JPH03134759A - 割込み優先順位制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数台の処理装置が主記憶を共有し、１つの
制御プログラムによって制御されるシステムにおける割
込み優先順位決定方法に関する。

〔従来の技術〕

入出力装置からの割込みは、複数台の処理装置をもつシ
ステムにおいて、その入出力動作を引き起こしたジョブ
は一般にシステム内の任意の処理装置上で実行可能であ
ることから、システム内の任意の処理装置上にて処理可
能な割込み要因である。このため、入出力割込みに対し
ては割込む処理装置を入出力動作を起動した処理装置に
限定することなく、その時点で適当な処理装置を１つ選
択してそこに割込むように構成する、いわゆる浮動割込
み処理方式を行うことが多い。

このような入出力割込み処理方式の実現例として１日立
製作所Ｍシリーズ処理装置マニュアル（Ｍ／Ｅｘモード
）における入出力割込み処理方式が例としてあげられる
。この例における割込み要因では、その時点で割込み可
能である処理装置が複数存在する場合に、処理としては
システム内の任意の処理装置に対して割込むことが許さ
れるが、システム性能の向上のため、その時の状態にし
たがって適当な処理装置に対して割込むよう制御する技
術が知られている。

そのような技術としてどの処理装置に対して割込むかを
決定する際に、単にあらかじめ与えられた優先順位にし
たがって割込み先を決定する以外に、システム内の処理
装置の負荷を均等化する目的で、ウェイト状態の処理装
置に対して割込む方式、あるいは特開昭５９−７９２３
２記載のように、処理装置の利用率を割込むべき処理装
置の決定に用いる、などが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

入出力割込み等に伴う浮動割込み処理時に、割込み反映
可能である複数台の処理装置から選択を行い１割込みを
どの処理装置で実行するかの判定には前項で記載のよう
に従来からいくっがの方法が公告であり、これらの技術
は各処理装置の負荷の均等化によるシステム性能の向上
を狙ったものである。

しかしながら、これらの方式は各処理装置の性能、ひい
てはシステム全体の性能の面からは必ずしも最適な戦略
ではない場合が多い。これは、システムの各処理装置は
その内部に緩衝記憶装置を備えていることに原因がある
。

あるタスクの実行中に割込みが発生したときには、タス
クの実行が中断され１割込み処理等の制御プログラムや
引き続いた別のタスクが実行され、それらのプログラム
が自分の用いるデータをバッファ記憶中に読み込むため
、始めに実行していたタスクがバッファしていたデータ
は失われ、結果として緩衝記憶装置のバッファ効果が低
下する。

このため、これまでの構成では、割込み多発時に処理装
置の負荷分配はおこなわれるものも、各処理装置の実行
性能が低下するという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では割込むべき処理装置を決定する際に処理装置
のバッファ記憶装置の状態を反映させることによって上
記の割込まれた処理装置においてバッファ記憶装置のバ
ッファリング効果が低下するという問題点解決を計って
いる。

本発明では、割込むべき処理装置を、処理装置における
バッファ記憶装置のミスヒツト（求めるデータが自バフ
ァ記憶内にない）を監視し、ミスヒツトが多い処理装置
に対して割込みを行うという選択法を用いて決定する。

これは、１つのジョブは一般にいくつかの部分にわかれ
、その各部分の処理のあいだにはそのジョブ全体で用い
るデータの一部（ワーキングセット）のみを用いて実行
を行い、各部分の分割点で用いるデータが切り替わると
いうプログラムの性質を利用している６バソフア記憶装
置のデータの入れ換えは多くの場合、１つのジョブの実
行中にここで述べたワーキングセットの切り替わり点に
達した場合、あるいは新ジョブの割付は後のイニシャル
ローディングなどに集中しておこなわれ、ジョブが安定
して走行している間には比較的少なくなる。また、この
ような切り替え点では用いていたデータが切り替わるた
め、バッファ記憶装置のミスヒツトの確率が高く、また
これまでバッファしていたデータの再利用確率も低くな
る。このため、このような切り替え点にある処理装置に
対して割込みを行うことが、バッファリング効果の面か
ら好適な戦略となる。

このような切り替え点は、アーキテクチャによっては命
令によって明示的に与えられることもあり、その場合に
は割込み反映時にその命令（あるいはいくつかの命令）
が実行されてからジョブが安定するために必要な時間経
過していない処理装置に対して優先的に割込めばよい。

また切り替え点を示す命令がないようなアーキテクチャ
を持つ計算機の場合、切り替え点で見られる現象である
、バッファ記憶装置の内容の入れ換えが多発していると
いう事象を捉え、その処理装置が上記の切り替え点にあ
るとして処理を行えば良い。

〔作用〕

割込み処理等で緩衝記憶装置の効率が低下する理由は、
その時点までに緩衝記憶装置に取り込まれていたデータ
が他の処理の実行のために別のデータにおきかえられて
しまうためである。この時の低下の程度は緩衝記憶装置
にとりこまれていて他処理によって追い出された、再利
用するすべてのデータの量に等しい。このことからワー
キング・セットの切り替わり時の処理装置はより多くの
ブタをバッファしている処理装置に比べ、再利用するデ
ータをより少なくしかバッファしていないため、制御プ
ログラム、あるいは他のジョブに制御が移動してもバッ
ファの無駄が少なく押えられる。このため、本発明を用
いた場合、割込みによるシステム全体の効率低下を少な
くできる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１から３図までの図面を用いて説明
する。

第１図は、本発明によるシステムの構成図である。この
システムでは、２台の処理装置１０゜１１を持ち、入出
力制御装置４０と上記２台の処理装置がシステム制御装
置２ｏを介して１台の主記憶装置３０を共有している。

また、各処理装置内には各々緩衝記憶装置１００，１１
０があり、その中には主記憶装置３０のデータの１部分
の写しが保持されている。システム制御装置内には、割
込み制御論理２１および、主記憶との間のデータの転送
を制御する転送制御論理２２がある。割込み制御信号と
して入出力制御装置ｉ！４０から割込み要求線４１が割
込み制御部２１に接続され１割込み制御部２１は各処理
装置に対して割込み要求線１０３と１１３を送出し、ま
た各処理装置から当該処理装置が割込み可能で・あるか
どうかを示す割込みマスク信号１０２と１１２を受は取
っている。またこの実施例で処理装置選択に用いる情報
として、各処理装置が主記憶袋［３０に対して参照の要
求を発行したことを、信号線３２１および３２２によっ
て知ることができる。

各処理装置はその中にストアインタイブ、あるいはスト
アスルータイプのバッファ記憶装置をもち、自処理装置
内のバッファ記憶中に求めるデータが存在しなかったと
き、あるいはストアスルータイプでは書き込みに対して
、各処理装置はシステム制御装置２０の中の転送制御論
理２２を介して主記憶装置３０に対して参照、更新の要
求を行う。この転送制御論理２２は、２つの処理装置の
主記憶に対する要求の調停、また主記憶装置の動作の制
御を行なう。割込み制御部に対して送られる信号線３２
１，３２２は、バッファ記憶装置のタイプによらず、主
記憶装置に対する参照の要求があったことのみを伝え、
ストアスルータイプのバッファ記憶装置での更新の要求
は報告しない。

割込み制御部の構成を第２図に示す。Ｒ８−ＦＦ２１１
は、転送制御論理からの信号３２１゜３２２により、最
後に主記憶に参照を行った側の処理装置の番号を保持す
る。Ｒ８−ＦＦ２１１の結果が０′であるときは最後に
参照、更新を行った側が処理袋５１Ａ１０であることを
示し、１１１であるときには処理装置Ｂｌｌであること
を示す。

番号２１２からの布線論理は、割込むべき処理装置を判
定する論理である。この論理では１割込み要求が入出力
制御装置から信号線４１を介して発行された場合、第３
図にしたがった処理装置に対して割込みが要求される。

これは、以下のように割込む処理装置を選択することを
示しており、それを実現するのが上記の布線論理である
。

（１）いずれか一方の側の割込みマスクが閉じており、
そちらの処理装置で割込みを受は付けない場合には、割
込みマスクの開いた処理装置を選択する。

（２−）両処理装置の割込みマスクが開いており、両方
の処理装置にて割込みの受付が可能であるときには、最
後に主記憶装置に対して参照を行った側の処理装置に対
して割込みを発行する。

（３）両処理装置の割込みマイクが閉じているときには
割込み保留ＦＦ２１２にいずれかの処理装置にて割込み
マスクが開くまで割込み要求を保留する。割込みを各処
理装置に送出してからの割込み処理の保留は、各処理装
置にて行なう。

布線論理の出力は受付ＦＦ２１５，２２５によってタイ
ミングを合わせ、処理装置に対して送出する。

この実施例では、簡単な例として最後に主記憶装置に対
して参照を行った処理装置に対して割込む要請御してい
るが、これにたいしてより複雑な戦略を用いて本発明の
効果を向上させることもできる。

その例として、第２図のＲＳ　−Ｆ　Ｆ　２１１を第４
図の論理で置き換えた場合を説明する。この割込み制御
論理は、処理装置上のタスクのワーキングセットの切り
替わり中に割込みが入るように処理装置を選択すること
を狙っている。前の実施例では、１回の主記憶装置に対
する参照の要求をとのワーキングセットの切り替わりを
示す契機として用いているが、これは簡便ではあるがあ
まり良い指標ではない。第４図ではこれにかわって、−
定間隔で各処理装置が主記憶装置に対して送出した参照
要求の回数を数え、その回数がある一定のしきい値を超
えた側の処理装置に対して割込みを要求するという判定
条件を用いている。いずれの処理装置ともしきい値を超
えている。あるいはいずれの処理装置とも超えていない
ときはランダムに処理装置を選択する。

この論理は、一定間隔のサンプリングロック５１によっ
てリセットされる２つのカウンタ５２゜５３を持ち、こ
のカウンタはおのおの処理装置１０．１１の主記憶に対
する参照回数をカウントする。カウンタ５２，５３の出
力は比較論理５４゜５５によってあらかじめ与えられた
しきい値５６と比較され、その結果から処理装置判定を
行なう布線論理５７〜６２によって割込み優先順位、即
ち前の実施例のＲ８−ＦＦ２１１の出力を作成する。こ
の論理は、以下のとおりである。

（１）いずれか一方のみのカウンタがしきい値を超えて
いた場合、超えている側の処理装置の番号を出力する。

即ち、カウンタ５２の値がしきい値を超えており、カウ
ンタ５３の値が超えていなかったときは結果として処理
袋［Ａ１０を示す０′を出力し、カウンタ５２の値がし
きい値を超えず、カウンタ５３の値がしきい値を超えて
いる場合には処理装置Ｂｌｌを示す１′を出力する６ （２）どちらのカウンタともしきい値を超えている、あ
るいは下回っているときには、１０′と１１′をランダ
ムに取る信号６０を結果として出力する。この信号は、
完全なランダムである必要はなく１両処理装置に対して
割込みが均等に送出されるように出力されればよい。し
たがって割込み制御論理と独立に動作する論理の適当な
信号で十分、あるいは−回の割込みごとに反転する値で
も良い。

この実施例で画処理装置に対してカウンタの値がしきい
値を超えた。あるいは下回ったときにランダムに処理装
置を選択し、単に主記憶装置に対する参照の回数が多い
側の処理装置を選択しない理由は、ジョブの性質によっ
て主記憶装置に対する参照の回数に差があるため、単に
主記憶装置に対する参照回数が多いことを指標にした場
合、主記憶装置に対して参照回数の多い、すなわちワー
キングセットサイズが大きいか、参照の局所性の悪いジ
ョブに対して割込みが集中してそのようなジョブが沈み
込む減少を避ける必要があるためである。しきい値は、
システムで実行されるジョブの性質にも依るが、余りク
リティカルなものではなく、処理装置の速度にしたがっ
て設定すれば十分である。またこの実施例では、ジョブ
の新規割込付は時に割込みが多発する傾向があるが、こ
れが問題になるときは、新規割込付は時に一定時間割込
みを禁止するなど、ハードウェア的にも従来から知られ
た解決法がある。

〔発明の効果〕

本発明の実施例により、従来技術の項で述べた、割込み
の反映がバッファ記憶装置のバッファ記憶効率を損なう
という問題は、バッファ記憶装置への転送を多発させて
いる。即ちもともとバッファ記憶効率が悪く、また割込
みを反映してもそれまでにバッファ記憶装置に読み込ん
だデータが失われるという損失の少ない処理装置に対し
て割込みを反映させることにより軽減可能である６

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した割込み制御装置を含むシス
テムの構成をす図、第２図は１割込み制御論理を示す図
、第３図は、割込み制御装置の動作を示す図、第４図は
割込み制御論理の他の実施例を示す図である。 循 目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数台の、緩衝記憶装置を備える処理装置を持つ計
   算機システムにおいて、任意の処理装置に対して割込む
   ことが可能な割込み要因（以下浮動割込み要因と呼ぶ）
   の割込み先を、その時点の処理装置の緩衝記憶装置の状
   況を反映して決定することを特徴とする割込み優先順位
   制御方法。 ２、浮動割込み要因の割込み先を、割込んだことによる
   処理装置の緩衝記憶装置の効率の低下が少ない処理装置
   を推定し、それに対して割込むように割込み優先順位を
   付けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の割
   込み優先順位制御方法。 ３、浮動割込み要因の割込み先を、各処理装置の緩衝記
   憶装置の置き換えの頻度を監視し、その頻度のもつとも
   高い処理装置に対して割込むように割込み優先順位を付
   けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の割込
   み優先順位制御方法。 ４、緩衝記憶装置の利用状況を監視し、その監視結果を
   割込みの優先順位に反映することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の割込み優先順位制御方法。