JP3014112B2 - マルチプロセッサシステムにおけるメッセージ通信方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチプロセッサシステムにおいてメッセ
ージベースに従ってデータ情報を通信するよう処理する
マルチプロセッサシステムにおけるメッセージ通信方式
に関するものである。

近年、単一のプロセッサにより構成されるデータ処理
システムにあっては、仮想空間を共有しないデータ処理
機能同士が、メッセージに従ってデータ情報の送受信を
行うシステム構成を採ることが多くなってきている。一
方、データ処理の高速化と信頼性の向上を図るために、
データ処理システムをマルチプロセッサで構成するとい
う方法も広く採用されつつある。これから、このような
マルチプロセッサ構成のデータ処理システムに対して、
プロセッサ間で共用メモリを持たずにメッセージベース
に従ってデータ情報の送受信を実行できるような手段を
具備させていく必要性が叫ばれているのである。

〔従来の技術〕

メッセージベースのデータ処理システムでは、メッセ
ージの宛先情報であるケーパビリティを核（カーネルプ
ログラム）により管理されるメモリ内のケーパビリティ
・リスト（空間対応で備えられる）に展開するととも
に、メッセージ送信者は、このケーパビリティ・リスト
のインデクス値でもって宛先ケーパビリティを指定して
メッセージの送信を実行するという構成を採っている。

具体的な通信手順を説明すると、第５図に示すよう
に、メッセージの受信側となる空間（この図では空間
Ａ）は、先ず最初に、メッセージ通信を行うに先立っ
て、核に対して送信側の空間（この図では空間Ｂ）を指
定してケーパビリティ（図中ではCAPと略記している）
の発行を要求する。この発行要求を受け取ると、核は、
その送信側空間のケーパビリティ・リスト（図中ではCA
Pリストと略記している）に受信側空間の宛先ケーパビ
リティであるインデクス値を登録する。このように、核
がケーパビリティ・リストの空きの順番に従ってインデ
クス値を割り付けるよう処理するものであることから、
同じ宛先を表すケーパビリティであっても空間毎に異な
るインデクス値が割り付けられることになる。そして、
ケーパビリティ・リストにインデクス値が登録される
と、送信側空間は、この割り付けられたインデクス値を
宛先に指定してメッセージを受信側空間に送信すること
で、受信側空間へのメッセージの送信処理を実現する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなメッセージ通信処理方式で
は、核が送受信対象となる空間の双方を管理することが
必要となる。従って、マルチプロセッサシステムのよう
な、各プロセッサの核が自プロセッサのメモリ内の領域
しか管理することができない場合には、このようなメッ
セージ通信処理だけでは、プロセッサ間にまたがるメッ
セージ機構を実現することができないことになる。これ
から、従来のマルチプロセッサシステムでは、メッセー
ジ機構を提供する各プロセッサの核同士は、このような
メッセージ通信処理とは別の手段で通信を行わなければ
ならないために、各プロセッサの核は、自プロセッサ内
のメッセージ通信処理と、他プロセッサとの間の通信処
理という別の２つの通信処理を制御しなければならない
という問題点があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
メモリを共用しないマルチプロセッサシステムにおいて
もメッセージベースに従って通信が可能となるようにす
る新たなマルチプロセッサシステムにおけるメッセージ
通信方式の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。

図中、１は本発明を具備するプロセッサであって、マ
ルチプロセッサシステムを構成するものである。

この各プロセッサ１に展開される核は、メッセージ受
信側空間がケーパビリティの発行を要求すると、メッセ
ージ送信側空間のケーパビリティ・リストにユニークな
ケーパビリティを登録することで、メッセージ送信側空
間からメッセージ受信側空間へのメッセージ通信を実現
する処理を行うものであり、核内処理機能２の他、本発
明を実現するために、基本ケーパビリティ・リスト手段
３と、メッセージ送信手段４と、メッセージ受信手段５
とを備える。

核内処理機能２は、各プロセッサ１の核に共通的に備
えられるシステム構成制御機能やスケジューリング制御
機能などの核の処理する機能である。

基本ケーパビリティ・リスト手段３は、各プロセッサ
１の核に共通的に備えられる核内処理機能２に対して、
共通のケーパビリティを割り付けて管理する。

メッセージ送信手段４は、メッセージを送信するとき
に、基本ケーパビリティ・リスト手段３の管理するケー
パビリティと通信先のプロセッサ番号とを、そのメッセ
ージに付加して送信する。

メッセージ受信手段５は、基本ケーパビリティ・リス
ト手段３に従って、メッセージ送信手段４より通知され
るケーパビリティの指す核内処理機能２を特定し、送ら
れてくるプロセッサ番号が自らに割り付けられているプ
ロセッサ番号と同一であることを条件にして、この特定
された核内処理機能２に対して、送られてくるメッセー
ジを通知する。

〔作用〕

本発明では、メッセージ送信手段４は、自らのプロセ
ッサ１に展開される核内処理機能２から、他のプロセッ
サ１に展開される核内処理機能２に対して、メッセージ
の送信要求があると、基本ケーパビリティ・リスト手段
３の管理するそれに対応するケーパビリティを特定し、
その特定したケーパビリティと通信先のプロセッサ番号
とをメッセージに付加して、メッセージを送信する処理
を実行する。

受信側となるプロセッサ１のメッセージ受信手段５
は、先ず最所に、送られてきたプロセッサ番号が自らの
プロセッサ１のプロセッサ番号を表示しているのかをチ
ェックする。そして、このチェック処理に従って、自ら
が受信側となるプロセッサ１であると判断するときに
は、次に、メッセージ受信手段５は、送られてきたメッ
セージに付加されている基本ケーパビリティ・リスト手
段３上のケーパビリティを検索キーにして、自らの備え
る基本ケーパビリティ・リスト手段３を検索すること
で、この送られてきたメッセージが指定する核内処理機
能２を特定する。そして、この特定される核内処理機能
２に対して、送られてきたメッセージを通知するよう処
理する。

このように、本発明によれば、マルチプロセッサのシ
ステム構成を採るときに、メッセージ受信側空間がケー
パビリティの発行を要求すると、メッセージ送信側空間
のケーパビリティ・リストにユニークなケーパビリティ
を登録することで、メッセージ送信側空間からメッセー
ジ受信側空間へのメッセージ通信を実現する構成を採る
ときにあって、そのメッセージ機構を提供する核は、基
本ケーパビリティ・リスト手段３に管理されるケーパビ
リティを使って、他のプロセッサ１に展開される核内処
理機能２に対しても同様のメッセージ通信を実現できる
ようになることから、統一的な通信処理を実現できるよ
うになる。

〔実施例〕

以下、マルチプロセッサシステムを構成するプロセッ
サの核のデータ処理機能に対して適用した実施例に従っ
て本発明を詳細に説明する。

第２図に、本発明の一実施例を図示する。図中、1aは
メッセージを送信する送信側プロセッサ、1bはメッセー
ジを受信する受信側プロセッサ、2a−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）
は送信側プロセッサ1aが備える核内通信者であって、マ
ルチプロセッサシステムのシステム構成制御を実行する
システム構成制御手段や、マルチプロセッサシステムの
負荷バランスのスケジューリングを実行するスケジュー
リング制御手段といったように、マルチプロセッサシス
テム全体に係る制御を実行すべく各プロセッサに共通的
に備えられるデータ処理機能であるもの、2b−ｉ（ｉ＝
１〜ｎ）は受信側プロセッサ1bが備える核内通信者、3b
は受信側プロセッサ1bがメッセージ受信のために備える
基本CAPリストであって、核内通信者2b−ｉに割り付け
られるインデクス値を管理（対応する核内通信者2b−ｉ
へのリンクを張ることで対応関係を管理する構成が採ら
れる）するもの、6b−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は受信側プロセ
ッサ1bが備えるメイルボックスであって、核内通信者2b
−ｉ対応で備えられて、送信側プロセッサ1aの核内通信
者2a−ｉから送られてくるメッセージの受信装置をなす
もの、７はプロセッサ間データ転送装置であって、ハー
ドウェアを用いて送信側プロセッサ1aから受信側プロセ
ッサ1bへのデータ転送を実行するものである。なお、こ
の図では省略してあるが、送信側プロセッサ1aは、受信
側のプロセッサとして動作するときに必要となる基本CA
Pリストやメイルボックスを備えている。

本発明が特徴的に備える基本CAPリスト3bは、各プロ
セッサが備える核内通信者2b−ｉに対して、共通のイン
デクス値を割り付けるよう構成している。すなわち、第
３図に示すように、基本CAPリスト3bが、例えば核内通
信者2b−ｉのシステム構成制御手段に対してインデクス
値“1"を割り付け、スケジューリング制御手段に対して
インデクス値“2"を割り付けて管理する場合には、図示
しない送信側プロセッサ1aの基本CAPリストもまた、核
内通信者2a−ｉのシステム構成制御手段に対してインデ
クス値“1"を割り付け、スケジューリング制御手段に対
してインデクス値“2"を割り付けて管理する構成を採っ
ている。

次に、このように構成される本発明の動作処理につい
て詳細に説明する。

送信側プロセッサ1aの核内通信者2a−ｉは、受信側プ
ロセッサ1bの核内通信者2b−ｉに対してメッセージを通
信する必要があるときには、予めインタフェースとして
決められているそのメッセージの送信先の核内通信者2b
−ｉに割り付けられているインデクス値を特定する。上
述したように、すべてのプロセッサに存在する基本CAP
リストは同一のインデクス値に従って核内通信者2b−ｉ
を管理する構成を採るものであることから、送信側プロ
セッサ1aの核内通信者2a−ｉは、メッセージの送信先の
核内通信者2b−ｉに割り付けられているインデクス値を
特定することが可能になるのである。この特定処理によ
り、第３図の例で説明するならば、メッセージの送信先
の核内通信者2b−ｉがシステム構成制御手段であるとき
にはインデクス値“1"が特定され、スケジューリング制
御手段であるときにはインデクス値“2"が特定されるこ
とになる。

続いて、核内通信者2a−ｉは、プロセッサ間データ転
送装置７に対してこの特定したインデクス値を通知する
とともに、受信側プロセッサ1bのプロセッサ番号と送信
するメッセージとを通知するよう処理する。

このようにして、送信先のプロセッサ番号と、核内通
信者2b−ｉを特定する基本CAPリスト3b上のインデクス
値と、メッセージ内容とを受け取ると、プロセッサ間デ
ータ転送装置７は、これらを受信側プロセッサ1bに送信
するよう処理する。このデータ転送処理は、具体的に
は、プロセッサ間を接続するバスを介して実行されるこ
とになる。

この送信側プロセッサ1aからの送信通知を受け取る
と、受信側プロセッサ1bの受信処理機構は、先ず最所
に、送られてきたプロセッサ番号が自らの属するプロセ
ッサのプロセッサ番号を表示しているのかをチェックす
る。このチェック処理に従って、自らに送られてきたメ
ッセージであると判断するときには、次に、受信処理機
構は、送られてくるインデクス値から基本CAPリスト3b
を検索してメイルボックス6b−ｉを特定し、続いて、自
らに対応付けられている核内通信手段2b−ｉを特定す
る。続いて、送られてくるメッセージを受信するととも
に、その受信したメッセージを自らに対応付けられてい
る核内通信者2b−ｉに対して渡すよう処理する。

このようにして、第４図に示すように、送信側プロセ
ッサ1aの核内通信者2a−ｉは、受信側プロセッサ1bの核
内通信者2b−ｉに対して、メッセージベースに従ってデ
ータ情報を通信できるようになるのである。

図示実施例について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。例えば、実施例では、プロセッサ
の核内のプログラム手段に対して本発明を適用する例を
開示したが、セキュリティの問題が生じないならばユー
ザアプリケーションのプログラム手段に対してもそのま
ま適用することができるのである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、マルチプロセ
ッサのシステム構成を採るときに、メッセージ機構を提
供する核は、自プロセッサ内の通信処理と、他プロセッ
サとの間の通信処理とを、同じメッセージベースの通信
処理を使って統一的に実行できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の一実施例、 第３図は基本CAPリストの説明図、 第４図は本発明の動作処理の説明図、 第５図は従来技術の説明図である。 図中、１はプロセッサ、1aは送信側プロセッサ、1bは受
信側プロセッサ、２は核内処理機能、2a及び2bは核内通
信者、３は基本ケーパビリティ・リスト手段、3bは基本
CAPリスト、４はメッセージ送信手段、５はメッセージ
受信手段、6bはメイルボックス、７はプロセッサ間デー
タ転送装置である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メッセージ受信側空間がケーパビリティの
   発行を要求するときに、メッセージ送信側空間のケーパ
   ビリティ・リストにユニークなケーパビリティを登録す
   ることで、メッセージ送信側空間からメッセージ受信側
   空間へのメッセージ通信を実現する処理を行う核を展開
   する複数のプロセッサで構成されるマルチプロセッサシ
   ステムにおいて、 各プロセッサに展開される核が、 各プロセッサに共通的に備えられる核内処理機能に対し
   て、共通のケーパビリティを割り付けて管理する基本ケ
   ーパビリティ・リスト手段と、 上記基本ケーパビリティ・リスト手段の管理するケーパ
   ビリティと通信先のプロセッサ番号とを、送信メッセー
   ジに付加して送信するメッセージ送信手段と、 上記基本ケーパビリティ・リスト手段に従って、上記メ
   ッセージ送信手段より通知されるケーパビリティの指す
   核内処理機能を特定し、送られてくるプロセッサ番号が
   自らに割り付けられているプロセッサ番号と同一である
   ことを条件にして、この特定された核内処理機能に対し
   て、送られてくるメッセージを通知するメッセージ受信
   手段とを備えることを、 特徴とするマルチプロセッサシステムにおけるメッセー
   ジ通信方式。