JP2826483B2 - ロック制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデータ処理システムのた
めのロック制御に関し、特に主記憶を共有する複数のデ
ータ処理装置を有するデータ処理システムにおけるロッ
ク制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ処理システムにおいては、複数の
データ処理装置が主記憶を共有するように構成される場
合がある。かかる場合において、ある共有領域のデータ
をある特定のデータ処理装置が一定期間排他的に使用す
る必要が生じる場合がある。例えば、あるデータ処理装
置がある共有領域のデータに１を加える操作をする場合
には、その共有領域のデータを読み出して１を加えた後
再びその共有領域に書き込む一連の処理の間は、他のデ
ータ処理装置からの当該データへのアクセスを禁止しな
ければならない。そうでなければ、データの更新結果が
保証されないことになる。

【０００３】この排他的アクセスを保証するために、使
用されるのがロック変数である。共有領域にアクセスす
る際には必ずこのロック変数をチェックして、ロック状
態にないことを確認する必要がある。そのロック変数が
アンロック状態であれば、それをロック状態にしてから
対応する共有領域にアクセスする。排他的な処理が終了
した後にロック変数をアンロック状態に戻す。このよう
な制御をロック制御という。

【０００４】例えば、特開昭５６−２１２６０号公報に
は、複数の処理装置からの主記憶アクセスについてのロ
ック制御を行うアクセス装置の技術思想が開示されてい
る。この従来技術では、ロック変数の状態として、ロッ
クが取得されているかまたはロックが取得されていない
かの２つの状態を使用している。従って、ある記憶制御
装置でロックを取得しようとするリクエスト（以下、
「ロックリクエスト」という）やロックを解放しようと
するリクエスト（以下、「アンロックリクエスト」とい
う）を受け取ると、他の記憶制御装置におけるロック変
数の状態のチェックや更新が発生してしまう。例えば、
あるデータ処理装置からロックリクエストが発行された
場合、そのデータ処理装置が接続する記憶制御装置内で
保持されているロック変数がアンロック状態を示してい
れば他の記憶制御装置におけるロック変数の状態を索引
しなければならなくなる。そして、その索引の結果、ロ
ック状態であれば、そのロックリクエストは失敗とな
り、データ処理装置は再度ロックリクエストを発行する
ことになる。このような動作をスピンロックという。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来技術
では、データ処理装置が新たなロックリクエストを発行
した際、当該記憶制御装置においてロック変数がアンロ
ック状態を示していればロックを取得するために他の記
憶制御装置のロック変数にアクセスしなければならなく
なる。このため、従来技術ではロック取得に必要な時間
が長くなり、また、不必要なバスアクセスによりバスト
ラフィックが増大するという問題がある。

【０００６】それゆえ本発明の目的は、主記憶を共有す
るための改良されたロック制御を提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、ロック制御の
ための処理を局所的にして、高速なロック制御を実現す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のロック制御装置は、主記憶を共有する複数の
データ処理装置を有するデータ処理システムにおける前
記複数のデータ処理装置の少なくとも一つに関するロッ
ク変数の状態をそれぞれ制御する複数のロック制御装置
において、前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録
する登録手段と、前記登録手段に登録されたロック変数
の状態を保持する状態保持手段とを含み、前記状態保持
手段は、前記ロック変数の状態として、いずれのロック
制御装置においてもロック取得されていない旨の特定の
状態を含み、各ロック変数については前記ロック制御装
置の多くとも一つのみが当該特定の状態をとるように制
御される。

【０００９】また、本発明の他のロック制御装置におい
て、前記特定の状態にあるロック変数に関してロックリ
クエストが発行された場合には他のロック制御装置の状
態を参照せずにロック確保成功であることを判断する。

【００１０】また、本発明の他のロック制御装置は、主
記憶を共有する複数のデータ処理装置を有するデータ処
理システムにおける前記複数のデータ処理装置の少なく
とも一つに関するロック変数の状態をそれぞれ制御する
複数のロック制御装置において、前記ロック変数の状態
を少なくとも一つ登録する登録手段と、前記登録手段に
登録されたロック変数の状態を保持する状態保持手段と
を含み、前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態と
して、自ロック制御装置がロックを取得しておりかつ他
のロック制御装置がロックを取得していない旨を表す第
１の状態と、自ロック制御装置がロックを取得しておら
ずかつ他のロック制御装置がロックを取得しているかは
不明である旨を表す第２の状態と、いずれのロック制御
装置においてもロック取得されていない旨を表す第３の
状態とを有し、前記第３の状態にあるロック変数に関し
てロックリクエストが発行された場合には他のロック制
御装置の状態を参照せずにロック確保成功であることを
判断する。

【００１１】また、本発明の他のロック制御装置は、主
記憶を共有する複数のデータ処理装置を有するデータ処
理システムにおける前記複数のデータ処理装置の少なく
とも一つに関するロック変数の状態をそれぞれ制御する
複数のロック制御装置において、前記ロック変数の状態
を少なくとも一つ登録する登録手段と、前記登録手段に
登録されたロック変数の状態を保持する状態保持手段と
を含み、前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態と
して、自ロック制御装置がロックを取得しておりかつ他
のロック制御装置がロックを取得していない旨を表す第
１の状態と、自ロック制御装置がロックを取得しておら
ずかつ他のロック制御装置がロックを取得しているかは
不明である旨を表す第２の状態と、いずれのロック制御
装置においてもロック取得されていない旨を表す第３の
状態と、自ロック制御装置がロックを取得していなくか
つ他のロック制御装置がロックを取得している旨を表す
第４の状態とを有し、前記第３の状態にあるロック変数
に関してロックリクエストが発行された場合には他のロ
ック制御装置の状態を参照せずにロック確保成功である
ことを判断し、前記第４の状態にあるロック変数に関し
てロックリクエストが発行された場合には他のロック制
御装置に当該ロックリクエストを伝えない。

【００１２】また、本発明の他のロック制御装置は、主
記憶を共有する複数のデータ処理装置を有するデータ処
理システムにおける前記複数のデータ処理装置の少なく
とも一つに関するロック変数の状態をそれぞれ制御する
複数のロック制御装置において、前記ロック変数の状態
を少なくとも一つ登録する登録手段と、前記登録手段に
登録されたロック変数の状態を保持する状態保持手段と
を含み、前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態と
して、自ロック制御装置がロックを取得しておらずかつ
他のロック制御装置がロックを取得しているかは不明で
ある旨を表す第１の状態と、いずれのロック制御装置に
おいてもロック取得されていない旨を表す第２の状態
と、自ロック制御装置がロックを取得していなくかつ他
のロック制御装置がロックを取得している旨を表す第３
の状態と、自ロック制御装置がロックを取得しておりか
つ他のロック制御装置が前記第３の状態にあるかもしれ
ない旨を表す第４の状態と、自ロック制御装置がロック
を取得しておりかつ他のロック制御装置が前記第３の状
態にはない旨を表す第５の状態とを有し、前記第２の状
態にあるロック変数に関してロックリクエストが発行さ
れた場合には他のロック制御装置の状態を参照せずにロ
ック確保成功であることを判断し、前記第３の状態にあ
るロック変数に関してロックリクエストが発行された場
合には他のロック制御装置に当該ロックリクエストを伝
えず、前記第５の状態にあるロック変数に関してアンロ
ックリクエストが発行された場合には他のロック制御装
置に当該アンロックリクエストを伝えない。

【００１３】また、本発明の他のロック制御装置は、主
記憶を共有する複数のデータ処理装置を有するデータ処
理システムにおいて、前記複数のデータ処理装置の少な
くとも一つに関するロック変数の状態をそれぞれ制御す
る複数のロック制御装置であって、前記ロック変数の状
態を少なくとも一つ登録する登録手段と、前記登録手段
に登録されたロック変数の状態を保持する状態保持手段
とを含み、前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態
として、自ロック制御装置がロックを取得しておらずか
つ他のロック制御装置がロックを取得しているかは不明
である旨を表す第１の状態と、いずれのロック制御装置
においてもロック取得されていない旨を表す第２の状態
と、いずれかのロック制御装置がロックを確保しており
かつアンロックリクエストに対しては前記第１の状態に
遷移する旨を表す第３の状態と、いずれかのロック制御
装置がロックを確保しておりかつアンロックリクエスト
に対しては前記第２の状態に遷移する旨を表す第４の状
態とを有し、前記第２の状態にあるロック変数に関して
ロックリクエストが発行された場合には他のロック制御
装置の状態を参照せずにロック確保成功であることを判
断する。

【００１４】

【実施例】まず、本発明が適用されるデータ処理システ
ムの一実施例について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１５】図１を参照すると、本発明が適用されるデ
ータ処理システムは、記憶装置２０７を共有する４つの
処理装置２０１〜２０４を有する。そして、処理装置２
０１と２０２がキャッシュユニット２０５に接続し、処
理装置２０３と２０４がキャッシュユニット２０６に接
続する。また、キャッシュユニット２０５および２０６
と記憶装置２０７とはシステムバス２０８を介して接続
している。キャッシュユニット２０５および２０６はそ
れぞれ接続する処理装置のためのキャッシュメモリとし
ての機能を有するとともに、ロック変数を保持する機能
をも有する。また、システムバス２０８は、アドレスバ
スとデータバスとを含み、これらアドレスバスとデータ
バスとは独立して動作できる。ロックの取得を要求する
ロックリクエストやロックの解放を要求するアンロック
リクエストはアドレスバスのみを使用する。さらに、シ
ステムバス２０８は、キャッシュ情報を伝えるためのバ
スを含み、このバスを使用してロックリクエストに対す
るロック取得の可否が伝えられる。

【００１６】図２を参照すると、キャッシュユニット２
０５または２０６は、処理装置からのリクエストを保持
するリクエストバッファ２１および２２と、システムバ
ス２０８に発行されたリクエストまたはリクエストバッ
ファ２１または２２を選択するセレクタ２３と、キャッ
シュメモリのアドレスアレイ２４と、ロックリクエスト
制御装置２５と、セレクタ２３で選択されたリクエスト
またはロックリクエスト制御装置２５からのロック判定
結果を選択するセレクタ２６および２７とを有してい
る。

【００１７】リクエストバッファ２１および２２は、複
数のリクエストを保持し、それぞれ先入れ先出しバッフ
ァとして機能する。セレクタ２３は、あらかじめ定めら
れた規則に従って、３入力の内から１つを選択する。例
えば、各入力から順番に選択するラウンドロビン方式を
使用することができる。また、システムバスからのリク
エストを最優先として扱う方式を使用することもでき
る。アドレスアレイ２４は、通常のキャッシュメモリと
同様の構成を有し、（図示しない）データメモリの各エ
ントリに対応するタグアドレスを格納する。

【００１８】セレクタ２６及び２７は、ロックリクエス
トに対するリプライを返す場合にはロックリクエスト制
御装置２５の出力を選択し、キャッシュメモリの一致制
御を行う場合にはセレクタ２３の出力を選択する。

【００１９】図３を参照すると、ロックリクエスト制御
装置２５は、セレクタ２３により選択されたリクエスト
についてのロック変数のアドレスを格納するロックアド
レスレジスタ１および２と、ロックアドレスレジスタ１
および２に格納されている各ロック変数に対するロック
状態を格納するロックステータスレジスタ５および６
と、セレクタ２３からのロック変数のアドレスとロック
アドレスレジスタ１および２に保持されたアドレスを入
力してそれらの一致を検出するロックアドレス一致検出
回路３および４と、ロックアドレス一致検出回路３また
は４で一致が検出されたエントリに対するロックステー
タスレジスタ５または６の内容を選択するセレクタ７
と、ロックアドレスレジスタ１および２やロックステー
タスレジスタ５および６の状態を制御するロックリクエ
スト制御回路８とを備えている。

【００２０】次に上記データ処理システムにおける、本
発明の第一の実施例について図面を参照して説明する。

【００２１】図４を参照すると、第一の実施例における
ロック変数は、ＬＣＫ、ＵＬＳおよびＵＬＥの３つの状
態のいずれかをとる。ＬＣＫとは、当該キャッシュユニ
ットに接続するデータ処理装置がロックを確保してお
り、他のデータ処理装置がロックを確保していない状態
を表す。また、ＵＬＳとは、当該キャッシュユニットに
接続するデータ処理装置はロックを確保しておらず、他
のデータ処理装置がロックを確保しているかは不明であ
る状態を表す。また、ＵＬＥとは、いずれのキャッシュ
ユニットに接続するデータ処理装置もロックを確保して
いないことが確認されている状態を表す。ロック変数の
状態がＵＬＥであれば、他のキャッシュユニットのロッ
ク変数の状態をあらためて確認することなく、ロックを
取得することが可能となる。

【００２２】図５を参照して、データ処理装置からロッ
クリクエストが発行された場合の第一の実施例における
動作について説明する。図５を参照すると、最左欄はロ
ックリクエストを発行したデータ処理装置に接続するキ
ャッシュユニットにおけるロック変数の状態を表し、中
欄はそれ以外のキャッシュユニットにおけるロック変数
の状態を表す。また、最右欄はそれぞれの場合における
動作を表す。なお、以下では、リクエストを発行したデ
ータ処理装置に接続するキャッシュユニットのことをロ
ーカルキャッシュユニットという。

【００２３】例えば、ローカルキャッシュユニットのロ
ック変数の状態がＬＣＫであれば、すでにロックが確保
されていることになるので、ロック制御装置は”ロック
失敗”の結果を返す。また、ローカルキャッシュユニッ
トのロック変数の状態がＵＬＥであれば、いずれのデー
タ処理装置もロックを確保していないことがわかるの
で、ロック制御装置は”ロック成功”の結果を返すとと
もに、当該ロック変数の状態をＬＣＫにする。

【００２４】また、ローカルキャッシュユニットのロッ
ク変数の状態がＵＬＳの場合は、ローカルキャッシュユ
ニット以外のキャッシュユニットのロック変数の状態を
参照しなければならなくなる。すなわち、ローカルキャ
ッシュユニット以外のキャッシュユニットのロック変数
の状態がＬＣＫであれば、ロック制御装置は”ロック失
敗”の結果を返す。また、その状態がＵＬＥであれば、
ロック制御装置は”ロック成功”の結果を返すととも
に、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態を
ＬＣＫに、それ以外のキャッシュユニットのロック変数
の状態をＵＬＳにする。また、ローカルキャッシュユニ
ット以外のキャッシュユニットのロック変数の状態がＵ
ＬＳであるかまたはそのロックアドレスレジスタに当該
ロック変数が登録されていなければ、ロック制御装置
は”ロック成功”の結果を返すとともに、ローカルキャ
ッシュユニットのロック変数の状態をＬＣＫにする。

【００２５】また、ローカルキャッシュユニットに該当
するロック変数が登録されていない場合には、ローカル
キャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＳの場合
とほぼ同様の処理を行う。但し、この場合には当該ロッ
クリクエストにかかるロック変数のアドレスをロックア
ドレスレジスタに登録する。また、この時、ロックを確
保できればそのロック変数の状態をＬＣＫに、確保でき
なければそのロック変数の状態をＵＬＳにする。

【００２６】図６を参照して、データ処理装置からアン
ロックリクエストが発行された場合の第一の実施例にお
ける動作について説明する。図６を参照すると、左欄は
ロックリクエストを発行したデータ処理装置に接続する
キャッシュユニットにおけるロック変数の状態を表し、
右欄はそれぞれの場合における動作を表す。すなわち、
ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態がＬＣ
Ｋであれば、ロックリクエスト制御装置はそのロック変
数の状態をＵＬＥにする。また、ロックが取得されてい
ない場合にアンロックリクエストは通常発生し得ないた
め、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態が
ＵＬＥやＵＬＳであることはあり得ない。また、該当す
るロック変数が登録されていない場合にもアンロックリ
クエストは通常発生し得ない。

【００２７】図７を参照して、上記第一の実施例の特徴
について説明する。まず、左側のキャッシュユニット２
０５のロック変数の状態がＬＣＫで、右側のキャッシュ
ユニット２０６のロック変数の状態がＵＬＳであった場
合に、左側のキャッシュユニット２０５でアンロックリ
クエストが発行されると、この右側のキャッシュユニッ
ト２０５のロック変数の状態がＬＣＫからＵＬＥに更新
される（図６参照）。この状態で、左側のキャッシュユ
ニット２０５で再びロックリクエストが発行されると、
他のキャッシュユニット２０６の状態にかかわらず左側
のキャッシュユニット２０５でロックを取得できる。す
なわち、左側のキャッシュユニット２０５のロック変数
の状態がＬＣＫに更新される（図５参照）。

【００２８】このように、本発明の第一の実施例によれ
ば、ロック変数の状態ＵＬＥを設けたことにより、ロッ
ク解放後のロック取得を高速に行うことができる。

【００２９】次に本発明の第二の実施例について図面を
参照して説明する。

【００３０】図８を参照すると、第二の実施例における
ロック変数は、ＬＣＫ、ＵＬＳ、ＵＬＥおよびＵＬＬの
４つの状態のいずれかをとる。すなわち、第一の実施例
に加えて、ＵＬＬを設けたことを特徴とする。このＵＬ
Ｌとは、当該キャッシュユニットに接続するデータ処理
装置はロックを確保していないが、他のデータ処理装置
のいずれかがロックを確保している状態を表す。ロック
リクエストによるロック確保に失敗した場合に、当該キ
ャッシュユニットのロック変数はＵＬＬに遷移する。こ
れにより、当該キャッシュユニットは更なるロックリク
エストを他のキャッシュユニットに対して発行しないよ
うに制御する。

【００３１】図９を参照して、データ処理装置からロッ
クリクエストが発行された場合の第二の実施例における
動作について説明する。図９を参照すると、図５の場合
と同様に、最左欄はローカルキャッシュユニットにおけ
るロック変数の状態を表し、中欄はそれ以外のキャッシ
ュユニットにおけるロック変数の状態を表す。また、最
右欄はそれぞれの場合における動作を表す。

【００３２】ローカルキャッシュユニットのロック変数
の状態がＵＬＬであれば、ローカルキャッシュユニット
以外のキャッシュユニットでロックが取得されているた
め、ＬＣＫの場合と同様、ロック制御装置は”ロック失
敗”の結果を返す。

【００３３】また、ローカルキャッシュユニットのロッ
ク変数の状態がＵＬＳの場合は、ローカルキャッシュユ
ニット以外のキャッシュユニットのロック変数の状態を
参照する。すなわち、ローカルキャッシュユニット以外
のキャッシュユニットのロック変数の状態がＬＣＫまた
はＵＬＬであれば、ロック制御装置は”ロック失敗”の
結果を返すとともに、ローカルキャッシュユニットのロ
ック変数の状態をＵＬＬとする。また、その状態がＵＬ
ＥまたはＵＬＳであれば、ロック制御装置は”ロック成
功”の結果を返すとともに、ローカルキャッシュユニッ
トのロック変数の状態をＬＣＫに、それ以外のキャッシ
ュユニットのロック変数の状態をＵＬＬにする。

【００３４】また、ローカルキャッシュユニットに該当
するロック変数が登録されていない場合には、ローカル
キャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＳの場合
とほぼ同様の処理を行う。但し、この場合には当該ロッ
クリクエストにかかるロック変数のアドレスをロックア
ドレスレジスタに登録する。

【００３５】図１０を参照して、データ処理装置からア
ンロックリクエストが発行された場合の第二の実施例に
おける動作について説明する。図１０を参照すると、最
左欄はローカルキャッシュユニットにおけるロック変数
の状態を表し、中欄はそれ以外のキャッシュユニットに
おけるロック変数の状態を表す。また、最右欄はそれぞ
れの場合における動作を表す。すなわち、ローカルキャ
ッシュユニットのロック変数の状態がＬＣＫであれば、
ロックリクエスト制御装置はそのロック変数の状態をＵ
ＬＥにする。このとき、ローカルキャッシュユニット以
外のキャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＬで
あればその状態をＵＬＳにする。これにより、ＵＬＳと
なったキャッシュユニットはロックリクエストを再び外
部に出力することが可能となる。

【００３６】図１１を参照して、上記第二の実施例の特
徴について説明する。まず、左側のキャッシュユニット
２０５のロック変数の状態がＵＬＳで、右側のキャッシ
ュユニット２０６のロック変数の状態がＬＣＫであった
場合に、左側のキャッシュユニット２０５でロックリク
エストが発行されると、ロック確保は失敗し、左側のキ
ャッシュユニット２０５のロック変数の状態がＵＬＳか
らＵＬＬに更新される（図９参照）。これにより、左側
のキャッシュユニット２０５はロックリクエストを外部
に発行しなくなる。この状態が解放されるのは、右側の
キャッシュユニット２０６でアンロックリクエストが発
行されたときである。すなわち、この場合には、左側の
キャッシュユニット２０５のロック変数の状態がＵＬＳ
となるため（図１０参照）、再びロックリクエストを外
部へ発行することが可能となる。

【００３７】このように、本発明の第二の実施例によれ
ば、第一の実施例に加えてロック変数の状態ＵＬＬを設
けたことにより、ロック確保失敗後の無駄なロックリク
エスト発行を抑制することができる。

【００３８】次に本発明の第三の実施例について図面を
参照して説明する。

【００３９】図１２を参照すると、第三の実施例におけ
るロック変数は、ＬＫＳ、ＬＫＥ、ＵＬＳ、ＵＬＥおよ
びＵＬＬの５つの状態のいずれかをとる。すなわち、第
二の実施例におけるＬＣＫを、ＬＫＳとＬＫＥの２つに
細分したことを特徴とする。このＬＫＳとは、当該キャ
ッシュユニットに接続するデータ処理装置がロックを確
保しており、他のキャッシュユニットのいずれかのロッ
ク変数の状態がＵＬＬであるかもしれないという状態を
表す。また、ＬＫＥとは、当該キャッシュユニットに接
続するデータ処理装置がロックを確保しており、他のキ
ャッシュユニットのいずれのロック変数の状態もＵＬＬ
ではないことが確認されている状態を表す。このＬＫＥ
を設けたことにより、当該キャッシュユニットはアンロ
ック時に他のキャッシュユニットの状態をチェックする
必要がなくなる。

【００４０】図１３を参照して、データ処理装置からロ
ックリクエストが発行された場合の第三の実施例におけ
る動作について説明する。図１３を参照すると、図５の
場合と同様に、最左欄はローカルキャッシュユニットに
おけるロック変数の状態を表し、中欄はそれ以外のキャ
ッシュユニットにおけるロック変数の状態を表す。ま
た、最右欄はそれぞれの場合における動作を表す。

【００４１】ローカルキャッシュユニットのロック変数
の状態がＵＬＥであれば、いずれのキャッシュユニット
でもロックが取得されていないことが確認できるた
め、”ロック成功”の結果を返すとともに、ローカルキ
ャッシュユニットのロック変数の状態がＬＫＥとなる また、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態
がＵＬＳの場合は、ローカルキャッシュユニット以外の
キャッシュユニットのロック変数の状態を参照する。す
なわち、ローカルキャッシュユニット以外のキャッシュ
ユニットのロック変数の状態がＬＣＫまたはＵＬＬであ
れば、ロック制御装置は”ロック失敗”の結果を返すと
ともに、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状
態をＵＬＬとする。また、その状態がＵＬＥまたはＵＬ
Ｓであれば、ロック制御装置は”ロック成功”の結果を
返すとともに、ローカルキャッシュユニットのロック変
数の状態をＬＫＥに、それ以外のキャッシュユニットの
ロック変数の状態をＵＬＳにする。なお、図１３ではロ
ーカルキャッシュユニットに該当するロック変数が登録
されていない場合を併せて記載しているが、ローカルキ
ャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＳの場合に
は既に登録されているため登録は不要である。

【００４２】また、ローカルキャッシュユニットに該当
するロック変数が登録されていない場合には、ローカル
キャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＳの場合
とほぼ同様の処理を行う。但し、この場合には当該ロッ
クリクエストにかかるロック変数のアドレスをロックア
ドレスレジスタに登録する。

【００４３】図１４を参照して、データ処理装置からア
ンロックリクエストが発行された場合の第三の実施例に
おける動作について説明する。図１４を参照すると、図
１０と同様に、最左欄はローカルキャッシュユニットに
おけるロック変数の状態を表し、中欄はそれ以外のキャ
ッシュユニットにおけるロック変数の状態を表す。ま
た、最右欄はそれぞれの場合における動作を表す。すな
わち、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態
がＬＫＥであれば、他のローカルキャッシュユニットの
ロック変数の状態にかかわらず、ロックリクエスト制御
装置はそのロック変数の状態をＵＬＥにする。

【００４４】図１５を参照して、上記第三の実施例の特
徴について説明する。まず、左側のキャッシュユニット
２０５のロック変数の状態がＬＫＳで、右側のキャッシ
ュユニット２０６のロック変数の状態がＵＬＬであった
場合に、左側のキャッシュユニット２０５でアンロック
リクエストが発行されると、左側のキャッシュユニット
２０５のロック変数の状態がＵＬＥに更新され、右側の
キャッシュユニット２０６のロック変数の状態がＵＬＳ
に更新される（図１４参照）。この状態で左側のキャッ
シュユニット２０５でロックリクエストが発行される
と、他のキャッシュユニット２０６の状態にかかわらず
左側のキャッシュユニット２０５でロックを取得でき
る。この効果は第一の実施例で得られる効果と同様であ
る。この結果、左側のキャッシュユニット２０５のロッ
ク変数の状態はＬＫＥとなる（図１３参照）。そして、
この状態において再び左側のキャッシュユニット２０５
でアンロックリクエストが発行されると、左側のキャッ
シュユニット２０５のロック変数の状態がＵＬＥに更新
される（図１４参照）。この場合は、最初のアンロック
リクエストの場合と比べて、他のキャッシュユニットに
対する操作は不要である。

【００４５】このように、本発明の第三の実施例によれ
ば、第二の実施例のロック変数の状態ＬＣＫをＬＫＥと
ＬＫＳとに分けたことにより、ＬＫＥの状態からロック
を解放するために他のキャッシュユニットを操作する必
要がなくなるという効果がある。

【００４６】次に本発明の第四の実施例について図面を
参照して説明する。

【００４７】図１６を参照すると、第四の実施例におけ
るロック変数は、ＵＬＳ、ＵＬＥ、ＳＬＫおよびＲＳＶ
の４つの状態のいずれかをとる。すなわち、第一の実施
例におけるＬＣＫの状態をなくし、ＳＬＫとＲＳＶとい
う状態を設けたことを特徴とする。これらＳＬＫおよび
ＲＳＶは共に、システム内のいずれかのキャッシュユニ
ットにおいてロックが取得されていることを意味する。
ロックを取得しているキャッシュユニットは自分自身で
あるかもしれないし、他のキャッシュユニットであるか
もしれない。ＳＬＫとＲＳＶの違いは、ロックが解放さ
れた際に、ＳＬＫの状態であればＵＬＳの状態になる
が、ＲＳＶの状態であればＵＬＥの状態になるという点
にある。このＲＳＶにより、アンロック時にＵＬＥの状
態にすべきロック変数を予約しておくことができる。

【００４８】図１７を参照して、データ処理装置からロ
ックリクエストが発行された場合の第四の実施例におけ
る動作について説明する。図７を参照すると、図５の場
合と同様に、最左欄はローカルキャッシュユニットにお
けるロック変数の状態を表し、中欄はそれ以外のキャッ
シュユニットにおけるロック変数の状態を表す。また、
最右欄はそれぞれの場合における動作を表す。

【００４９】ローカルキャッシュユニットのロック変数
の状態がＳＬＫまたはＲＳＶであれば、いずれかのキャ
ッシュユニットでロックが取得されているため、ロック
制御装置は”ロック失敗”の結果を返す。

【００５０】一方、ローカルキャッシュユニットのロッ
ク変数の状態がＵＬＥの場合は、他のキャッシュユニッ
トの状態にかかわらず、”ロック成功”となり、ローカ
ルキャッシュユニットのロック変数の状態はＲＳＶとな
る。

【００５１】また、ローカルキャッシュユニットのロッ
ク変数の状態がＵＬＳの場合は、ローカルキャッシュユ
ニット以外のキャッシュユニットのロック変数の状態を
参照して、”ロック成功”か”ロック失敗”かが判断さ
れる。但し、いずれの場合も、ローカルキャッシュユニ
ットのロック変数の状態はＲＳＶとなる。アンロック時
にＵＬＥの状態になるように予約するためである。

【００５２】また、ローカルキャッシュユニットに該当
するロック変数が登録されていない場合にも、ローカル
キャッシュユニットのロック変数の状態がＵＬＳの場合
とほぼ同様の処理を行う。但し、この場合には当該ロッ
クリクエストにかかるロック変数のアドレスをロックア
ドレスレジスタに登録する。

【００５３】図１８を参照して、データ処理装置からア
ンロックリクエストが発行された場合の第四の実施例に
おける動作について説明する。図１８を参照すると、図
１０と同様に、最左欄はローカルキャッシュユニットに
おけるロック変数の状態を表し、中欄はそれ以外のキャ
ッシュユニットにおけるロック変数の状態を表す。ま
た、最右欄はそれぞれの場合における動作を表す。すな
わち、ローカルキャッシュユニットのロック変数の状態
がＲＳＶの場合には、他のキャッシュユニットのロック
変数の状態にかかわらず、ロックリクエスト制御装置は
そのロック変数の状態をＵＬＥにする。また、ローカル
キャッシュユニットのロック変数の状態がＳＬＫの場合
には、当該ローカルキャッシュユニットはＵＬＳ状態と
なる。またこの場合、ローカルキャッシュユニット以外
のキャッシュユニットが、ＲＳＶであればＵＬＥとな
り、ＳＬＫであればＵＬＳになる。

【００５４】図１９を参照して、上記第四の実施例の特
徴について説明する。まず、左側のキャッシュユニット
２０５のロック変数の状態がＵＬＳで、右側のキャッシ
ュユニット２０６のロック変数の状態がＲＳＶでロック
を確保している場合に、左側のキャッシュユニット２０
５でロックリクエストが発行されると、ロック確保は失
敗し、左側のキャッシュユニット２０５のロック変数の
状態がＵＬＳからＲＳＶに更新され、右側のキャッシュ
ユニット２０６のロック変数の状態がＳＬＫに更新され
る（図１７参照）。但し、ロックは右側のキャッシュユ
ニット２０６に確保されたままである。この状態で右側
のキャッシュユニット２０６でアンロックリクエストが
発行されると、右側のキャッシュユニット２０６のロッ
ク変数の状態がＵＬＳとなり、左側のキャッシュユニッ
ト２０５のロック変数の状態がＵＬＥとなる（図１８参
照）。これにより、次に左側のキャッシュユニット２０
５でロックリクエストが発行されると、他のキャッシュ
ユニット２０６の状態にかかわらず左側のキャッシュユ
ニット２０５でロックを取得できる。そして、左側のキ
ャッシュユニット２０５のロック変数の状態がＲＳＶに
更新される（図１７参照）。

【００５５】このように、本発明の第四の実施例によれ
ば、第一の実施例のロック変数の状態ＬＣＫをなくして
ＲＳＶという状態を設けたことにより、ロック解放後に
ＵＬＥ状態とすべきキャッシュユニットを予約すること
ができ、ロック解放後のロック取得の高速化を柔軟に図
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ロ
ックアドレスレジスタに対応して各種ロック変数の状態
を設けることにより、ロックリクエストを発行した中央
処理装置に直接接続されていないセカンドキャッシュへ
のロック変数の参照を不要にする。これにより、ロック
取得を高速にするとともに、不必要なバスアクセスを無
くしてバストラフィックの増大を削減するという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるデータ処理システムの全体
構成の一例を示す図である。

【図２】本発明のデータ処理システムにおけるキャッシ
ュユニットの構成を示す図である。

【図３】本発明のロックリクエスト制御装置の構成を示
す図である。

【図４】本発明の第一の実施例におけるロック変数の状
態を示す図である。

【図５】本発明の第一の実施例におけるロックリクエス
ト発生時の動作を示す図である。

【図６】本発明の第一の実施例におけるアンロックリク
エスト発生時の動作を示す図である。

【図７】本発明の第一の実施例における動作の具体例を
示す図である。

【図８】本発明の第二の実施例におけるロック変数の状
態を示す図である。

【図９】本発明の第二の実施例におけるロックリクエス
ト発生時の動作を示す図である。

【図１０】本発明の第二の実施例におけるアンロックリ
クエスト発生時の動作を示す図である。

【図１１】本発明の第二の実施例における動作の具体例
を示す図である。

【図１２】本発明の第三の実施例におけるロック変数の
状態を示す図である。

【図１３】本発明の第三の実施例におけるロックリクエ
スト発生時の動作を示す図である。

【図１４】本発明の第三の実施例におけるアンロックリ
クエスト発生時の動作を示す図である。

【図１５】本発明の第三の実施例における動作の具体例
を示す図である。

【図１６】本発明の第四の実施例におけるロック変数の
状態を示す図である。

【図１７】本発明の第四の実施例におけるロックリクエ
スト発生時の動作を示す図である。

【図１８】本発明の第四の実施例におけるアンロックリ
クエスト発生時の動作を示す図である。

【図１９】本発明の第四の実施例における動作の具体例
を示す図である。

【符号の説明】

１，２ ロックアドレスレジスタ ３，４ ロックアドレス一致検出回路 ５，６ ロックステータスレジスタ ７ セレクタ ８ ロックリクエスト制御回路 ２１，２２ リクエストバッファ ２３ セレクタ ２４ アドレスアレイ ２５ ロックリクエスト制御装置 ２６，２７ セレクタ ２０１〜２０４ 処理装置 ２０５，２０６ キャッシュユニット ２０７ 記憶装置

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主記憶を共有する複数のデータ処理装置
   を有するデータ処理システムにおける前記複数のデータ
   処理装置の少なくとも一つに関するロック変数の状態を
   それぞれ制御する複数のロック制御装置において、 前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録する登録手
   段と、 前記登録手段に登録されたロック変数の状態を保持する
   状態保持手段とを含み、 前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態として、い
   ずれのロック制御装置においてもロック取得されていな
   い旨の特定の状態を含み、各ロック変数については前記
   ロック制御装置の多くとも一つのみが当該特定の状態を
   とるように制御されることを特徴とするロック制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記特定の状態にあるロック変数に関し
   てロックリクエストが発行された場合には他のロック制
   御装置の状態を参照せずにロック確保成功であることを
   判断することを特徴とする請求項１記載のロック制御装
   置。
3. 【請求項３】 主記憶を共有する複数のデータ処理装置
   を有するデータ処理システムにおける前記複数のデータ
   処理装置の少なくとも一つに関するロック変数の状態を
   それぞれ制御する複数のロック制御装置において、 前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録する登録手
   段と、 前記登録手段に登録されたロック変数の状態を保持する
   状態保持手段とを含み、 前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態として、自
   ロック制御装置がロックを取得しておりかつ他のロック
   制御装置がロックを取得していない旨を表す第１の状態
   と、自ロック制御装置がロックを取得しておらずかつ他
   のロック制御装置がロックを取得しているかは不明であ
   る旨を表す第２の状態と、いずれのロック制御装置にお
   いてもロック取得されていない旨を表す第３の状態とを
   有し、 前記第３の状態にあるロック変数に関してロックリクエ
   ストが発行された場合には他のロック制御装置の状態を
   参照せずにロック確保成功であることを判断することを
   特徴とするロック制御装置。
4. 【請求項４】 主記憶を共有する複数のデータ処理装置
   を有するデータ処理システムにおける前記複数のデータ
   処理装置の少なくとも一つに関するロック変数の状態を
   それぞれ制御する複数のロック制御装置において、 前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録する登録手
   段と、 前記登録手段に登録されたロック変数の状態を保持する
   状態保持手段とを含み、 前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態として、自
   ロック制御装置がロックを取得しておりかつ他のロック
   制御装置がロックを取得していない旨を表す第１の状態
   と、自ロック制御装置がロックを取得しておらずかつ他
   のロック制御装置がロックを取得しているかは不明であ
   る旨を表す第２の状態と、いずれのロック制御装置にお
   いてもロック取得されていない旨を表す第３の状態と、
   自ロック制御装置がロックを取得していなくかつ他のロ
   ック制御装置がロックを取得している旨を表す第４の状
   態とを有し、 前記第３の状態にあるロック変数に関してロックリクエ
   ストが発行された場合には他のロック制御装置の状態を
   参照せずにロック確保成功であることを判断し、前記第
   ４の状態にあるロック変数に関してロックリクエストが
   発行された場合には他のロック制御装置に当該ロックリ
   クエストを伝えないことを特徴とするロック制御装置。
5. 【請求項５】 主記憶を共有する複数のデータ処理装置
   を有するデータ処理システムにおける前記複数のデータ
   処理装置の少なくとも一つに関するロック変数の状態を
   それぞれ制御する複数のロック制御装置において、 前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録する登録手
   段と、 前記登録手段に登録されたロック変数の状態を保持する
   状態保持手段とを含み、 前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態として、自
   ロック制御装置がロックを取得しておらずかつ他のロッ
   ク制御装置がロックを取得しているかは不明である旨を
   表す第１の状態と、いずれのロック制御装置においても
   ロック取得されていない旨を表す第２の状態と、自ロッ
   ク制御装置がロックを取得していなくかつ他のロック制
   御装置がロックを取得している旨を表す第３の状態と、
   自ロック制御装置がロックを取得しておりかつ他のロッ
   ク制御装置が前記第３の状態にあるかもしれない旨を表
   す第４の状態と、自ロック制御装置がロックを取得して
   おりかつ他のロック制御装置が前記第３の状態にはない
   旨を表す第５の状態とを有し、 前記第２の状態にあるロック変数に関してロックリクエ
   ストが発行された場合には他のロック制御装置の状態を
   参照せずにロック確保成功であることを判断し、前記第
   ３の状態にあるロック変数に関してロックリクエストが
   発行された場合には他のロック制御装置に当該ロックリ
   クエストを伝えず、前記第５の状態にあるロック変数に
   関してアンロックリクエストが発行された場合には他の
   ロック制御装置に当該アンロックリクエストを伝えない
   ことを特徴とするロック制御装置。
6. 【請求項６】 主記憶を共有する複数のデータ処理装置
   を有するデータ処理システムにおいて、前記複数のデー
   タ処理装置の少なくとも一つに関するロック変数の状態
   をそれぞれ制御する複数のロック制御装置であって、 前記ロック変数の状態を少なくとも一つ登録する登録手
   段と、 前記登録手段に登録されたロック変数の状態を保持する
   状態保持手段とを含み、 前記状態保持手段は、前記ロック変数の状態として、自
   ロック制御装置がロックを取得しておらずかつ他のロッ
   ク制御装置がロックを取得しているかは不明である旨を
   表す第１の状態と、いずれのロック制御装置においても
   ロック取得されていない旨を表す第２の状態と、いずれ
   かのロック制御装置がロックを確保しておりかつアンロ
   ックリクエストに対しては前記第１の状態に遷移する旨
   を表す第３の状態と、いずれかのロック制御装置がロッ
   クを確保しておりかつアンロックリクエストに対しては
   前記第２の状態に遷移する旨を表す第４の状態とを有
   し、 前記第２の状態にあるロック変数に関してロックリクエ
   ストが発行された場合には他のロック制御装置の状態を
   参照せずにロック確保成功であることを判断することを
   特徴とするロック制御装置。