JP3299361B2 - 共有メモリを持つマルチプロセッサシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のプロセッサと、
これらのプロセッサからアクセスされる共有メモリとか
ら構成される共有メモリを持つマルチプロセッサシステ
ムに関し、特に、プロセッサのクラッシュ発生時に実行
する共有メモリに対してのリカバリ処理を、少ないハー
ドウェア量に従いつつ実現できるようにする共有メモリ
を持つマルチプロセッサシステムに関する。

【０００２】複数のプロセッサから構成されるマルチプ
ロセッサシステムでは、各プロセッサから排他獲得され
て共通的にアクセスされる共有メモリを備える構成を採
る。このような構成を採るときにあって、共有メモリを
アクセスしているプロセッサにクラッシュが発生すると
きには、共有メモリに記憶されるデータを保証していく
必要がある。このようなリカバリ処理は、少ないハード
ウェア量で実現できるようにすることが必要である。

【０００３】

【従来の技術】共有メモリに展開されるデータが複数単
位から構成される場合、そのデータの更新を実行するプ
ロセッサが、データの更新途中でクラッシュすると、そ
のデータを保証することができないことになる。

【０００４】このような不都合に対処するために、従来
では、共有メモリを２つ備える構成を採って、データの
更新途中でプロセッサがクラッシュするときには、更新
前のデータを有効とすることで対処するという方法を採
っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術に従っていると、共有メモリを２つ備えな
くてはならず、ハードウェア量の増加を招くという問題
点があった。そして、２つの共有メモリの制御を必要と
することから、制御が複雑になるという問題点もあっ
た。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、複数のプロセッサと、これらのプロセッサか
らアクセスされる共有メモリとから構成されるときにあ
って、プロセッサのクラッシュ発生時に実行する共有メ
モリに対してのリカバリ処理を、少ないハードウェア量
に従いつつ実現できるようにする新たな共有メモリを持
つマルチプロセッサシステムの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１は本発明のマルチプロセッサシス
テムを構成する複数のプロセッサ、２はプロセッサ１か
ら排他獲得されて共通的にアクセスされる共有メモリ、
３はプロセッサ１と共有メモリ２との間を接続するバス
である。

【０００８】この共有メモリ２は、各プロセッサ１のア
クセスするデータを展開するプロセッサ間情報域２０
と、プロセッサ間情報域２０のデータ更新に先立って、
その更新データを一時的に展開するリカバリ情報領域２
１と、プロセッサ間情報域２０に対応付けて設けられ
て、リカバリ情報領域２１に更新データが展開されると
きに有効データ表示（リカバリ指示表示となる）に入っ
て、プロセッサ間情報域２０のデータがその更新データ
に更新されるときに無効データ表示（非リカバリ指示表
示となる）に戻るコード情報を管理するリカバリコード
領域２２とを備える。

【０００９】すなわち、リカバリコード領域２２は、リ
カバリ情報領域２１に更新データが展開された後、プロ
セッサ間情報域２０のデータがその更新データに更新さ
れるまでの間は、リカバリ情報領域２１に展開されるデ
ータが有効である旨のコード情報を管理し、一方、プロ
セッサ間情報域２０のデータがリカバリ情報領域２１に
展開される更新データに従って更新されるときには、リ
カバリ情報領域２１に展開されるデータが無効である旨
のコード情報を管理することになる。

【００１０】そして、プロセッサ１のクラッシュ発生時
に、そのクラッシュしたプロセッサ１により排他獲得さ
れている共有メモリ２の自動開放処理を実行する代表プ
ロセッサが存在する場合、その代表プロセッサは、プロ
セッサ１のクラッシュ発生時に、リカバリコード領域２
２のコード情報を検査する検査手段１０と、リカバリ情
報領域２１の展開データに従ってプロセッサ間情報域２
０のデータを変更する変更手段１１と、リカバリコード
領域２２にコード情報を設定する設定手段１２とを備え
る。

【００１１】代表プロセッサが検査手段１０／変更手段
１１／設定手段１２を持つときには、作用の欄で詳述す
るように、プロセッサ１がクラッシュするようなことが
あっても、代表プロセッサの処理に従ってプロセッサ間
情報域２０に展開されるデータが保証されることになる
ので、各プロセッサ１は、プロセッサ間情報域２０をア
クセスするときに、そのアクセスに先立って、リカバリ
コード領域２２のコード情報を検査する必要はない。

【００１２】一方、代表プロセッサが検査手段１０／変
更手段１１／設定手段１２を持たないときには、各プロ
セッサ１が、検査手段１０／変更手段１１／設定手段１
２を備えることになるが、この構成を採るときにあっ
て、検査手段１０は、プロセッサ間情報域２０をアクセ
スするときに、常にリカバリコード領域２２のコード情
報を検査していくことになる。

【００１３】

【作用】プロセッサ間情報域２０をアクセスするプロセ
ッサ１にクラッシュが発生すると、代表プロセッサは、
クラッシュしたプロセッサ１が排他獲得している共有メ
モリ２を強奪して、その自動開放処理を行うことにな
る。

【００１４】このとき、代表プロセッサが検査手段１０
／変更手段１１／設定手段１２を持つ場合には、代表プ
ロセッサの検査手段１０は、リカバリコード領域２２の
コード情報を参照することで、リカバリコード領域２２
に有効データ表示のコード情報が管理されているか否か
を検査する。

【００１５】この検査処理に従って、有効データ表示の
コード情報が管理されていることが検出されると、代表
プロセッサの変更手段１１は、リカバリ情報領域２１の
展開データに従ってプロセッサ間情報域２０のデータを
変更し、この変更結果を受けて、代表プロセッサの設定
手段１２は、リカバリコード領域２２にアトミックアク
ションで無効データ表示のコード情報を設定する。すな
わち、機械語の命令１つで、有効データ表示のコード情
報から無効データ表示のコード情報に書き換えるのであ
る。

【００１６】このようにして、代表プロセッサは、プロ
セッサ間情報域２０のデータを更新中のプロセッサ１に
クラッシュが発生することで、プロセッサ間情報域２０
に展開されるデータが保証できなくなると、リカバリ情
報領域２１に退避される更新データに従ってプロセッサ
間情報域２０のデータを正確なものに更新していくこと
で、プロセッサ間情報域２０に展開されるデータを保証
していくよう処理するのである。

【００１７】一方、代表プロセッサが検査手段１０／変
更手段１１／設定手段１２を持たない場合には、プロセ
ッサ間情報域２０のデータが保証されないことが起こる
ので、各プロセッサ１がプロセッサ間情報域２０をアク
セスするときに、そのアクセス元のプロセッサ１の検査
手段１０は、リカバリコード領域２２のコード情報を参
照することで、リカバリコード領域２２に有効データ表
示のコード情報が管理されているか否かを検査する。

【００１８】この検査処理に従って、有効データ表示の
コード情報が管理されていることが検出されると、その
アクセス元のプロセッサ１の変更手段１１は、リカバリ
情報領域２１の展開データに従ってプロセッサ間情報域
２０のデータを変更し、この変更結果を受けて、そのア
クセス元のプロセッサ１の設定手段１２は、リカバリコ
ード領域２２にアトミックアクションで無効データ表示
のコード情報を設定する。すなわち、機械語の命令１つ
で、有効データ表示のコード情報から無効データ表示の
コード情報に書き換えるのである。

【００１９】このようにして、代表プロセッサが検査手
段１０／変更手段１１／設定手段１２が持たない場合に
は、各プロセッサ１がこれらの手段を持つ構成を採っ
て、プロセッサ間情報域２０のデータを更新中のプロセ
ッサ１にクラッシュが発生することで、プロセッサ間情
報域２０に展開されるデータが保証できなくなると、リ
カバリ情報領域２１に退避される更新データに従ってプ
ロセッサ間情報域２０のデータを正確なものに更新して
いくことで、プロセッサ間情報域２０に展開されるデー
タを保証していくよう処理するのである。

【００２０】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図２に、本発明を具備するマルチプロセッサシステ
ムのシステム構成の一実施例を図示する。図中、図１で
説明したものと同じものについては同一の記号で示して
ある。

【００２１】１ａは代表プロセッサであって、プロセッ
サ１のクラッシュ発生時に、そのクラッシュしたプロセ
ッサ１により排他獲得されている共有メモリ２の自動開
放処理を実行するプログラムを展開するものである。２
００はプロセッサ間情報域２０を構成するカウンタであ
って、各プロセッサ１に展開されるプログラムのアクセ
ス対象となるカウンタ値を管理するカウンタＡとカウン
タＢという２つからなるものである。

【００２２】このカウンタ２００がカウンタＡとカウン
タＢという２つから構成されることから、例えばカウン
タＡのカウント値の更新処理終了後、カウンタＢのカウ
ント値の更新処理に入る前に、その更新処理を実行して
いるプロセッサ１にクラッシュが発生すると、カウンタ
Ａ／カウンタＢのカウント値の間に整合性がとれなくな
る。

【００２３】このような不都合を解消するために、本発
明では、新たに、共有メモリ２に、リカバリ情報領域２
１／リカバリコード領域２２を設ける構成を採って、こ
れらを使って、カウンタ２００のカウント値の保証を実
現するように構成するものである。

【００２４】図３に、この本発明を実現するために、カ
ウンタ２００のカウント値の更新処理を行うプログラム
が実行する処理フローの一実施例、図４に、この本発明
を実現するために、代表プロセッサ１ａに展開される自
動開放処理を司るプログラムが実行する処理フローの一
実施例を図示する。

【００２５】次に、これらの処理フローに従って、本発
明について詳細に説明する。最初に、図３の処理フロー
について説明する。カウンタ２００のカウント値の更新
処理を実行するプログラムは、図３の処理フローに示す
ように、先ず最初に、ステップ１で、共有メモリ２を排
他獲得することでプロセッサ間情報域２０を排他獲得す
る。続いて、ステップ２で、要求処理後のプロセッサ間
情報域２０のデータイメージを作成する。すなわち、カ
ウンタ２００のカウント値の更新データを作成するので
ある。

【００２６】続いて、ステップ３で、処理に合わせたリ
カバリ情報フォーマットに従って、作成した更新データ
をリカバリ情報領域２１に書き込む。すなわち、作成し
た更新データをリカバリ情報としてリカバリ情報領域２
１に書き込むのである。続いて、ステップ４で、リカバ
リコード領域２２に対して、有効なリカバリ情報をリカ
バリ情報領域２１に書き込んだことを記録すべく、その
旨の処理コードをアトミックアクションで書き込む。例
えば、処理コード“１”をアトミックアクションで書き
込むのである。この処理コードは、リカバリ処理が必要
であることを表示することになる。

【００２７】続いて、ステップ５で、要求処理を行う。
すなわち、作成した更新データに従って、カウンタ２０
０のカウント値を更新するのである。続いて、ステップ
６で、リカバリコード領域２２に書き込まれた処理コー
ドをアトミックアクションで取り消す。すなわち、リカ
バリコード領域２２に対して、リカバリ情報領域２１に
展開されるリカバリ情報が必要でなくなったことを記録
すべく、例えば“０”で表されるその旨の処理コードを
アトミックアクションで書き込むのである。この処理コ
ードは、リカバリ処理が不要であることを表示すること
になる。

【００２８】そして、最後に、ステップ７で、共有メモ
リ２の排他獲得を開放することでプロセッサ間情報域２
０の排他獲得を開放して処理を終了する。図５に、この
処理フローにより実行される処理の具体例を図示する。
ここで、この具体例では、カウンタ２００のカウント値
の更新処理を実行するプログラムが、カウンタＡ，Ｂの
カウント値に対してそれぞれ“３”を加算していくこと
を想定している。

【００２９】すなわち、この具体例では、カウンタ２０
０のカウント値の更新処理を実行するプログラムは、先
ず最初に、他プロセッサ１のプログラムとの競合を避け
るために共有メモリ２を排他獲得し、続いて、カウンタ
２００の現在値（この例では、カウンタＡの現在値とし
て“１”、カウンタＢの現在値として“０”を想定して
いる）を読み込んで、その現在値に“３”を加算するこ
とでアフターイメージを作成し、続いて、この作成した
アフターイメージを、リカバリ処理側と予め決めてある
フォーマット（この例では、先頭領域をカウンタＡのア
フターイメージ、次領域をカウンタＢのアフターイメー
ジとするフォーマットを想定している）に従って、リカ
バリ情報領域２１に書き込み、続いて、リカバリ処理が
必要であることを表示すべくリカバリコード領域２２に
処理コード“１”をアトミックアクションで書き込み、
続いて、作成したアフターイメージに従ってカウンタ２
００のカウント値を更新し、続いて、リカバリ処理が不
要であることを表示すべくリカバリコード領域２２に処
理コード“０”をアトミックアクションで書き込み、最
後に、共有メモリ２の排他獲得を開放する。

【００３０】この具体例からも分かるように、カウンタ
２００の更新処理を実行しているプロセッサ１が、図３
の処理フローのステップ４の処理後であって、ステップ
６の処理前にクラッシュする場合には、例えばカウンタ
Ａについては更新されているものの、カウンタＢについ
ては更新されていないというようなことが起こることか
ら、カウンタ２００のカウント値をリカバリ処理してい
く必要があるのに対して、ステップ４の処理前にクラッ
シュする場合には、カウンタ２００のカウント値の更新
処理は未遂であることからリカバリ処理の対象となら
ず、また、ステップ６の処理後にクラッシュする場合に
は、カウンタ２００のカウント値の更新処理は完遂され
ていることからリカバリ処理の対象とならないことにな
る。

【００３１】次に、図４の処理フローについて説明す
る。代表プロセッサ１ａに展開される自動開放処理プロ
グラムは、プロセッサ１にクラッシュが発生すると、図
４の処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１
で、クラッシュの発生したプロセッサ１が共有メモリ２
を排他獲得していたか否かを判断して、排他獲得してい
ないことを判断するときに、そのまま処理を終了する。

【００３２】一方、排他獲得していたことを判断すると
きには、ステップ２に進んで、共有メモリ２を排他獲得
を強奪する。続いて、ステップ３で、強奪した共有メモ
リ２のリカバリコード領域２２を参照することで、リカ
バリコード領域２２の処理コードを検査する。この検査
処理で、リカバリ処理不要の処理コードを判断するとき
には、ステップ４に進んで、クラッシュしたプロセッサ
１による共有メモリ２の排他獲得を開放して処理を終了
する。

【００３３】一方、ステップ３の検査処理で、リカバリ
処理必要の処理コードを判断するときには、ステップ５
に進んで、その処理コードの指示に従い、リカバリ情報
領域２１に書き込まれている更新データを用いてカウン
タ２００のカウント値を更新することで、ダウンしたプ
ログラムの要求処理を行う。続いて、ステップ６で、リ
カバリコード領域２２の処理コードをアトミックアクシ
ョンでもってリカバリ処理不要に設定し、続くステップ
４で、クラッシュしたプロセッサ１による共有メモリ２
の排他獲得を開放して処理を終了する。

【００３４】図６に、この処理フローにより実行される
処理の具体例を図示する。ここで、この具体例では、図
５の具体例にあって、カウンタＡのカウント値が更新さ
れた後、カウンタＢのカウント値が更新される前にプロ
セッサ１にクラッシュが発生することで、カウンタ２０
０のカウント値が信頼できない値となったことを想定し
ている。

【００３５】すなわち、この具体例では、代表プロセッ
サ１ａに展開される自動開放処理プログラムは、プロセ
ッサ１のクラッシュ発生に応じて呼び出されると、先ず
最初に、リカバリコード領域２２の処理コードを検査
し、続いて、その処理コードがカウンタ２００のカウン
ト値の変更を指示する“１”であるときには、リカバリ
情報領域２１に展開される先頭のデータをカウンタＡに
書き込むとともに、次のデータをカウンタＢに書き込む
ことで、ダウンしたプログラムの要求していたカウンタ
２００のカウント値の更新処理を実行し、続いて、リカ
バリ処理が不要であることを表示すべくリカバリコード
領域２２に処理コード“０”をアトミックアクションで
書き込み、最後に、本来の共有メモリ２の自動開放処理
に復帰する。

【００３６】このようにして、代表プロセッサ１ａは、
カウンタ２００のカウント値を更新中のプロセッサ１に
クラッシュが発生することで、カウンタ２００のカウン
ト値が保証できなくなると、リカバリ情報領域２１に退
避される更新データに従ってカウンタ２００のカウント
値を正確なものに更新していくことで、そのカウント値
を保証していくよう処理するのである。

【００３７】なお、この実施例では、代表プロセッサ１
ａがカウンタ２００のリカバリ処理を実行していくとい
う構成に従って本発明を開示したが、本発明はこれに限
られることなく、代表プロセッサ１ａが実行するのでは
なくて、各プロセッサ１がカウンタ２００をアクセスす
るときに実行していくという構成でも実現可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のプロセッサと、これらのプロセッサからアクセス
される共有メモリとから構成されるときにあって、プロ
セッサのクラッシュ発生時に実行する共有メモリに対し
てのリカバリ処理を、従来のように共有メモリを２つ持
つことなく実現できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明を具備するマルチプロセッサシステムの
システム構成図である。

【図３】アクセス要求元プログラムの実行する処理フロ
ーの一実施例である。

【図４】自動開放処理プログラムの実行する処理フロー
の一実施例である。

【図５】アクセス要求元プログラムの実行する処理の具
体例である。

【図６】自動開放処理プログラムの実行する処理の具体
例である。

【符号の説明】

１ プロセッサ ２ 共有メモリ ３ バス １０ 検査手段 １１ 変更手段 １２ 設定手段 ２０ プロセッサ間情報域 ２１ リカバリ情報領域 ２２ リカバリコード領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−12773（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−313975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−49467（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−288938（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−96868（ＪＰ，Ａ) 「日経エレクトロニクス」Ｎｏ．520, Ｐ．209−223（特に，Ｐ．215−217)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサと、該プロセッサから
   排他獲得されて共通的にアクセスされるプロセッサ間情
   報域を展開する共有メモリとから構成される共有メモリ
   を持つマルチプロセッサシステムにおいて、 共有メモリ上に、上記プロセッサ間情報域のデータ更新
   に先立って、その更新データを一時的に展開するリカバ
   リ情報領域と、上記プロセッサ間情報域に対応付けて設
   けられて、該リカバリ情報領域に更新データが展開され
   るときにリカバリ指示表示に入って、上記プロセッサ間
   情報域のデータが該更新データに更新されるときに非リ
   カバリ指示表示に戻るコード情報を管理するリカバリコ
   ード領域とを備える構成を採り、 かつ、プロセッサのクラッシュ発生時に、該クラッシュ
   したプロセッサにより排他獲得されている共有メモリの
   自動開放処理を実行するとともに、上記リカバリコード
   領域のコード情報がリカバリ指示を表示していることを
   検出するときには、上記リカバリ情報領域の展開データ
   に従って上記プロセッサ間情報域のデータを変更すると
   ともに、該コード情報をアトミックアクションで非リカ
   バリ指示表示に書き換える処理を行う代表プロセッサを
   備えることを、 特徴とする共有メモリを持つマルチプロセッサシステ
   ム。
2. 【請求項２】 複数のプロセッサと、該プロセッサから
   排他獲得されて共通的にアクセスされるプロセッサ間情
   報域を展開する共有メモリとから構成される共有メモリ
   を持つマルチプロセッサシステムにおいて、 共有メモリ上に、上記プロセッサ間情報域のデータ更新
   に先立って、その更新データを一時的に展開するリカバ
   リ情報領域と、上記プロセッサ間情報域に対応付けて設
   けられて、該リカバリ情報領域に更新データが展開され
   るときにリカバリ指示表示に入って、上記プロセッサ間
   情報域のデータが該更新データに更新されるときに非リ
   カバリ指示表示に戻るコード情報を管理するリカバリコ
   ード領域とを備える構成を採り、 かつ、各プロセッサは、上記プロセッサ間情報域のデー
   タをアクセスするときに、上記リカバリコード領域のコ
   ード情報を参照する構成を採って、該コード情報がリカ
   バリ指示を表示していることを検出するときには、上記
   リカバリ情報領域の展開データに従って上記プロセッサ
   間情報域のデータを変更するとともに、該コード情報を
   アトミックアクションで非リカバリ指示表示に書き換え
   るように構成されることを、 特徴とする共有メモリを持つマルチプロセッサシステ
   ム。