JP2000029850A - オペレーティングシステムのプロセッサ間通信を使用したタスク制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のプロセッサ間で動作するオペレーティン
グシステム（ＯＳ）が割り込みとプロセッサ間メモリア
クセスを用いてプロセッサ間通信を行い、他のプロセッ
サにあるタスクを制御する方法を提供する。 【解決手段】このオペレーティングシステムのプロセッ
サ間通信を使用したタスク制御方法は、プロセッサ１の
タスク１７がプロセッサ２のタスク２７に対しシステム
コールにより処理を依頼した場合、プロセッサ１のＯＳ
１１はプロセッサ間通信処理部１4によりプロセッサ２
に対し割り込みを発生させ、プロセッサ２のＯＳ２１に
対しメッセージを送る。ＯＳ２１はプロセッサ間通信割
り込み処理部２５でＯＳ１１からメッセージを受け取
り、スケジューラ２６を介して、タスク２７に処理の実
行権を与える。このようにして、それぞれのプロセッサ
にあるＯＳ間でプロセッサ間通信を行い、他プロセッサ
のタスクの制御を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオペレーティングシ
ステム（以下ＯＳと略す）のプロセッサ間通信を使用し
たタスク制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のマルチプロセッサシステ
ムのプロセッサ間通信方法は、たとえば特開平３−４２
７６２号公報に示されるように、通信先のプロセッサの
割り込み処理部でＯＳに対するシステムコールを発行
し、その処理結果を別のプロセッサ間通信によって通信
元に通知するようにするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来技術における
第１の問題点は、処理依頼を受けたプロセッサは、プロ
セッサ間割り込み処理部で処理が張り付いてしまうとい
うことである。その理由は、プロセッサ間通信割り込み
処理部でシステムコールを発行し、その処理結果を依頼
元プロセッサに通知するため、処理結果がでるまで待っ
ているためである。

【０００４】第２の問題点は、依頼する処理は、依頼先
プロセッサで、ＯＳに対するシステムコールしかないと
いうことである。その理由は、プロセッサ間通信の割り
込みで処理依頼したとき、プロセッサ間通信割り込み処
理部は、システムコールを発行し処理結果を依頼元のプ
ロセッサに通知するのみで、依頼先プロセッサ内のタス
クの実行とは無関係であるためである。

【０００５】本発明の目的は、複数のプロセッサ間で動
作するＯＳが割り込みとプロセッサ間メモリアクセスを
用いてプロセッサ間通信を行い、他のプロセッサにある
タスクを制御する方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のオペレーティン
グシステムのプロセッサ間通信を使用したタスク制御方
法は、複数のプロセッサと、それらのプロセッサがコモ
ンバスを介して、それぞれのプロセッサが他の任意のプ
ロセッサに割り込みを発生させる割り込み処理手段と、
それぞれのプロセッサが他の任意のプロセッサのメモリ
をアクセスすることのできる手段とを備えたマルチプロ
セッサシステムにおいて、それぞれのプロセッサで動作
するオペレーティングシステムが、割り込みとプロセッ
サ間メモリアクセスとを用いてプロセッサ間通信を行
い、他のプロセッサにあるタスクを制御することを特徴
とする。

【０００７】また、本発明のオペレーティングシステム
のプロセッサ間通信を使用したタスク制御方法は、ある
プロセッサ内の各種の処理を行う仕事の単位であるタス
クが、他のプロセッサ内のタスクに対しシステムコール
により処理を依頼した場合、前記あるプロセッサ内のオ
ペレーティングシステムは、プロセッサ間通信処理部に
より前記他のプロセッサに対し割り込みを発生させ、前
記他のプロセッサ内のオペレーティングシステムに対し
メッセージを送り、前記他のプロセッサのオペレーティ
ングシステムは、プロセッサ間通信割り込み処理部で前
記あるプロセッサ内のオペレーティングシステムからメ
ッセージを受け取り、現在実行できる状態にあるタスク
の中から一番高いプライオリティのタスクに実行権を与
えタスク実行のための準備を行う前記他のプロセッサ内
のスケジューラを介して、前記他のプロセッサ内のタス
クに処理の実行権を与えることにより、それぞれのプロ
セッサにあるオペレーティングシステム間でプロセッサ
間通信を行い、他のプロセッサのタスクの制御すること
を特徴とする。

【０００８】さらに、本発明のオペレーティングシステ
ムのプロセッサ間通信を使用したタスク制御方法は、仕
事の単位毎に分割されている処理部であるタスク通常処
理部と共通の関数を有する共通関数処理部とから成り各
種の処理を行う仕事の単位であるタスクと、前記タスク
が有する前記共通関数処理部を動作させるための準備を
行う共通関数開始処理部と、前記タスクが有する前記共
通関数処理部の動作を終了させ前記タスク通常処理部に
戻す準備を行う共通関数終了処理部と、プロセッサ間通
信を行うために相手プロセッサのメモリのメッセージ領
域にメッセージ内容を書き込むプロセッサ間通信処理部
と、前記プロセッサ間通信の割り込みに対する処理を行
うプロセッサ間通信割り込み処理部と、現在実行できる
状態にある前記タスクの中から一番高いプライオリティ
の前記タスクに実行権を与えタスク実行のための準備を
行うスケジューラとから成る、プロセッサ間通信を制御
するオペレーティングシステムと、を有する複数のプロ
セッサを備えることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施の形態のファーム
ウェア機能を示すブロック図である。図１を参照する
と、この実施の形態のオペレーティングシステムのプロ
セッサ間通信を使用したタスク制御方法は、プロセッサ
１とプロセッサ２とから構成され、それぞれのプロセッ
サ１，２は、タスク１７およびタスク２７とタスク１
７，２７を制御するＯＳ１１およびＯＳ２１とを含む。
ＯＳ１１およびＯＳ２１は、複数タスクを制御するが、
この実施の形態では、タスクを単数で記載する。

【００１１】プロセッサ１のＯＳ１１は、共通関数開始
処理部１２と、共通関数終了処理部１３と、プロセッサ
間通信処理部１４と、プロセッサ間通信割り込み処理部
１５と、スケジューラ１６とを備えている。また、プロ
セッサ２のＯＳ２１は、プロセッサ１のＯＳ１１と同じ
構成である。プロセッサ１のタスク１７は、タスク通常
処理部１８と共通関数処理部１９とを備えている。プロ
セッサ２のタスク２８も、プロセッサ１のタスク１７と
同じ構成である。

【００１２】タスク１７の共通関数処理部１９およびタ
スク２７の共通関数処理部２９は、他のプロセッサある
いは同一のプロセッサから処理依頼を受けたときに処理
を行う。プロセッサ１のタスク通常処理部１８で動作し
ているタスク１７に対し、処理依頼がある場合、ＯＳ１
１の共通関数開始処理部１２は、タスク通常処理部１８
を中断し、共通関数処理部１９を実行させる。共通関数
処理部１９は、共通関数処理が終了すると、ＯＳ１１に
終了を通知し、共通関数終了処理部１３が、タスク通常
処理部１８を再開させる。

【００１３】共通関数開始処理部１２および共通関数開
始処理部２２は、２つの機能を実現する。１つは、同一
プロセッサ内の共通関数処理部を有するタスクに対し、
共通関数処理の処理依頼があった場合、同一プロセッサ
内のタスクの共通関数を開始するための処理を行う機能
を有し、もう１つは、他の任意のプロセッサにある共通
関数処理部を有するタスクに対し共通関数処理の処理依
頼があった場合、依頼を受けたタスクを待ち状態にし、
プロセッサ間通信を行い他のプロセッサに処理依頼をす
るために、プロセッサ間通信処理部１４およびプロセッ
サ間通信処理部２４に制御を移す機能である。

【００１４】図２はこの実施の形態にハードウェアの構
成を示すブロック図である。図２を参照すると、図１に
おけるプロセッサ１である５１の通信制御コントローラ
３３は、コモンバス３９と、図１におけるプロセッサ２
である５２の通信制御コントローラ３７を介して、割り
込みコントローラ３６に割り込みを発生させ、メモリ３
８をアクセスすることができる手段を含み、また、通信
制御コントローラ３７は、コモンバス３９と、通信制御
コントローラ３３を介して、割り込みコントローラ３２
に割り込みを発生させ、メモリ３４をアクセスすること
ができる手段を含むことにより、ＯＳ１１とＯＳ２１の
プロセッサ間通信を可能とする。

【００１５】プロセッサ１のＯＳ１１がプロセッサ２の
ＯＳ２１とプロセッサ間通信を行う場合、ＯＳ１１のプ
ロセッサ間通信処理部１４が、プロセッサ２に割り込み
を発生させ、ＯＳ２１のプロセッサ間通信割り込み処理
部２５がＯＳ１１からのプロセッサ間通信を受信する。

【００１６】次に、図１に併せて図３，図４，図５の流
れ図を参照してこの実施の形態の全体の動作について詳
細に説明する。

【００１７】特に、図１のプロセッサ１のタスク通常処
理部１８で動作中のタスク１７が、プロセッサ２のタス
ク２７にある共通関数処理部２９の処理を依頼する場合
の動作を説明する。

【００１８】まず、プロセッサ１のタスク１７のタスク
通常処理部１８が、ＯＳ１１に対し、プロセッサ２のタ
スク２７にある共通関数処理部２９の処理をシステムコ
ールで依頼する。ＯＳ１１の共通関数開始処理部１２
は、タスク通常処理部１８からの処理依頼を受け付ける
と、タスク１７の状態を実行状態から待ち状態に移行す
る（ステップ１０１,１０２）。共通関数開始処理部１
２は、タスク通常処理部１８からの処理依頼の依頼先が
同一プロセッサか、他のプロセッサかを判断する（ステ
ップ１０３）。依頼先が他のプロセッサであるプロセッ
サ２であるため、プロセッサ間通信処理部１４が依頼先
プロセッサであるプロセッサ２のメモリのメッセージ領
域に依頼内容を通知し（ステップ１０４）、プロセッサ
２に対しプロセッサ間通信の割り込みを発生させる（ス
テップ１０５）。

【００１９】ＯＳ１１は、プロセッサ２のＯＳ２１か
ら、処理結果のプロセッサ間通信の割り込みが来るま
で、別タスクの処理を行うため、スケジューラ１６を呼
び（ステップ１１０）、次に実行できるタスクに実行権
を与える。

【００２０】一方、依頼先であるプロセッサ２のＯＳ２
１は、プロセッサ１からのプロセッサ間通信の割り込み
を受信すると（ステップ２０１）、プロセッサ間通信割
り込み処理部２５は、ＯＳ１１のプロセッサ間通信割り
込み処理部１５がメッセージを書き込んだプロセッサ２
のメモリのメッセージ領域からメッセージを読みとる
（ステップ２０２）。プロセッサ間通信割り込み処理部
２５は、読み込んだメッセージ内容は共通関数の処理依
頼か共通関数の処理結果かを判断し（ステップ２０
３）、メッセージ内容が共通関数の処理依頼であるた
め、共通関数開始処理部２２が、共通関数を開始するた
めの処理を行う。まず、依頼されている共通関数処理部
２９を有するタスク２７のタスク通常処理部２８を中断
し（ステップ２０６）、タスク通常処理部２８の現在の
状態を保存する（ステップ２０７）。さらに、タスク２
７の実行アドレスをタスク通常処理部２８から共通関数
処理部２９に変更し（ステップ２０８）、タスク２７の
タスクスタックをタスク通常処理部２８が動作するため
のスタックから共通関数処理専用のスタックに変更する
（ステップ２０９）。最後にＯＳ２１はスケジューラ２
６を呼び（ステップ２１０）、タスク２７をスケジュー
リングし、タスク２７のプライオリティが実行できる状
態のタスクの中で一番高い場合、タスク２７に実行権を
与え、共通関数処理部２９が動作する。

【００２１】タスク２７の共通関数処理部２９の実行が
終了すると、共通関数処理部２９は、ＯＳ２１に対し、
共通関数の終了と処理結果を通知する。ＯＳ２１が共通
関数の終了通知を受け付けると（ステップ３０１）、共
通関数終了処理部２３は、終了通知を発行した共通関数
処理部２９を有するタスク２７に、共通関数処理部２９
を実行する前に保存した値を復帰させ（ステップ３０
２）、共通関数処理部２９を実行するために中断状態に
あるタスク通常処理部２８の中断状態を解除し、再開さ
せる（ステップ３０３）。次に、共通関数終了処理部２
３は、共通関数処理依頼の依頼元が同一のプロセッサか
他のプロセッサかを調査し（ステップ３０４）、依頼元
は他のプロセッサであるプロセッサ１であるため、プロ
セッサ間通信処理部２４が、依頼元であるプロセッサ１
のメモリのメッセージ領域に処理結果を通知し（ステッ
プ３０７）、プロセッサ１に対しプロセッサ間通信の割
り込みを発生させる（ステップ３０８）。ＯＳ２１は、
スケジューラ２を呼び（ステップ３０９）、これでプロ
セッサ２での共通関数処理依頼に対する処理は終了す
る。

【００２２】プロセッサ２のＯＳ２１から共通関数処理
依頼に対する処理終了のプロセッサ間通信の割り込みを
受信したプロセッサ１のＯＳ１１（ステップ２０１）の
プロセッサ間通信割り込み処理部１５は、ＯＳ２１のプ
ロセッサ間通信割り込み処理部２４が処理結果のメッセ
ージを書き込んだプロセッサ１のメモリのメッセージ領
域からメッセージを読みとる（ステップ２０２）。プロ
セッサ間通信割り込み処理部１５は、読み込んだメッセ
ージ内容が共通関数処理依頼か共通関数処理結果かを判
断し（ステップ２０３）、メッセージ内容が共通関数処
理結果であるため、共通関数処理依頼を受けたタスクに
対し、処理結果を通知するための処理を行う。プロセッ
サ間通信割り込み処理部１５は、待ち状態にある処理依
頼を受けたタスク１７の待ち状態を解除し（ステップ２
０４）、処理依頼を受けたタスク１７に対し、処理結果
をシステムコールの結果として通知し（ステップ２０
５）、スケジューラを呼ぶ（ステップ２１０）。

【００２３】次に、本発明の他の実施の形態について図
面を参照して詳細に説明する。

【００２４】前述の実施の形態で述べた２個のプロセッ
サをＮ個のプロセッサに拡張した場合を説明する。図６
を参照すると、この実施の形態は、Ｎ個目のプロセッサ
をプロセッサ３とし、プロセッサ３が、図１に示された
プロセッサ２に加え、プロセッサ１とのプロセッサ間通
信制御を行う。プロセッサ３のＯＳ４１は、プロセッサ
１のＯＳ１１およびプロセッサ２のＯＳ２１と同じ構成
であり、プロセッサ３のタスク４７は、プロセッサ１の
タスク１７およびプロセッサ２のタスク２７と同じ構成
である。

【００２５】また、図７を参照すると、プロセッサ１を
５１、プロセッサ２を５２、プロセッサＮを５３として
みることができ、プロセッサ１である５１の通信制御コ
ントローラ３３は、コモンバス３９と、プロセッサ２で
ある５２の通信制御コントローラ３７を介して、割り込
みコントローラ３６に割り込みを発生させ、メモリ３８
をアクセスすることができるのと同時に、コモンバス３
９と、プロセッサ３である５３の通信制御コントローラ
５６を介して、割り込みコントローラ５５に割り込みを
発生させ、メモリ５７をアクセスすることができる。

【００２６】これにより、プロセッサ１とプロセッサ３
の間でのプロセッサ間通信が可能であり、前述の実施の
形態で述べたプロセッサ１とプロセッサ２での処理と同
様な処理が可能である。

【００２７】次に、別の実施の形態として、共通関数処
理を同時に複数個依頼する方法を説明する。図６のタス
ク１７はタスク２７が所有する共通関数処理部２９と、
タスク４７が所有する共通関数処理部４９を同時に依頼
する。ＯＳ１１のプロセッサ間通信処理部１４は、プロ
セッサ２のメモリのメッセージ領域に処理依頼を通知
し、同時にプロセッサ３のメモリのメッセージ領域に処
理依頼を通知する。次に、プロセッサ間通信処理部１４
は、プロセッサ２およびプロセッサ３に対し、プロセッ
サ間通信割り込みを行う。共通関数処理部がＯＳに対
し、処理結果と終了を通知をし、共通関数終了処理部が
共通関数処理部からタスク通常処理部への切り替えをす
るまでの処理は、前述の実施の形態で述べたものと同様
の処理である。プロセッサ間通信処理部２４およびプロ
セッサ間通信処理部４４は、依頼元であるプロセッサ１
のメモリのメッセージ領域にそれぞれ処理結果を通知
し、プロセッサ１に対し、プロセッサ間通信の割り込み
を行う。プロセッサ１のプロセッサ間通信割り込み処理
部１５は、プロセッサ２のＯＳ２１からの割り込みと、
プロセッサ３のＯＳ４１からの割り込みを受信し、依頼
を受け取ったタスク１７に対し、処理結果を通知する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の効
果は、タスクが、ＯＳにシステムコールを発行し、他の
プロセッサの処理を依頼することで、他のプロセッサに
あるタスクの処理をあたかも同一プロセッサにある処理
の如く実行することができることにある。その理由は、
ＯＳがシステムコール処理内でプロセッサ間通信を行
い、他のプロセッサ内にあるＯＳがそれに応じてタスク
の制御を行うためである。

【００２９】第２の効果は、処理を依頼した側のプロセ
ッサでは、依頼先のプロセッサでの処理を待つ間、張り
付くことなしに、別処理ができることにある。その理由
は、ＯＳが依頼を受けたタスクの状態を制御し、プロセ
ッサ間通信の後は、スケジューリングを行っているため
である。

【００３０】第３の効果は、処理を依頼された側のプロ
セッサでは、プロセッサ間通信割り込み処理にＯＳが張
り付くことなく、タスクの共通関数を実行することがで
きることにある。その理由は、タスクの通常処理部を中
断して共通関数処理部を動作させることにより、共通関
数はタスクとして、ＯＳのスケジューリングにより実行
権を得ることができるためである。

【００３１】第４の効果は、タスクが通常処理部と区別
して、他のタスクから処理依頼があった場合に動作する
共通関数処理部を持つことにより、あらゆるタスクが共
通関数処理部を自分の関数の如く使用できることにあ
る。その理由は、タスクの共通関数コールをＯＳがシス
テムコールとしてサポートしているためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のファームウエア機能構
成を示すブロック図である。

【図２】この実施の形態のプロセッサ間通信を行う場合
のハードウエア構成を示すブロック図である。

【図３】この実施の形態おける動作の一例を示す流れ図
である。

【図４】この実施の形態おける動作の一例を示す流れ図
である。

【図５】この実施の形態おける動作の一例を示す流れ図
である。

【図６】本発明の他の実施の形態のファームウエア機能
構成を示すブロック図である。

【図７】他の実施の形態のプロセッサ間通信を行う場合
のハードウエア構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１，２，３ プロセッサ １１，２１，４１ ＯＳ １２，２２，４２ 共通関数開始処理部 １３，２３，４３ 共通関数終了処理部 １４，２４，４４ プロセッサ間通信処理部 １５，２５，４５ プロセッサ間通信割り込み処理部 １６，２６，４６ スケジューラ １７，２７，４７ タスク １８，２８，４８ タスク通常処理部 １９，２９，４９ 共通関数処理部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサと、それらのプロセッ
   サがコモンバスを介して、それぞれのプロセッサが他の
   任意のプロセッサに割り込みを発生させる割り込み処理
   手段と、それぞれのプロセッサが他の任意のプロセッサ
   のメモリをアクセスすることのできる手段とを備えたマ
   ルチプロセッサシステムにおいて、それぞれのプロセッ
   サで動作するオペレーティングシステムが、割り込みと
   プロセッサ間メモリアクセスとを用いてプロセッサ間通
   信を行い、他のプロセッサにあるタスクを制御すること
   を特徴とするオペレーティングシステムのプロセッサ間
   通信を使用したタスク制御方法。
2. 【請求項２】 あるプロセッサ内の各種の処理を行う仕
   事の単位であるタスクが、他のプロセッサ内のタスクに
   対しシステムコールにより処理を依頼した場合、前記あ
   るプロセッサ内のオペレーティングシステムは、プロセ
   ッサ間通信処理部により前記他のプロセッサに対し割り
   込みを発生させ、前記他のプロセッサ内のオペレーティ
   ングシステムに対しメッセージを送り、前記他のプロセ
   ッサのオペレーティングシステムは、プロセッサ間通信
   割り込み処理部で前記あるプロセッサ内のオペレーティ
   ングシステムからメッセージを受け取り、現在実行でき
   る状態にあるタスクの中から一番高いプライオリティの
   タスクに実行権を与えタスク実行のための準備を行う前
   記他のプロセッサ内のスケジューラを介して、前記他の
   プロセッサ内のタスクに処理の実行権を与えることによ
   り、それぞれのプロセッサにあるオペレーティングシス
   テム間でプロセッサ間通信を行い、他のプロセッサのタ
   スクの制御することを特徴とするオペレーティングシス
   テムのプロセッサ間通信を使用したタスク制御方法。
3. 【請求項３】 仕事の単位毎に分割されている処理部で
   あるタスク通常処理部と共通の関数を有する共通関数処
   理部とから成り各種の処理を行う仕事の単位であるタス
   クと、前記タスクが有する前記共通関数処理部を動作さ
   せるための準備を行う共通関数開始処理部と、前記タス
   クが有する前記共通関数処理部の動作を終了させ前記タ
   スク通常処理部に戻す準備を行う共通関数終了処理部
   と、プロセッサ間通信を行うために相手プロセッサのメ
   モリのメッセージ領域にメッセージ内容を書き込むプロ
   セッサ間通信処理部と、前記プロセッサ間通信の割り込
   みに対する処理を行うプロセッサ間通信割り込み処理部
   と、現在実行できる状態にある前記タスクの中から一番
   高いプライオリティの前記タスクに実行権を与えタスク
   実行のための準備を行うスケジューラとから成る、プロ
   セッサ間通信を制御するオペレーティングシステムと、
   を有する複数のプロセッサを備えることを特徴とするオ
   ペレーティングシステムのプロセッサ間通信を使用した
   タスク制御方法。
4. 【請求項４】 前記タスクを前記タスク通常処理部と前
   記共通関数処理部とに区別し、前記共通関数処理部は前
   記タスクの所属するプロセッサからでも他のプロセッサ
   からでも実行を依頼できることを特徴とする請求項３記
   載のオペレーティングシステムのプロセッサ間通信を使
   用したタスク制御方法。
5. 【請求項５】 前記タスクの前記共通関数処理部を実
   行させるとき、前記タスク通常処理部を中断し、前記共
   通関数処理部の処理が終了した時点で再開させるオペレ
   ーティングシステムを備えることを特徴とする請求項３
   または４記載のオペレーティングシステムのプロセッサ
   間通信を使用したタスク制御方法。
6. 【請求項６】 共通関数処理の実行依頼をシステムコー
   ルでサポートするオペレーティングシステムを備えるこ
   とを特徴とする請求項３,４または５記載のオペレーテ
   ィングシステムのプロセッサ間通信を使用したタスク制
   御方法。