JP4149619B2 - 優先度変換システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オペレーティングシステムのスケジューリングポリシーにしたがってＣＰＵを割り当てるプロセスまたはスレッドの順序を決定するスケジューリング時に考慮される優先度を独自のスケジュールポリシーにしたがって変更することを可能とする優先度変換システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの普及は目覚ましく、様々なコンピュータが種々開発されている。また、このコンピュータを効率的に利用するためのものとして、オペレーティングシステムが存在する。このオペレーティングシステムは、プロセスやスレッドなどをＣＰＵの割り当て単位としており、あるスケジューリングポリシーにしたがって、ＣＰＵを割り当てるプロセスまたはスレッドの順序を決定している。そして、このスケージューリングポリシーが考慮する要因の一つが優先度である。
【０００３】
ところで、ある既存のアプリケーションプログラムについて、そのスケジューリングのされ方を変更したい場合には、以下の方法で実現可能である。
【０００４】
（１）オペレーティングシステムが外部スケジューラの組み込みをサポートしている場合であれば、独自の外部スケジューラを作成して組み込むことにより変更が可能となる。
【０００５】
（２）オペレーティングシステムのソースコードを変更可能な場合であれば、オペレーティングシステムのスケジューリングポリシーを変更することにより変更が可能となる。
【０００６】
（３）上記以外の場合は、アプリケーションプログラムの優先度を変更することによりスケジュールのされ易さの傾向を操作することが可能となる。この場合、アプリケーションプログラム自身を変更するか、あるいはアプリケーションプログラムの外部から優先度を変更する方法が考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の方法のうち、オペレーティングシステムに依存しない方法は、アプリケーションプログラムの優先度を変更する方法しかなく、既存のアプリケーションプログラム自身を変更する方法は、ソースコードを入手することができないアプリケーションプログラムに対しては適用できないといった問題があった。
【０００８】
一方、アプリケーションプログラムの外部から優先度を変更する方法では、アプリケーションプログラム内で動作するスレッドを特定できないため、複数のスレッドが存在する場合に、適切にスレッドを特定して優先度を変更することができないといった問題があった。
【０００９】
この発明はこのような実情を考慮してなされたものであり、ＣＰＵの割り当て順序を決定するスケジューリング時に考慮される優先度を独自のスケジュールポリシーにしたがって変更することを可能とする優先度変換システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、この発明の優先度変換システムは、アプリケーションプログラムがオペレーティングシステムのスケジューリングに関する優先度設定機能を呼び出すことにより設定を要求する優先度情報を変換する優先度変換システムであって、前記優先度情報の変換を実行する優先度変換手段と、前記アプリケーションプログラムが指定する優先度情報を前記優先度変換手段に変換させ、その変換後の優先度情報を用いて前記アプリケーションプログラムが要求する優先度情報として設定する優先度設定手段と、初期化処理時に、前記アプリケーションプログラムがもつ前記優先度設定機能の優先度設定に関する呼び出し先情報を前記優先度設定手段の呼び出し先情報に書き換える書き換え手段とを有する優先度変換ライブラリと、前記アプリケーションプログラムの存在有無を検出する検出手段と、前記検出手段により前記アプリケーションプログラムの存在が検出された場合、前記優先度変換ライブラリを読み込んで初期化処理を行うライブラリロード機構を前記アプリケーションプログラム内に生成するロード機構生成手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、この発明の実施形態に係る優先度変換システムが動作するコンピュータシステムの構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、このコンピュータシステムは、ＣＰＵ１、システムメモリ２、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）３、表示コントローラ４およびキーボードコントローラ５を備えている。
【００１９】
ＣＰＵ１は、このコンピュータシステム全体の制御を司るものであり、システムメモリ２に格納されたオペレーティングシステム１０や各種応用プログラムであるアプリケーション２０、この優先度変換システムを実現する優先度変換ライブララリ３０および優先度変換ライブラリ３０をアプリケーション２０と接続するためにライブラリロード部を生成する優先度変換サーバ４０などを実行制御する。
【００２０】
システムメモリ２は、このコンピュータシステムの主記憶となるメモリデバイスであり、ＣＰＵ１によって実行制御されるオペレーティングシステム１０や各種応用プログラムであるアプリケーション２０、この優先度変換システムを実現する優先度変換ライブララリ３０および優先度変換サーバ４０、ならびにこれらの実行に用いられる各種処理データを格納する。
【００２１】
磁気ディスク装置（ＨＤＤ）３は、このコンピュータシステムの外部記憶となるメモリデバイスであり、システムメモリ２にロードされるプログラムやこのプログラムから入出力される各種処理データを大量に格納する。
【００２２】
表示コントローラ４は、このコンピュータシステムのユーザインタフェースのアウトプットを司るものであり、ＣＰＵ１が描画する表示データをＬＣＤやＣＲＴ（図示せず）などに表示制御する。
【００２３】
そして、キーボードコントローラ５は、このコンピュータシステムのユーザインタフェースのインプットを司るものであり、キーボードやマウスから送信される制御信号を入力データに変換してＣＰＵ１に引き渡す。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、この発明の第１実施形態を説明する。
【００２５】
図２は、この第１実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。
【００２６】
アプリケーション２０は、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００２７】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に解決するものであり、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的にもっている機能である。
【００２８】
また、優先度変換ライブラリ３０は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換えるためのシンボルすり替え部３１を備えている。
【００２９】
ここで、この第１実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について説明する。
【００３０】
アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をリンクしておくと、その起動時に、オペレーティングシステム１０によって優先度変換ライブラリ３０も読み込まれて初期化される。この優先度変換ライブラリ３０の初期化処理において、シンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１のスケジューリングに関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを独自スケジューラ５１の呼び出し先アドレスに書き換える。すなわち、アプリケーション２０のソースプログラムに書かれているスケジューリングに関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを独自スケジューラ５１の呼び出し先アドレスに変更する処理を行なう。
【００３１】
これにより、以後、アプリケーション２０がスケジューリングに関わるアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、独自スケジューラ５１が呼び出されるようになるため、この独自スケジューラ５１に所望のスケジューリングポリシーをもたせることにより、任意の優先度変換が実現されることになる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を説明する。
【００３３】
図３は、この第２実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。
【００３４】
アプリケーション２０は、スケジューリングに関するアプリケーションインタフェースの呼び出しを行なうために、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００３５】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に、アプリケーションに含まれる全スレッドを認識するために用いられ、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的に持っている機能である。
【００３６】
また、優先度変換ライブラリ３０は、シンボルすり替え部３１、優先度変換テーブル３２、優先度変換部３３、優先度設定部３４、優先度取得部３５および優先度保持テーブル３６を備えている。
【００３７】
シンボルすり替え部３１は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換える機能をもつ。
【００３８】
優先度変換テーブル３２は、優先度を変換する際に使用する変換情報が格納されるものである。
【００３９】
優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２を参照して任意の優先度を変換または逆変換する機能をもつ。
【００４０】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度設定機能を呼び出した際に動作するものであり、優先度変換部３３によって変換した優先度を設定する機能をもつ。
【００４１】
優先度取得部３５は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度取得機能を呼び出した際に動作するもので、変換後の優先度情報、または変換後の優先度情報を優先度変換部３３によって逆変換して返却する機能をもつ。
【００４２】
そして、優先保持テーブル３６は、優先度設定部３４がアプリケーション２０から指定された優先度情報とそれを優先度変換部３３にて変換した優先度情報とを格納しておくものである。
【００４３】
ここで、この第２実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について説明する。
【００４４】
アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をリンクしておくと、その起動時に、オペレーティングシステム１０によって優先度変換ライブラリ３０も読み込まれて初期化される。この優先度変換ライブラリ３０の初期化処理において、シンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１の優先度設定機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスにそれぞれ書き換える。すなわち、アプリケーション２０のソースプログラムに書かれている優先度設定機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスに変更する処理を行なう。
【００４５】
これにより、以後、アプリケーション２０が優先度制御に関するアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、優先度設定部３４または優先度取得部３５が呼び出されるようになる。
【００４６】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０から呼び出されると、このアプリケーション２０から指定された優先度を優先度変換部３３を用いて変換する。優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２の情報に基づき、この変換作業を行ない、優先度設定部３４に変換した優先度情報を出力する。そして、優先度設定部３４は、変換後の優先度情報を設定し、変換前後の優先度情報を優先度保持テーブル３６に記録しておく。
【００４７】
一方、アプリケーション２０から優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出されると、シンボルテーブル２１を参照して優先度取得部３５が呼び出される。優先度取得部３５は、優先度保持テーブル３６から指定された優先度情報を読み出すか、またはその優先度情報を優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて優先度の逆変換を行ない、その優先度情報をアプリケーション２０に返す。逆変換する理由は、アプリケーション２０が別な要因により優先度が変更される場合が考えられるため、現在の優先度情報により優先度変換部３３を用いて逆変換処理を実行する。
【００４８】
これにより、アプリケーション２０が指定した優先度に基づき、オペレーティングシステム１０が行なうスケジューリングとは異なるスケジューリングポリシーでの動作を行なわせることが可能となる。そして、このスケジューリングポリシーは、優先度変換テーブル３２の設定方法によって容易に設定することが可能である。また、アプリケーション２０が優先度情報の参照を要求した場合、本来の優先度情報を返却するため、アプリケーション２０に優先度の変換を一切意識させることがない。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を説明する。
【００５０】
図４は、この第３実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。この第３実施形態では、アプリケーション２０のソースプログラムがない場合において、優先度変換ライブラリ３０をロードして変更する方式を示す。
【００５１】
アプリケーション２０は、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００５２】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に解決するものであり、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的に持っている機能である。
【００５３】
また、優先度変換ライブラリ３０は、シンボルすり替え部３１、優先度変換テーブル３２、優先度変換部３３、優先度設定部３４、優先度取得部３５、優先度保持テーブル３６、スレッド検出部３７、スレッド実行停止部３８、スレッド実行再開部３９および既存スレッド優先度変換部３１０を備えている。
【００５４】
シンボルすり替え部３１は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換える機能をもつ。
【００５５】
優先度変換テーブル３２は、優先度を変換する際に使用する変換情報が格納されるものである。
【００５６】
優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２を参照して任意の優先度を変換または逆変換する機能をもつ。
【００５７】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度設定機能を呼び出した際に動作するものであり、優先度変換部３３によって変換した優先度を設定する機能をもつ。優先度の変換においてはオペレーティングシステムと交信してシステムに影響がないことを確認する。
【００５８】
優先度取得部３５は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度取得機能を呼び出した際に動作するもので、変換後の優先度情報、または変換後の優先度情報を優先度変換部３３によって逆変換して返却する機能をもつ。
【００５９】
優先保持テーブル３６は、優先度設定部３４がアプリケーション２０から指定された優先度情報と、それを優先度変換部３３にて変換した優先度情報とを格納しておくものである。
【００６０】
スレッド検出部３７は、オペレーティングシステム１０からシステム情報を収集し、任意のプロセスに含まれるスレッドを検出する機能をもつ。
【００６１】
スレッド実行停止部３８は、スレッド検出部３７で検出された任意のスレッドの実行を一時的に停止させる機能をもつ。
【００６２】
スレッド実行再開部３９は、スレッド実行停止部３８により一時的に停止しているスレッドの実行を再開する機能をもつ。
【００６３】
そして、既存スレッド優先度変換部３１０は、アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をロードする際に任意の既存スレッドの優先度を取得し、優先度変換部３３によりその優先度を変換し設定する機能をもつ。この機能により、優先度変換ライブラリ３０をロードした時にアプリケーション２０の優先度を高く設定すれば、優先的に実行されることになる。
【００６４】
また、優先度変換サーバ４０は、アプリケーション登録テーブル４１、アプリケーション登録部４２、アプリケーション削除部４３、アプリケーション情報取得部４４、ライブラリロード部４５およびリモートスレッド生成部４６を備えている。
【００６５】
アプリケーション登録テーブル４１は、優先度変換の対象とするアプリケーション２０を特定するための情報を格納しておくものである。
【００６６】
アプリケーション登録部４２は、アプリケーション登録テーブル４１に優先度変換の対象とするアプリケーション２０を特定するための情報を登録する機能をもつ。
【００６７】
アプリケーション削除機能４３は、アプリケーション登録部４２によって登録された情報を削除する機能をもつ。
【００６８】
アプリケーション情報取得部４４は、オペレーティングシステム１０からシステム情報を収集し、システム内で動作中のアプリケーションの情報を収集する機能をもつ。
【００６９】
ライブラリロード部４５は、優先度変換ライブラリ３０を読み込み、初期化処理を行なう機能をもつ。
【００７０】
そして、リモートスレッド生成部４６は、任意のアプリケーションにライブラリロード部４５をスレッドとして送り込む機能をもつ。
【００７１】
ここで、この第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について図５乃至図７を参照して説明する。なお、この実施形態ではアプリケーション２０が単独で動作しているものとする。
【００７２】
優先度変換サーバ４０では、アプリケーション登録部４２による登録、およびアプリケーション削除部４３による削除によって、アプリケーション登録テーブル４１のアプリケーション情報が登録管理されている。そして、任意の時点でアプリケーション情報取得部４４によりオペレーティングシステム１０からシステム情報が取得され、アプリケーション登録テーブル４１と照らし合わされて、この登録されたアプリケーション２０がシステムに存在するかどうかが調べられる。ここでは、アプリケーション２０のアプリケーション情報がアプリケーション登録テーブル４１に登録されているものとする。
【００７３】
したがって、任意の時点で登録されたアプリケーション２０がオペレーティングシステム１０によって読み込まれ実行されると、アプリケーション情報取得部４４によってこのアプリケーション２０がシステムに存在することが検出される（ステップＳ１０）。この存在が検出されると、リモートスレッド生成部４６が、ライブラリロード部４５をアプリケーション２０内にスレッドとして生成する（ステップＳ１１）。そして、このアプリケーション２０内に生成されたライブラリロード部４５は、優先度変換ライブラリ３０を読み込み、初期化を行なう（ステップＳ１２）。
【００７４】
初期化が開始されると、優先度変換ライブラリ３０では、スレッド検出部３７が、オペレーティングシステム１０からシステム情報を取得し、アプリケーション２０に含まれる全スレッドを検出する（ステップＳ１３）。そして、スレッド検出部３７は、この検出した全スレッドをスレッド実行停止部３８を用いて一時的に実行を停止させる（ステップＳ１４）。次に、スレッド検出部３７は、この検出した全スレッドの優先度情報を既存スレッド優先度変換部３１０に渡し、既存スレッド優先度変換部３１０は、この優先度情報を優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて変換し、その変換した優先度情報を優先度設定部３５に設定させアプリケーション２０に通知する（ステップＳ１５）。この結果、アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０がロードされた時点において、たとえば低い優先度であったものを高い優先度に変換してやれば、このアプリケーション２０が直ちに実行されることになる。
【００７５】
この変換が終わると、図３と同様にシンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１の優先度設定に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスにそれぞれ書き換える（ステップＳ１６）。
【００７６】
そして、以上の処理が終わった後、優先度変換ライブラリ３０のスレッド実行再開部３９が、スレッド実行停止部３８によって停止されていた全スレッドの実行を再開させる（ステップＳ１７）。
【００７７】
これにより、以後、アプリケーション２０が優先度制御に関するアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、優先度設定部３４または優先度取得部３５が呼び出されるようになる。
【００７８】
そして、アプリケーション２０から優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出された場合、シンボルテーブル２１が参照されて優先度設定部３４が呼び出され（ステップＳ１８）、優先度設定部３４はアプリケーション２０から指定された優先度を優先度変換部３３を用いて変換して、アプリケーション２０に返す。優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２の情報に基づき、この変換作業を行なう。そして、優先度設定部３４は、変換後の優先度情報を設定し、変換前後の優先度情報を優先度保持テーブル３６に記録しておく（ステップＳ１９）。
【００７９】
一方、アプリケーションから優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出された場合、シンボルテーブル２１が参照されて優先度取得部３５がアプリケーション２０から呼び出され（ステップＳ２０）、優先度取得部３５は優先度保持テーブル３６からアプリケーション２０によって指定された優先度情報を読み出すか、または優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて優先度情報の逆変換を行ない、その優先度情報をアプリケーション２０へ返す（ステップＳ２１）。
【００８０】
これにより、アプリケーション２０が指定した優先度に基づき、オペレーティングシステム１０が行なうスケジューリングとは異なるスケジューリングポリシーでの動作を行なわせることが可能となる。そして、このスケジューリングポリシーは、優先度変換テーブル３２の設定方法によって容易に設定することが可能である。また、アプリケーション２０が優先度情報の参照を要求した場合、本来の優先度情報を返却するため、アプリケーション２０に優先度の変換を一切意識させることがない。さらに、ソースコードを入手することができない複数のスレッドが存在するアプリケーションプログラムに対しても、適切にスレッドを特定して外部から優先度を変換することが可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、アプリケーションプログラムから呼び出される、オペレーティングシステムや他のプログラムのスケジューリングに関わるアプリケーション・インタフェースをすり替えることにより、オペレーティングシステムや他のプログラムが備える本来のスケジューリングポリシーとは異なるポリシーをもつスケジューリングを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る優先度変換システムが動作するコンピュータシステムの構成を示す図。
【図２】同第１実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図３】同第２実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図４】同第３実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図５】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第１のフローチャート。
【図６】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第２のフローチャート。
【図７】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第３のフローチャート。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…システムメモリ
３…磁気ディスク装置（ＨＤＤ）
４…表示コントローラ
５…キーボードコントローラ
１０…オペレーティングシステム
２０…アプリケーション
２１…シンボルテーブル
３０…優先度変換ライブラリ
３１…シンボルすり替え部
３２…優先度変換テーブル
３３…優先度変換部
３４…優先度設定部
３５…優先度取得部
３６…優先度保持テーブル
３７…スレッド検出部
３８…スレッド実行停止部
３９…スレッド実行再開部
３１０…既存スレッド優先度変換部
４０…優先度変換サーバ
４１…アプリケーション登録テーブル
４２…アプリケーション登録部
４３…アプリケーション削除部
４４…アプリケーション情報取得部
４５…ライブラリロード部
４６…リモートスレッド生成部
【発明の属する技術分野】
この発明は、オペレーティングシステムのスケジューリングポリシーにしたがってＣＰＵを割り当てるプロセスまたはスレッドの順序を決定するスケジューリング時に考慮される優先度を独自のスケジュールポリシーにしたがって変更することを可能とする優先度変換システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの普及は目覚ましく、様々なコンピュータが種々開発されている。また、このコンピュータを効率的に利用するためのものとして、オペレーティングシステムが存在する。このオペレーティングシステムは、プロセスやスレッドなどをＣＰＵの割り当て単位としており、あるスケジューリングポリシーにしたがって、ＣＰＵを割り当てるプロセスまたはスレッドの順序を決定している。そして、このスケージューリングポリシーが考慮する要因の一つが優先度である。
【０００３】
ところで、ある既存のアプリケーションプログラムについて、そのスケジューリングのされ方を変更したい場合には、以下の方法で実現可能である。
【０００４】
（１）オペレーティングシステムが外部スケジューラの組み込みをサポートしている場合であれば、独自の外部スケジューラを作成して組み込むことにより変更が可能となる。
【０００５】
（２）オペレーティングシステムのソースコードを変更可能な場合であれば、オペレーティングシステムのスケジューリングポリシーを変更することにより変更が可能となる。
【０００６】
（３）上記以外の場合は、アプリケーションプログラムの優先度を変更することによりスケジュールのされ易さの傾向を操作することが可能となる。この場合、アプリケーションプログラム自身を変更するか、あるいはアプリケーションプログラムの外部から優先度を変更する方法が考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の方法のうち、オペレーティングシステムに依存しない方法は、アプリケーションプログラムの優先度を変更する方法しかなく、既存のアプリケーションプログラム自身を変更する方法は、ソースコードを入手することができないアプリケーションプログラムに対しては適用できないといった問題があった。
【０００８】
一方、アプリケーションプログラムの外部から優先度を変更する方法では、アプリケーションプログラム内で動作するスレッドを特定できないため、複数のスレッドが存在する場合に、適切にスレッドを特定して優先度を変更することができないといった問題があった。
【０００９】
この発明はこのような実情を考慮してなされたものであり、ＣＰＵの割り当て順序を決定するスケジューリング時に考慮される優先度を独自のスケジュールポリシーにしたがって変更することを可能とする優先度変換システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、この発明の優先度変換システムは、アプリケーションプログラムがオペレーティングシステムのスケジューリングに関する優先度設定機能を呼び出すことにより設定を要求する優先度情報を変換する優先度変換システムであって、前記優先度情報の変換を実行する優先度変換手段と、前記アプリケーションプログラムが指定する優先度情報を前記優先度変換手段に変換させ、その変換後の優先度情報を用いて前記アプリケーションプログラムが要求する優先度情報として設定する優先度設定手段と、初期化処理時に、前記アプリケーションプログラムがもつ前記優先度設定機能の優先度設定に関する呼び出し先情報を前記優先度設定手段の呼び出し先情報に書き換える書き換え手段とを有する優先度変換ライブラリと、前記アプリケーションプログラムの存在有無を検出する検出手段と、前記検出手段により前記アプリケーションプログラムの存在が検出された場合、前記優先度変換ライブラリを読み込んで初期化処理を行うライブラリロード機構を前記アプリケーションプログラム内に生成するロード機構生成手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、この発明の実施形態に係る優先度変換システムが動作するコンピュータシステムの構成を示す図である。
【００１８】
図１に示すように、このコンピュータシステムは、ＣＰＵ１、システムメモリ２、磁気ディスク装置（ＨＤＤ）３、表示コントローラ４およびキーボードコントローラ５を備えている。
【００１９】
ＣＰＵ１は、このコンピュータシステム全体の制御を司るものであり、システムメモリ２に格納されたオペレーティングシステム１０や各種応用プログラムであるアプリケーション２０、この優先度変換システムを実現する優先度変換ライブララリ３０および優先度変換ライブラリ３０をアプリケーション２０と接続するためにライブラリロード部を生成する優先度変換サーバ４０などを実行制御する。
【００２０】
システムメモリ２は、このコンピュータシステムの主記憶となるメモリデバイスであり、ＣＰＵ１によって実行制御されるオペレーティングシステム１０や各種応用プログラムであるアプリケーション２０、この優先度変換システムを実現する優先度変換ライブララリ３０および優先度変換サーバ４０、ならびにこれらの実行に用いられる各種処理データを格納する。
【００２１】
磁気ディスク装置（ＨＤＤ）３は、このコンピュータシステムの外部記憶となるメモリデバイスであり、システムメモリ２にロードされるプログラムやこのプログラムから入出力される各種処理データを大量に格納する。
【００２２】
表示コントローラ４は、このコンピュータシステムのユーザインタフェースのアウトプットを司るものであり、ＣＰＵ１が描画する表示データをＬＣＤやＣＲＴ（図示せず）などに表示制御する。
【００２３】
そして、キーボードコントローラ５は、このコンピュータシステムのユーザインタフェースのインプットを司るものであり、キーボードやマウスから送信される制御信号を入力データに変換してＣＰＵ１に引き渡す。
【００２４】
（第１実施形態）
まず、この発明の第１実施形態を説明する。
【００２５】
図２は、この第１実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。
【００２６】
アプリケーション２０は、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００２７】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に解決するものであり、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的にもっている機能である。
【００２８】
また、優先度変換ライブラリ３０は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換えるためのシンボルすり替え部３１を備えている。
【００２９】
ここで、この第１実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について説明する。
【００３０】
アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をリンクしておくと、その起動時に、オペレーティングシステム１０によって優先度変換ライブラリ３０も読み込まれて初期化される。この優先度変換ライブラリ３０の初期化処理において、シンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１のスケジューリングに関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを独自スケジューラ５１の呼び出し先アドレスに書き換える。すなわち、アプリケーション２０のソースプログラムに書かれているスケジューリングに関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを独自スケジューラ５１の呼び出し先アドレスに変更する処理を行なう。
【００３１】
これにより、以後、アプリケーション２０がスケジューリングに関わるアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、独自スケジューラ５１が呼び出されるようになるため、この独自スケジューラ５１に所望のスケジューリングポリシーをもたせることにより、任意の優先度変換が実現されることになる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を説明する。
【００３３】
図３は、この第２実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。
【００３４】
アプリケーション２０は、スケジューリングに関するアプリケーションインタフェースの呼び出しを行なうために、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００３５】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に、アプリケーションに含まれる全スレッドを認識するために用いられ、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的に持っている機能である。
【００３６】
また、優先度変換ライブラリ３０は、シンボルすり替え部３１、優先度変換テーブル３２、優先度変換部３３、優先度設定部３４、優先度取得部３５および優先度保持テーブル３６を備えている。
【００３７】
シンボルすり替え部３１は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換える機能をもつ。
【００３８】
優先度変換テーブル３２は、優先度を変換する際に使用する変換情報が格納されるものである。
【００３９】
優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２を参照して任意の優先度を変換または逆変換する機能をもつ。
【００４０】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度設定機能を呼び出した際に動作するものであり、優先度変換部３３によって変換した優先度を設定する機能をもつ。
【００４１】
優先度取得部３５は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度取得機能を呼び出した際に動作するもので、変換後の優先度情報、または変換後の優先度情報を優先度変換部３３によって逆変換して返却する機能をもつ。
【００４２】
そして、優先保持テーブル３６は、優先度設定部３４がアプリケーション２０から指定された優先度情報とそれを優先度変換部３３にて変換した優先度情報とを格納しておくものである。
【００４３】
ここで、この第２実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について説明する。
【００４４】
アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をリンクしておくと、その起動時に、オペレーティングシステム１０によって優先度変換ライブラリ３０も読み込まれて初期化される。この優先度変換ライブラリ３０の初期化処理において、シンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１の優先度設定機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスにそれぞれ書き換える。すなわち、アプリケーション２０のソースプログラムに書かれている優先度設定機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得機能に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスに変更する処理を行なう。
【００４５】
これにより、以後、アプリケーション２０が優先度制御に関するアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、優先度設定部３４または優先度取得部３５が呼び出されるようになる。
【００４６】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０から呼び出されると、このアプリケーション２０から指定された優先度を優先度変換部３３を用いて変換する。優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２の情報に基づき、この変換作業を行ない、優先度設定部３４に変換した優先度情報を出力する。そして、優先度設定部３４は、変換後の優先度情報を設定し、変換前後の優先度情報を優先度保持テーブル３６に記録しておく。
【００４７】
一方、アプリケーション２０から優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出されると、シンボルテーブル２１を参照して優先度取得部３５が呼び出される。優先度取得部３５は、優先度保持テーブル３６から指定された優先度情報を読み出すか、またはその優先度情報を優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて優先度の逆変換を行ない、その優先度情報をアプリケーション２０に返す。逆変換する理由は、アプリケーション２０が別な要因により優先度が変更される場合が考えられるため、現在の優先度情報により優先度変換部３３を用いて逆変換処理を実行する。
【００４８】
これにより、アプリケーション２０が指定した優先度に基づき、オペレーティングシステム１０が行なうスケジューリングとは異なるスケジューリングポリシーでの動作を行なわせることが可能となる。そして、このスケジューリングポリシーは、優先度変換テーブル３２の設定方法によって容易に設定することが可能である。また、アプリケーション２０が優先度情報の参照を要求した場合、本来の優先度情報を返却するため、アプリケーション２０に優先度の変換を一切意識させることがない。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、この発明の第３実施形態を説明する。
【００５０】
図４は、この第３実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図である。この第３実施形態では、アプリケーション２０のソースプログラムがない場合において、優先度変換ライブラリ３０をロードして変更する方式を示す。
【００５１】
アプリケーション２０は、シンボル名とそれに対応するアドレスとからなるシンボルテーブル２１を備えており、オペレーティングシステム１０の機能を呼び出す際などに参照する。
【００５２】
このシンボル名に対応するアドレスは、オペレーティングシステム１０がアプリケーション２０の実行を開始する際に解決するものであり、この機能は、共有ライブラリを使用するオペレーティングシステムが一般的に持っている機能である。
【００５３】
また、優先度変換ライブラリ３０は、シンボルすり替え部３１、優先度変換テーブル３２、優先度変換部３３、優先度設定部３４、優先度取得部３５、優先度保持テーブル３６、スレッド検出部３７、スレッド実行停止部３８、スレッド実行再開部３９および既存スレッド優先度変換部３１０を備えている。
【００５４】
シンボルすり替え部３１は、アプリケーション２０がもつシンボルテーブル２１の任意のシンボルに対応するアドレスを書き換える機能をもつ。
【００５５】
優先度変換テーブル３２は、優先度を変換する際に使用する変換情報が格納されるものである。
【００５６】
優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２を参照して任意の優先度を変換または逆変換する機能をもつ。
【００５７】
優先度設定部３４は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度設定機能を呼び出した際に動作するものであり、優先度変換部３３によって変換した優先度を設定する機能をもつ。優先度の変換においてはオペレーティングシステムと交信してシステムに影響がないことを確認する。
【００５８】
優先度取得部３５は、アプリケーション２０からオペレーティングシステム１０の優先度取得機能を呼び出した際に動作するもので、変換後の優先度情報、または変換後の優先度情報を優先度変換部３３によって逆変換して返却する機能をもつ。
【００５９】
優先保持テーブル３６は、優先度設定部３４がアプリケーション２０から指定された優先度情報と、それを優先度変換部３３にて変換した優先度情報とを格納しておくものである。
【００６０】
スレッド検出部３７は、オペレーティングシステム１０からシステム情報を収集し、任意のプロセスに含まれるスレッドを検出する機能をもつ。
【００６１】
スレッド実行停止部３８は、スレッド検出部３７で検出された任意のスレッドの実行を一時的に停止させる機能をもつ。
【００６２】
スレッド実行再開部３９は、スレッド実行停止部３８により一時的に停止しているスレッドの実行を再開する機能をもつ。
【００６３】
そして、既存スレッド優先度変換部３１０は、アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０をロードする際に任意の既存スレッドの優先度を取得し、優先度変換部３３によりその優先度を変換し設定する機能をもつ。この機能により、優先度変換ライブラリ３０をロードした時にアプリケーション２０の優先度を高く設定すれば、優先的に実行されることになる。
【００６４】
また、優先度変換サーバ４０は、アプリケーション登録テーブル４１、アプリケーション登録部４２、アプリケーション削除部４３、アプリケーション情報取得部４４、ライブラリロード部４５およびリモートスレッド生成部４６を備えている。
【００６５】
アプリケーション登録テーブル４１は、優先度変換の対象とするアプリケーション２０を特定するための情報を格納しておくものである。
【００６６】
アプリケーション登録部４２は、アプリケーション登録テーブル４１に優先度変換の対象とするアプリケーション２０を特定するための情報を登録する機能をもつ。
【００６７】
アプリケーション削除機能４３は、アプリケーション登録部４２によって登録された情報を削除する機能をもつ。
【００６８】
アプリケーション情報取得部４４は、オペレーティングシステム１０からシステム情報を収集し、システム内で動作中のアプリケーションの情報を収集する機能をもつ。
【００６９】
ライブラリロード部４５は、優先度変換ライブラリ３０を読み込み、初期化処理を行なう機能をもつ。
【００７０】
そして、リモートスレッド生成部４６は、任意のアプリケーションにライブラリロード部４５をスレッドとして送り込む機能をもつ。
【００７１】
ここで、この第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作原理について図５乃至図７を参照して説明する。なお、この実施形態ではアプリケーション２０が単独で動作しているものとする。
【００７２】
優先度変換サーバ４０では、アプリケーション登録部４２による登録、およびアプリケーション削除部４３による削除によって、アプリケーション登録テーブル４１のアプリケーション情報が登録管理されている。そして、任意の時点でアプリケーション情報取得部４４によりオペレーティングシステム１０からシステム情報が取得され、アプリケーション登録テーブル４１と照らし合わされて、この登録されたアプリケーション２０がシステムに存在するかどうかが調べられる。ここでは、アプリケーション２０のアプリケーション情報がアプリケーション登録テーブル４１に登録されているものとする。
【００７３】
したがって、任意の時点で登録されたアプリケーション２０がオペレーティングシステム１０によって読み込まれ実行されると、アプリケーション情報取得部４４によってこのアプリケーション２０がシステムに存在することが検出される（ステップＳ１０）。この存在が検出されると、リモートスレッド生成部４６が、ライブラリロード部４５をアプリケーション２０内にスレッドとして生成する（ステップＳ１１）。そして、このアプリケーション２０内に生成されたライブラリロード部４５は、優先度変換ライブラリ３０を読み込み、初期化を行なう（ステップＳ１２）。
【００７４】
初期化が開始されると、優先度変換ライブラリ３０では、スレッド検出部３７が、オペレーティングシステム１０からシステム情報を取得し、アプリケーション２０に含まれる全スレッドを検出する（ステップＳ１３）。そして、スレッド検出部３７は、この検出した全スレッドをスレッド実行停止部３８を用いて一時的に実行を停止させる（ステップＳ１４）。次に、スレッド検出部３７は、この検出した全スレッドの優先度情報を既存スレッド優先度変換部３１０に渡し、既存スレッド優先度変換部３１０は、この優先度情報を優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて変換し、その変換した優先度情報を優先度設定部３５に設定させアプリケーション２０に通知する（ステップＳ１５）。この結果、アプリケーション２０に優先度変換ライブラリ３０がロードされた時点において、たとえば低い優先度であったものを高い優先度に変換してやれば、このアプリケーション２０が直ちに実行されることになる。
【００７５】
この変換が終わると、図３と同様にシンボルすり替え部３１が、アプリケーション２０のシンボルテーブル２１の優先度設定に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度設定部３４の呼び出し先アドレスに、また、優先度取得に関するアプリケーション・インタフェースの呼び出し先アドレスを優先度取得部３５の呼び出し先アドレスにそれぞれ書き換える（ステップＳ１６）。
【００７６】
そして、以上の処理が終わった後、優先度変換ライブラリ３０のスレッド実行再開部３９が、スレッド実行停止部３８によって停止されていた全スレッドの実行を再開させる（ステップＳ１７）。
【００７７】
これにより、以後、アプリケーション２０が優先度制御に関するアプリケーション・インタフェースを呼び出す際には、本来呼び出されるはずのオペレーティングシステム１０の機能ではなく、優先度設定部３４または優先度取得部３５が呼び出されるようになる。
【００７８】
そして、アプリケーション２０から優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出された場合、シンボルテーブル２１が参照されて優先度設定部３４が呼び出され（ステップＳ１８）、優先度設定部３４はアプリケーション２０から指定された優先度を優先度変換部３３を用いて変換して、アプリケーション２０に返す。優先度変換部３３は、優先度変換テーブル３２の情報に基づき、この変換作業を行なう。そして、優先度設定部３４は、変換後の優先度情報を設定し、変換前後の優先度情報を優先度保持テーブル３６に記録しておく（ステップＳ１９）。
【００７９】
一方、アプリケーションから優先度取得のアプリケーション・インタフェースが呼び出された場合、シンボルテーブル２１が参照されて優先度取得部３５がアプリケーション２０から呼び出され（ステップＳ２０）、優先度取得部３５は優先度保持テーブル３６からアプリケーション２０によって指定された優先度情報を読み出すか、または優先度変換部３３、優先度変換テーブル３２を用いて優先度情報の逆変換を行ない、その優先度情報をアプリケーション２０へ返す（ステップＳ２１）。
【００８０】
これにより、アプリケーション２０が指定した優先度に基づき、オペレーティングシステム１０が行なうスケジューリングとは異なるスケジューリングポリシーでの動作を行なわせることが可能となる。そして、このスケジューリングポリシーは、優先度変換テーブル３２の設定方法によって容易に設定することが可能である。また、アプリケーション２０が優先度情報の参照を要求した場合、本来の優先度情報を返却するため、アプリケーション２０に優先度の変換を一切意識させることがない。さらに、ソースコードを入手することができない複数のスレッドが存在するアプリケーションプログラムに対しても、適切にスレッドを特定して外部から優先度を変換することが可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、アプリケーションプログラムから呼び出される、オペレーティングシステムや他のプログラムのスケジューリングに関わるアプリケーション・インタフェースをすり替えることにより、オペレーティングシステムや他のプログラムが備える本来のスケジューリングポリシーとは異なるポリシーをもつスケジューリングを実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る優先度変換システムが動作するコンピュータシステムの構成を示す図。
【図２】同第１実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図３】同第２実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図４】同第３実施形態の優先度変換システムの機能ブロックを示す図。
【図５】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第１のフローチャート。
【図６】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第２のフローチャート。
【図７】同第３実施形態の優先度変換システムにおける優先度変換の動作を示す第３のフローチャート。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ
２…システムメモリ
３…磁気ディスク装置（ＨＤＤ）
４…表示コントローラ
５…キーボードコントローラ
１０…オペレーティングシステム
２０…アプリケーション
２１…シンボルテーブル
３０…優先度変換ライブラリ
３１…シンボルすり替え部
３２…優先度変換テーブル
３３…優先度変換部
３４…優先度設定部
３５…優先度取得部
３６…優先度保持テーブル
３７…スレッド検出部
３８…スレッド実行停止部
３９…スレッド実行再開部
３１０…既存スレッド優先度変換部
４０…優先度変換サーバ
４１…アプリケーション登録テーブル
４２…アプリケーション登録部
４３…アプリケーション削除部
４４…アプリケーション情報取得部
４５…ライブラリロード部
４６…リモートスレッド生成部
Claims (2)
- アプリケーションプログラムがオペレーティングシステムのスケジューリングに関する優先度設定機能を呼び出すことにより設定を要求する優先度情報を変換する優先度変換システムであって、
前記優先度情報の変換を実行する優先度変換手段と、
前記アプリケーションプログラムが指定する優先度情報を前記優先度変換手段に変換させ、その変換後の優先度情報を用いて前記アプリケーションプログラムが要求する優先度情報として設定する優先度設定手段と、
初期化処理時に、前記アプリケーションプログラムがもつ前記優先度設定機能の優先度設定に関する呼び出し先情報を前記優先度設定手段の呼び出し先情報に書き換える書き換え手段と
を有する優先度変換ライブラリと、
前記アプリケーションプログラムの存在有無を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記アプリケーションプログラムの存在が検出された場合、前記優先度変換ライブラリを読み込んで初期化処理を行うライブラリロード機構を前記アプリケーションプログラム内に生成するロード機構生成手段と、
を具備することを特徴とする優先度変換システム。 - 前記優先度変換ライブラリは、
前記変換後の優先度情報を本来の優先度情報に逆変換する優先度逆変換手段と、
前記アプリケーションプログラムが参照を要求する優先度を前記優先度逆変換手段に逆変換させ、その逆変換後の優先度情報を前記アプリケーションプログラムに返却する優先度取得手段とをさらに具備し、
前記書換え手段は、前記アプリケーションプログラムがもつ前記優先度設定機能の優先度取得に関する呼び出し先情報を前記優先度取得手段の呼び出し先情報に書き換える手段を含むことを特徴とする請求項１記載の優先度変換システム。
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