"read" や "seek" など）を指示するコマンドである。

CCW によってチャネルプログラムが構成される。チャネルプログラムはOSか何らかの独立したソフトウェア（診断プログラムなど）が作成する。CPUが上述の機械語命令を実行すると、独立した入出力処理ユニットに信号が送られ、その装置が要求されたI/Oに責任を持つ。システムのメインCPUはその間別の作業ができる。I/O操作処理中にOSに通知すべき事象が発生すると、入出力プロセッサはCPUに割り込みを送信し、OSにその後の処理を任せる。

IBMメインフレームの初期の機種では、チャネルは1つの周辺装置と1対1に対応していた。その後、RISCプロセッサをチャネル・プロセッサとして使用するようになり、全チャネルを1つのチャネル・プロセッサで扱うようになっていった。

チャネルI/Oでは入出力をかなり簡略化できる。例えば、IBM の Linux/390 では、DASD（Direct Access Storage Device）のトラック全体のフォーマットを1つのチャネルプログラム（つまり1回のI/O命令）だけで実行できる。その間、メインCPUは別の作業が可能である。

CCW（チャネルコマンド語、channel command word）は、チャネル・プロセッサ専用の命令セットであり、チャネル・プロセッサは一種の有限状態機械である。チャネルに接続されたデバイスに対して "read"、"write"、"sense" といったI/O操作を行う。一般に、チャネルI/Oを採用したアーキテクチャでは、全周辺機器はチャネルに接続され、入出力は全てCCWを使って行われる。

チェーニング

IBMのCCWはチェーニングによってチャネルプログラムを構成する。CCW内のビットで記憶装置上の次の位置にあるデータが同じチャネルプログラムを構成するCCWかどうかを示している。チャネルプログラムは例外発生や分岐CCW実行といった事象が発生するまで逐次的に実行され、チェーニング指定が途切れたところで終了する。チェーニングには「コマンドチェーニング」と「データチェーニング」がある。コマンドチェーニングは次のCCWが新たなコマンドであることを示す。データチェーニングは次のCCWが現在のコマンドの追加データのアドレスであることを示し、例えばデバイスに書き込む1レコード分のデータが主記憶上でばらばらに存在している場合などに対応できる。

自己書き換え型のチャネルプログラム

チャネルプログラムを実行中に読み取ったデータに基づいてチャネルプログラム自身を書き換えることもできる。この技法はよく使われており、例えばOS/360の ISAM などで使われている。

具体例

以下の例は、ディスク上のレコードをキーで検索して読み取るチャネルプログラムである。そのレコードを含むトラックと所望されるキーの値は不明である。このデバイスの制御装置は要求されたレコードを見つけるためトラックを検索する。

  SEEK             <cylinder/head number>
  SEARCH KEY EQUAL <key value>
  TIC              *-8
  READ DATA        <address of record> 

TIC (transfer in channel) は一致するキーを持つレコードが見つかるまで（あるいはトラックの終端に到達するまで）直前のSEARCHコマンドに分岐するCCWである。キーが一致するレコードが見つかると分岐せず、次のREADコマンドを実行することになる。