JPH02501515A - プロセッサブロッキングの影響の減少 - Google Patents

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】 プロセッサブロッキングの影響の減少 発明の背景 本発明はあるプロセッサの作業が他のプロセッサの作業と衝突し一時的にブロッ ク（阻止）された時、そのプロセッサにおいて実行可能なタスクの供給を制御す ることに関する。このようなブロッキングは、例えば、あるプロセンサが他のプ ロセッサが作業しているコードの臨界領域にはいろうとする時に起こる（臨界領 域は２つ以上のプロセッサによる衝突アクセスに対して共存メモリに記憶されて いるデータを保護する為に設置されている）０通常ｂｎ界領域はあるプロセッサ がこの領域で作業を行う場合セントされ、そうでない場合にクリアされる共有メ モリ中のフラグによって保護される。プロセッサは常にその領域にはいる前に前 記フラグをチェックし、もしこのフラッグがセントされて１１泪ｚ、別のプロセ ッサがその領域から外れるまで待機する。

あるシステムにおいて、その待機プロセッサはその臨界領域が開放するまで他の タスクと作業するように割り当てられる。このような他のタスクへの切り替えは 、その切り替えタスクが実行されるごとに現在のコンテスト情報が記憶再生され る必要があり、時間を浪費する。

他の公知の解決方法は以下の長所を有している。即ち、あるコンピュータ（例え ば、ディジタル・イクイプメント社のＶＡＸ）において、各タスクは、例えばそ れの相対的緊急度およびそれらを実行する相対的オーバヘッド・コストに応じて 順位づけされる３２通りの割り込み優先レベルの１つに剖り当てられる。一般的 に、あるプロセッサが所与の割り込み優先レベルを有するある臨界領域でその作 業がブロックされた時、そのブロックされたプロセッサはより高次の割り込み優 先レベルを有する他のタスクのみを作業することができる。

発明の概要 本発明の一般的特長はブロックされて待機しているプロセンサによって実行可能 なタスクの供給を、それ以上でタスクの実行が許容される最小レベルにまで割り 込み優先を一時的に下げることによって増加させる点にある。

本発明の好適な実施例は以下の特長を有する。あるプロセッサが他のプロセッサ が作業しているコードの臨界領域からブロックされる結果として衝突が生じると 、そのブロックされたプロセッサの優先レベルが臨界領域の優先レベル以下に低 下される。但し、その優先レベルは、（異なった優先レベルに対するコンテスト 切り替えオーバヘッドに基づく）ある所定の優先レベルよりも低くはなく、また 衝突が生じる前にそのブロックされるプロセッサが有していた優先レベルよりも 低くはない。

その結果、そのブロックされたプロセッサは衝突が終了するのを待機する間にさ らにタスクを実行できる。その時、不合理な簀のコンチクスト切替えオーバヘッ ドを招くことがな（、またそのブロックされたプロセッサの元の優先レベルより 低い優先レベルのタスクは除外される。この手法は容易に実行でき、その応用に 柔軟性がある。

他の長所と特長は以下に述べる実施例と請求の範囲によって明らかにされる。

好適な実施例の説明 先ず図面について簡単に説明する。

第１図は多重プロセッサ・コンピューターの部分プロ、り図である。

第２図は劃り込み優先レベルのチャートである。

第３図はプロセッサに対する最小側り込み優先レベルの調整に関するフロー・チ ャートである。

盪−虞 第１図の対称多重プロセッサ（ＳＭＰ）システム１０において、プロセッサ１１ （１）〜１１（Ｎ）の数Ｎはバス１４を介して共通メモリ１２を共有する。その メモリ１２には他の物と供に、データ１６、同期優先テーブル１８および（臨界 領域２２、各種割り込みタスク２４およびセマホア・ルーチン２６を含む）操作 システム・応用コード２０が記憶されている。

その同期優先テーブルにおける各エントリ２８は臨界領域の１つに対応し、２つ 以上のプロセッサが対応臨界領域にはいるのを防止するように作用する。フラッ グ・フィールド３０（ＰＬ）は１つのプロセッサが臨界領域で操作しているかど うかを示す、もし、操作している場合には、そのプロセッサは、ＰＲＯＣ・ＩＤ ・フィールド３２において識別される。同期優先レベル（Ｓ　Ｐ　Ｌ）フィール ド３４はそのテーブル・エントリに随伴される臨界領域の割り込み優先レベルに 対応する値を含む。

第２図のＶＡＸにおいて、３２通りの割り込み優先レベル３６が示される。その 内、低次の１６通りのレベルはソフトウェア割り込み３８であり、高次の１６通 りのレベルは例えば応用プログラムからのサービス要求を含むハードウェア割り 込み４０である。

プロセッサが３以上のレベルニおける剖り込みに応答すると、コンチクスト切替 えはプログラム・カウンタ（Ｐ　Ｃ）およびプログラム・ステータス・ロングワ ード（Ｐ　Ｓ　Ｌ）のみの保存を要求する。

一方、そのプロセッサがレベル３未満の割り込みタスクに応答すると、そのコン チクスト切換えはすべてのレジスタが保存されることを要求する。

所定の割り込み優先レベル、例えばレベル２７において数多くの臨界領域４２が 存在する。同期優先テーブルにおいて与えられたエントリに対するＳＰＬフィー ルドは対応臨界領域の割り込み優先レベルに設定される。

第１図において、各プロセッサはそのプロセッサに対してＳＰＬ値を保持するハ ードウェア・レジスタ４４を有する。プロセッサはその割り込み優先レベルがそ の現在のＳＰＬより低いいかなるタスクも実行できない。

■−立 プロセッサが臨界領域にはいろうとする時、セマホア・ルーチン２６が実行され るよう制御される。

第３図に示すように、そのセマホア・ルーチンはまずプロセッサのＳＰＬを記憶 しく５０）、それから臨界領域に対応する周期優先テーブル・エントリ２８を考 慮し、そのプロセッサＳＰＬをそのテーブル・エントリ２８のＳＰＬフィールド 中の割り込み優先レベルに設定する（５２）。そのセマホア・ルーチンはそれか らフラグ・フィールド検査しセントする（５４）、もし、そのフラグが予めセン トされていなければ、その臨界ｅ１Ｍは専有されていないからそのプロセッサの みに使用できる。そしてそのプロセッサのＩＤがＰＲＯＣ・ＩＤ・フィールドに 入力され（５６）、そのプロセッサがその臨界領域にはいるよう制御される（６ ０）。

臨界領域の端部において、フラグはクリアされ（６２）、その結果、その臨界領 域は潜在的に他のプロセッサに利用可能である。

ことを見出した時には、そのプロセッサのＳＰＬを３又は（ステップ５０に記憶 されている）そのプロセッサの元の５ＰＬＯ内の大きい方の新しいＳＰＬに低下 させる（６６）、そしてそのプロセッサは、割り込み優先レベルが新しいＳＰＬ よりも高くかつ（潜在的に）Ｉ）Ｗ界領域よりも低いようなタスクの割り込みに 自由に応答できる。各割り込みタスクを実行したｉ　（６８）　、そのプロセッ サはセマホア・ルーチンに復帰し、再びフラグを検査する（７０）。もし、その 臨界領域が占有されたままの場合はそのプロセッサは再び他の割り込みタスクを 自由に実行する（６８）。

さもなければ、そのセマホア・ルーチンはそのプロセッサのＳＰＬをテーブル・ エントリＳＰＬに再記憶しく５２）、ステップ５４に進む。

そのプロセッサのＳＰＬを低下すると、その９ｎ界領域のＳＰＬより高い割り込 み優先レベルを有するタスクの付与を制限することなく、また２又はそれ以下の 割り込み優先レベルのタスクへののコンチクスト切換えのオーバヘッド・コスト を増加させることなく、実行可能なタスクの供給を増大することができる。

プロセッサの元の値以下にＳＰＬを低下させないので、そのプロセッサは、その 臨界領域に到達する以前のレベルよりも低い優先レベルのタスクを実行すること がないことが保証される。

他の実施例は以下の請求の範囲に示される０例えば、プロセッサがブロックされ た時、そのプロセッサのＳＰＬが低下する優先レベルを決定するのに別の方法を 使用することができる。

ＦＩＧ　／ 国際調査報告 ｍＩ＠＋ｎ＋°ｏｗｌ　Ａｓｍｔ″””　ＰＣＴ／ＩＪＳ　ε９１０１５８６

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．あるプロセッサの作業が他のプロセッサの作業と衝突し一時的にブロックさ れた時、そのプロセッサによって実行可能なタスクの供給を制御する方法であっ て、 優先順位におけるタスクを順位づける段階と、各プロセッサが作業を行うことを 許容されるタスクの最低優先レベルを示すそのプロセッサの優先レベルを保持す る段階と、あるプロセッサが他のプロセッサと衝突し一時的にブロックされる時 、その優先値を一時的に低下させて、ブロックされたままで実行可能なタスクの 供給を増大させる段階とから成ることを特徴とする方法。
2. ２．１つのプロセッサが他のプロセッサが作業しているコードの臨界領域への入 力をブロックされる時に前記衝突が生じ、そのプロセッサの優先レベルがその臨 界領域の優先レベル以下に低下されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の 方法。
3. ３．プロセッサの優先レベルが、所定の優先レベル以下に低下しないことを特徴 とする請求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．前記所定の優先レベルが、異なった前記優先レベルで生じるコンテクスト切 換えオーバヘッドに基づいて決定されることを特徴とする請求の範囲第２項記載 の方法。
5. ５．プロセッサの優先レベルが、その衝突が生じる直前に存在するブロックされ たプロセッサの優先レベル未満に低下しないことを特徴とする請求の範囲第２項 記載の方法。