JPH02100755A

JPH02100755A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH02100755A
Application number: JP25290488A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hayashi; 英男林; Atsuo Mochizuki; 望月　敦雄
Original assignee: NEC Corp; NEC Computertechno Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Computertechno Ltd
Priority date: 1988-10-08
Filing date: 1988-10-08
Publication date: 1990-04-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】し産業上の利用分野］本発明はマルチプロセッサシステムに於るデッドロック
の検出手段に関する。

［従来の技術］マルチプロセッサでシステムを構成する目的には、シス
テムの総合スループッ１〜を高めることが一般的である
が、場合によっては、あるジョブのターンアラウンドタ
イムを短くすることも要求される。この場合、そのジョ
ブのタスクの内、依存関係のないものは複数のプロセッ
サで該タスクを並行して実行、あるいは、あるタスクの
一部を複数のプロセッサで並行して実行させることによ
り達成可能である。

あるタスクを並行して実行する場合、タスク間での同期
、あるいはタスク間で共通に参照するデータで、そのデ
ータの使用は排他的に使用するべきのらのもある。この
排他的に使用すべきデータである時には、ロックワード
を決めておいて、そのワードがアンロック状態であれば
、そのワードにロックをかけ、ロックをかけたプロセッ
サのみが、排他的に使用可能なデータを参照する。プロ
セッサがロックワードを参照した時、ロック状態にある
時、ロックワードがアンロックされるまで、排他的に使
用すべきデータへのアクセスは禁止される。また逆に、
並行して実行する場合、同じデータを参照してもよい場
合もある。これらのデータは一般に主記憶に置かれてい
る。

［発明が解決しようとする課題］上述した従来の情報処理システムはプロセッサ間の排他
制御を主記憶装置の１ワードをロックワードとして使用
しているため、あるプロセッサがロックをとりアンロッ
クを忘れるとそのロックワードを参照する他のプロセッ
サはストールするという欠点がある。

そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、アン
ロック忘れによるストール状態になることを防止した情
報処理システムを提供することである。

［課題を解決するだめの手段コ本発明によれば、複数のプロセッサよりアクセスされる
通信レジスタと、通信レジスタへのテスト及セット命令
を実行した時、アクセスされた通信レジスタをプロセッ
サに書くと共に、そのワードがロックされていなければ
、ロックピットをオンに、ワードのカウント部を既定値
に、データ部にプロセッサより送られて来ているデータ
をセットし、元の通信レジスタに書く手段と、そのワー
ドがロックされていれば、カウント部を定められた値だ
け減じ元の通信レジスタに戻す手段と、そのワードがロ
ックされておりカウント部を修飾した結果が予め定めた
値となったことを検出するとデッドロック割込を発生ず
る手段とを有していることを特徴とする情報処理システ
ムが得られる。

［実施例１次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図である
。

プロセッサ＃Ｏ（１ｍプロセッサ＃１　（２）、プロセ
ッサ＃２（３）、プロセッサ＃３（４）は通常の処理装
置であり、全て同じものである。主記憶５はプロセッサ
＃０〜３（１〜４）の間のデータの授受を行なう１通信
レジスタ６とプロセッサ＃Ｏ〜３（１〜４）の間のでも
データの授受を行なう。

通信レジスタ（ＣＲ）６はプロセッサ＃０〜３（１〜４
）の間で通信する・情報の格納場所として使用される。

第２図は通信レジスタ６の一実施例を示す図である０通
信レジスタ６は２５６ワード（６４ビツト／ワード）で
構成され、群Ａはワード０〜１２７、群Ｂはワード１２
８〜１５９、群Ｃはワード１６０〜１９１、群りはワー
ド１９２〜２２３、群Ｅはワード２２４〜２５５に分け
られている６通信レジスタの群Ｂ〜Ｅの各々に対し各４
ビツトの通信レジスタディレクトリ８があり、その各ビ
ットは各プロセッサに、対応している。

例えば第２図に示す如く最左端ビットよりプロセッサ０
，１，２．３　（１〜４）に対応する。あるプロセッサ
より通信レジスタへのアクセス要求があった場合、通信
レジスタディレクトリ８を調べ、そのプロセッサ番号に
対応するビットが“１”の通信レジスタ群内の指定され
た通信レジスタへのアクセスが行なわれる。

第３図は通信レジスタ８へのアクセス例を示したもので
ある。プロセッサからのリクエストを受信した時、リク
エストしたプロセッサ番号をプロセッサ番号レジスタ１
４に、プロセッサの動作モードをモードレジスタ９に、
アドレス情報をアドレスレジスタ１０に受信する。動作
モードレジスタ９が“１”なら、ば特権モードを示して
おり、リクエストを送出したプロセッサはシステムプロ
グラムを実行している。動作モードレジスタ９が”０“
ならば非特権モードを示しており、リクエスト送出プロ
セッサはユーザープログラムを実行している。

もし動作モードレジスタ９が“１″の時、アドレスレジ
スタ１０のビット５６〜６３で示すエントリー即ち２５
６ワードの任意のものがアクセスされる。動作モードレ
ジスタ９が“ｏ″の時、プロセッサ番号レジスタ８の内
容は、デコーダ１１でデコードされ、その出力結果と通
信レジスタの群Ｂ〜Ｅに対応する通信レジスタデイレク
トリフの各ビットとが比較器１２で比較される。各比較
器１２の出力はエンコーダ１３で２ビツトに変換される
。この２ピントの左にモードレジスタ８が非特権モード
であることにより′１″を、前記エンコードされた２ビ
ツトの右側にアドレスレジスタ１０のビット５９〜６３
を結合することにより［−１的とする通信レジスタがア
クセスされる。

第４図は２５６ワードの容重をもつ通信レジスタの各ワ
ードの使い方を示したものである。第４図の（ａ）は情
報を格納するデータレジスタとして使う形式である。（
ｂ）は排他制御を行うためのロックワードとして使う形
式である。通信レジスタのどのワードをデータレジスタ
として使うか、ロックワードとして使うかは、ソフトウ
ェアまかせである。ロックワードとして使う場合、ピッ
Ｉへ０はロック表示部であり、“１′″はロック状態を
“０゛′はアンロック状態を示す。ビット８〜３１はカ
ウント部である。ビット３２〜６３は、ロックされた時
、プロセッサから送られて来ているデータのビット３２
〜６３を格納している。

プロセッサから通信レジスタをアクセスする３種の命令
か準備されている０通信レジスタの内容をリードする通
信レジスタセーブ命令、通信レジスタにプロセッサから
送られて来たデータを格納する通信レジスタロード命令
、それと通信レジスタテスト及セット命令である。

第５図は通信レジスタに関する命令動作を示したブロッ
ク図である。命令レジスタ２０はプロセッサは命令コー
ドをデータレジスタ１５にデータをプロセッサより受信
する。命令レジスタ１４の内容をデコーダ１９でデコー
ドする。デコード結果が通信レジスタへのロード命令で
あると指定された通信レジスタにデータレジスタ１５の
内容を書込む。命令レジスタ１４のデコードの結果、通
信レジスタのセーブ命令であると指定された通信レジス
タの内容は、通信レジスタリードレジスタ１６に読出さ
れ、リクエストしたプロセッサに送られる。命令レジス
タ２０のデコードの結果、通信レジスタのテスト及セッ
ト命令であると指定された通信レジスタの内容は、通信
リードレジスタ１６に読出されリクエストしたプロセッ
サに送られる。通信リードレジスタ１６のビット０の内
容が調べられビットＯが０”だとアンロック状態である
ため、ビットＯを”１″、ビット８〜３１にオール“１
”、ビット３２〜６３にデータレジスタ１５のビット３
２〜６３を指定された通信レジスタに格納する。即ちロ
ックが成功した事を示し、第４図の（ｂ）に示すカウン
タ部は最大値にセットされている。プＬ７セソサはロッ
クワードを受信し、そのビット０をテスト及セット命令
の後続命令でテストすることで口７りが成功した事を知
ることができる。

面信レジスタのデスト＆セット命令で通信レジスタリー
ドレジスタ１６に読出されたデータのビットＯが“１”
の場合もデータはリクエストしたプロセッサに送られる
９通信レジスタリードレジスタ１６のビット０が１”で
あるとビット８〜３１のカウント部の内容はデクリメン
ト回路１７で１減じられその結果は元の通信レジスタに
戻される。ビット８〜３１のカウント部の内容よりデク
リメント回路１７で１減じた結果が、“０゛′であるこ
とをデッドロック検出回路１８が検出すると、デッドロ
ック検出信号をプロセッサに通知する。プＩ７セヅサは
この信号を受信するとデッドロック例外処理に入る。即
ちロックワードに対して２２７１回アクセスされる間口
ツクが解除されない事となり、異常状態であるため、そ
の処理ルーチンに分岐する。

プロセッサがテスト及セット命令の実行の結果のデータ
を受取り、後続命令でそのビット０を調べ°゛１１パっ
た事よりロック不成功を知る。この時は再びテスト及セ
ット命令を送出しロックが解除されるまでこの動作をく
り返す。

第２図、第３図に示した通信レジスタディレクトリ８の
ビットをセットしたりリセットしたりするディレクトリ
制御命令がある。第６図はそのデータ形式を示している
。

とット５５はディレクトリの制御を示しており、ビット
６０〜６３でマスタープロセッサを示している。ビット
６０が“１”であればマスクプロセッサはプロセッサ＃
０（１）で、ビット６１が“１゛′であればマスタープ
ロセッサはプロセッサ＃１　（２＞であることを示して
いる。

ビット５５のＣビットが１であると、先ずリクエストし
たプロセッサ番号で通信レジスタディレクトリを調べ一
致するディレクトリのプロセッサ番りに相当するビット
をリセットする。続いてビット６０〜６３のマスタープ
ロセッサデータで通信レジスタディレクトリを調べ一致
するディレクトリにプロセッサ番号に相当するビットを
セットする。

ビット５５のＣビットが０であると、先ず、ビット６０
〜６３のマスタープロセッサ番号で通信レジスタディレ
クトリを調べ、一致するディレクトリよりリクエストし
たプロセッサ番号に相当するビットをリセットする。続
いて、空、即ち、いずれのビットもセットされていない
通信レジスタディレクトリを調べその１つのディレクト
リにリクエストしたプロセッサ番号に相当するビットを
セットする。

通信レジスタを利用してマルチ（マイク０）タスキング
を実行する手順の例を以下に示す。各プロセッサは別個
の仕事をしているものとし通信レジスタの群Ｂはプロセ
ッサ＃０に群Ｃはプロセッサ＃１（２）、群りはプロセ
ッサ＃２（３）、群Ｅはプロセッサ＃３（４＞に割当て
られているものとする。

プロセッサ＃１　（２）で実行しているプログラムがマ
ルチタスクを実行することを示しているとシステムプロ
グラムは現在アイドル中のプロセッサあるいは現在動作
しているがレベル（プライオリティ）の低いジョブを実
行しているプセッサを確保する。ここでは、プロセッサ
＃２（３）がアイドルであったためマルチタスクを実行
するため確保したとする。

確保されたプロセッサ＃２　（３）はＣビットが１であ
るディレクトリ制御命令を実行する。この時のマスター
プロセッサはプロセッサ＃１　（２）である。

従って、ディレクトリ制御命令の実行の結果、群りのデ
ィレクトリは空となり群Ｃのディレクトリにはプロセッ
サ＃１　（２＞とプロセッサ＃２（３）のビットがセッ
トされる。従ってプロセッサ＃１　（２＞とプロセッサ
＃２　（３）は通信レジスタの群Ｃをアクセスできるこ
とになる。即ち、群Ｃの通信レジスタに格納される情報
を参照しながらプロセッサ＃１　（２）とプロセッサ＃
２　（３）は並行してタスクを実行する。

マルチタスクの必要性がなくなるとプロセッサ＃２　（
３）はＣビットかＯであるディレクトリ制御命令を実行
する。その結果群Ｃのディレクトリのプロセッサ＃２　
（３）のピッＩ〜はリセットされ空であった群りのディ
レクトリのプロセッサ＃２（３）に相当するビットはセ
ットされる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明は、プロセッサ間の排他制
御に通信レジスタを曲用しロックワード中にカウント部
を設はロックワードかロック中にテスト及セット命令を
実行されると、ロックワード中のカウント部を減じその
結果が、既定値になると、デッドロック割込を発生ずる
ことにより、アン１７ツク忘れによるストール状態にな
る事を防ぐことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図、第２
図は通信レジスタの一実施例を示す構成図、第３図は通
信レジスタへのアクセス手順例を示した図、第４図は通
信レジスタのワードの使い方の形式を示した図、第５図
は通信レジスタに関する命令動作を示した図、第６図は
通信レジスタディレクトリ制御命令の制御データ形式を
示した図である。１〜４・・・プロセッサ、５・・・記憶制御装置、６・
・・通信レジスタ（ＣＲ１７・・・主記憶、８・・・通
信レジスタブイレフ１〜す、９・・・モードレジスタ、
１０・・アドレスレジスタ、１１・・・デコーダ、１２
・・・比軸器、１３・・・エンコーダ、１４・・・プロ
セッサ番号レジスタ、１６・・・通信レジスタリードレ
ジスタ、１７・・・デクリメント回路、１８・・・デッ
ドロック検出回路、１つ・・・デコーダ、２０・・・命
令レジスタ。第図ロック表示部第図第図ディレクトリから自プロセッサのビットをリセットする
。ｔ／ヒトＴ。Ｃｂｉｔ＝１　　（＋）　　自プロセッサ番号で通信レ
ジスタディレクトリを調べ一致Ｔるディレクトリから自
プロｔ／すのビットをリセットＴる。（２）　　マスクプロセッサ書冊で−ｊ通信ジスタディ
レクトリを論べ−ｆｆｉＴるディレクトリの自ブロセ／
すのビットをセットＴる。

Claims

【特許請求の範囲】１）複数のプロセッサと、前記複数のプロセッサよりア
クセスされる複数のエントリより構成される通信レジス
タを含む情報処理システムに於て、前記通信レジスタに
対するテスト＆セット命令をプロセッサより受信すると
共に、前記通信レジスタの指定情報、格納データ情報を
受信し、指定された通信レジスタの内容をプロセッサに
送出する手段と、該アクセスされた通信レジスタのワードは制御情報部と
カウント部とデータ部とから構成されていると解釈し、該ワードの制御情報部が第一の状態の時、該ワードの制
御情報部を第二の状態にする手段カウント部を予め定め
た値とする手段、データ部をプロセッサより受信した格
納データ情報とする手段と、該ワードの制御情報部が第
二の状態の時、該ワードのカウント部を予め定められた
値だけ減（あるいは増）じた値とする手段と、該ワードの制御情報部が第二の状態の時、カウント部の
内容より予め定められた値だけ減（あるいは増）じた結
果が予め定めた値である事を検出するとデッドロック割
込を発生する手段とを有することを特徴とする情報処理
システム。