JPH03141435A - プロセス切り換え方式 - 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、オペレーティングシステムにおいて。

特に、ハードウェアで提供されている命令が、スカラ系
の命令に属するもののみではなく、ベクトル系の命令が
提供されている場合で、大容量の情報を使用する演算や
、その大容量の情報を保持する必要があるオペレーティ
ングシステムにおいても、効率の良いプロセス切り換え
を可能とする方式に関する。

（従来の技術） 従来、この種のプロセス切り換え方式は、プロセス切り
換え事象が発生したときに、現在のプロセスコンテキス
ト情報を、全て、該当プロセスのプロセス固有情報領域
にあるコンテキスト情報格納域に退避し、プロセス実行
再開時には、退避されたプロセスコンテキスト情報を該
当プロセスが動作するべきプロセッサのハードウェアレ
ジスタ上に復元し、実行再開を可能とする方式となって
いた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の方式は、スカラ系の命令
のみの場合においては、せいぜい数百バイト、多くてＩ
Ｋバイト前後のプロセスコンテキスト情報を、プロセス
切り換え事象発生時、常に退避・復元するわけであった
。このため、スカラ系の命令とベクトル系の命令を使用
するシステムにおいては、−回のプロセス切り換え時に
全てのプロセスコンテキスト情報を退避しようとすると
。

数百にバイト近くのコンテキスト情報を退避し。

その後復元する必要がある。

このような処理を常に行っていたのでは、プロセス切り
換え処理にかかるシステムオーバヘッドは、かなり重大
な問題となる。

そこで２本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、プロ
セス切り換え処理におけるオーバーヘッドを有効に削減
したプロセス切り換え方式を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、コンピュータシステムのプロセス切り
換え方式において、ＣＰＵの割り当て作業を行うＣＰＵ
割り当て制御手段と、ＣＰＵの割り当てを行うときに、
いままで動作していたプロセスのコンテキスト情報を一
旦退避させるコンテキスト情報退避手段と、新しく動く
べきプロセスを決定し、そのプロセスのコンテキスト情
報を復元するコンテキスト情報復元手段と、当該プロセ
スの実行再開を可能とするプロセス切り換え手段と、実
際のＣＰＵ割り当てを行う対象であるプロセスの制御情
報を格納するプロセス制御テーブルとを有し、各プロセ
スが動作するために必要であり、プロセス切り換、え時
の情報を退避させておくコンテキスト情報格納域をもつ
プロセス固有情報領域を提供する基本オペレーティング
システムにおいて、スカシ系レジスタ類やベクトル系レ
ジスタ類をもつハードウェアレジスタ群の一種類である
ベクトル系命令カウンタの情報を保持する領域を命令カ
ウンタ保持領域として、前記各プロセス制御テーブルに
用意し、その命令カウンタ保持領域をベクトル系情報の
監視に使用して、当領域の値を参照することにより、プ
ロセス切り換え事象発生時の該当プロセスのベクトル系
コンテキスト情報の退避・復元を制御するベクトル系制
御手段を設けたことを特徴とするプロセス切り換え方式
％式％ （） 次に２本発明の実施例について１図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

本実施例は、コンピュータシステムにおいて。

基本オペレーティングシステム１と、ＣＰＵ割り当て制
御手段２と、プロセス切り換え手段３と。

ベクトル系制御手段４と、ハードウェアレジスタ群５と
、プロセス制御テーブル６と、プロセス固有情報領域７
とから構成される装置 プロセス切り換え手段３は、コンテキスト情報退避手段
３１とコンテキスト情報復元手段３２とから構成されて
いる。

第２図、及び、第３図は１本実施例の具体例を示す。

第２図で示すように、ハードウェアレジスタ群５は、ス
カシ系レジスタ類５１と、ベクトル系命令カウンタ５２
と、ベクトル系レジスタ類５３とから構成されている。

また、プロセス制御テーブル６は、各プロセスに一個用
意され、各種プロセスの制御情報が格納されるテーブル
であり、その一部として、ベクトル系命令カウンタ５２
の値を保持する命令カウンタ保持領域６１が存在する。

プロセス固有情報領域７は、実行中プロセスの固有情報
が格納される領域で、その一部として、コンテキスト情
報格納域１７１とコンテキスト情報格納域１１７２が存
在する。コンテキスト情報格納域ｌｌ７２は、ベクトル
系の命令に関連する情報が退避される領域であり、主に
ハードウェアレジスタ群５のベクトル系レジスタ類５３
が退避される。

また、コンテキスト情報格納域Ｉ７１は、前記以外のコ
ンテキスト情報が退避される領域である。

続いて、具体例を説明する。

第２図は、ハードウェアレジスタ群５のベクトル系命令
カウンタ５２の値が「１」で、プロセス制御テーブル６
内命令カウンタ保持領域６１の値が「０」の状態でプロ
セス切り換えが発生した場合を示す。プロセス制御テー
ブル６内命令カウンタ保持領域６１の値は、該当プロセ
スがプロセス切り換え事象により選ばれ動き出した直後
に、その時点の該当プロセスに対応するベクトル系命令
カウンタ５２の値が保持される。

第２図の場合は、保持された時点では、未使用のため「
０」であったが、今回のプロセス切り換え事象までの間
に、ベクトル系の命令がベクトル系命令カウンタ５２に
より使用されたことがわかるため、コンテキスト情報格
納域ｎ７２にベクトル系レジスタ類５３を退避する。ま
た、コンテキスト情報格納域１７１には、スカシ系レジ
スタ類５１とベクトル系命令カウンタ５２を当然退避す
る。

第３図は、ハードウェアレジスタ群５のベクトル系命令
カウンタ５２の値が「１」で、プロセス制御テーブル６
内命令カウンタ保持領域６１の値も「１」の状態でプロ
セス切り換えが発生した場合を示す。この場合は、保持
された時点の値とベクトル系命令カウンタ５２の値とが
等しいため。

今回のプロセス切り換え事象までの間に、ベクトル系の
命令が使用されていないことがわかる。このため、コン
テキスト情報格納域■７２にベクトル系レジスタ類５３
を退避しない。コンテキスト情報格納域Ｉ７１への退避
のみ行う。

第４図は９本実施例の大まかなフローを示す。

以下本フローチャートに沿って１本実施例の動作を説明
する。

まず、システム立ち上げ時、プロセス制御テーブル６が
作成され初期化されるが、このときプロセス制御テーブ
ル６内命令カウンタ保持領域６１は、ゼロクリアされる
。また、ハードウェアレジスタ群５のベクトル系命令カ
ウンタ５２の値は。

常にプロセス固有の情報を保持しておくように制御され
る。そのため１割り込み等が発生した場合には１割り込
み発生時の値を保持し１割り込み処理からの返却時、そ
の保持された値が復元されるようになっている。

以上のことを基本とし、まず、あるプロセスがプロセッ
サ上で動作中、入出力要求を発行したため、プロセス切
り換え事象が発生した（ステップ１）。

本事象はプロセス切り換え制御手段３に通知され、ハー
ドウェアレジスタ群５のベクトル系命令カウンタ５２に
はカウントされない通常系（主にスカラ系の命令）処理
に関連するコンテキスト情報、スカシ系レジスタ類５１
等をコンテキスト情報退避手段３１によって、プロセス
固有情報領域７のコンテキスト情報格納域１７１に退避
させる（ステップ２）。

次に、ベクトル系制御手段４に制御を渡し、プロセス制
御テーブル６内命令カウンタ保持領域６１の値と現時点
のハードウェアレジスタ群５のべクトル系命令カウンタ
５２の値とを比較し、ベクトル系命令カウンタ５２の値
がプロセス制御テーブル６内命令カウンタ保持領域６１
の値より大きいならば（判断３のＹＥＳ）、当ベクトル
系命令カウンタ５２でカウントされる処理系に関連する
コンテキスト情報をコンテキスト情報退避手段３１によ
って、プロセス固有情報領域７のコンテキスト情報格納
域■７２に退避させる（ステップ４）。通常初期値がゼ
ロであるため、最初のプロセス切り換え処理時はゼロと
ベクトル系命令カウンタ５２の値との比較になり、−回
でも命令が実行されればカウンタが＋１されるため、退
避対象となる。

続いて、ＣＰＵ割り当て制御手段２において。

次にＣＰＵを割り当てるべきプロセスを実行可能状態で
待機しているプロセス群より選択する（ステップ５）。

これにより選択されたプロセスを対象とし、プロセス切
り換え処理の実行再開処理が開始される。

まず、コンテキスト情報復元手段３２により。

該当プロセスのプロセス固有情報領域７にあるコンテキ
スト情報格納域１７１からハードウェアレジスタ群５の
ベクトル系命令カウンタ５２にはカウントされない通常
系（主にスカラ系の命令）処理に関連するコンテキスト
情報を復元する（ステップ６）。

続いて、ベクトル系制御手段４により、プロセス制御テ
ーブル６内命令カウンタ保持領域６１がゼロより大きい
ならば（判断７のＹＥＳ）、ベクトル系の命令が使用さ
れているので、コンテキスト情報格納域［７２よりコン
テキスト情報を復元する（ステップ８）。最後に、プロ
セス制御テーブル６内命令カウンタ保持領域６１に当プ
ロセス実行再開時のベクトル系命令カウンタ５２を格納
する（ステップ９）。これにより、全ての必要なコンテ
キスト情報が復元されたことになり、該当プロセスは実
行再開される（ステップ１０）。

（発明の効果） 以上説明したように１本発明は、オペレーティングシス
テムにおいて、特に、ハードウェアで提供されている命
令がスカラ系の命令に属するもののみではなく、ベクト
ル系の命令が提供されている場合に有効である。

というのは、スカラ系の命令とベクトル系の命令を使用
するシステムにおいては、−回のプロセス切り換え時に
全てのプロセスコンテキスト情報を退避しようとすると
、数百にバイト近くのコンテキスト情報を退避し、その
あと復元が必要となる。

ハ−ドウェアレジスタ群の一つであるベクトル系命令カ
ウンタを使い、その命令カウンタを、ただ参照しゼロか
それ以外かのみで判断するのではなく、ある一定の監視
期間を設け、その期間にベクトル系の命令を使用した場
合に限り情報を退避するようにすることは、当ベクトル
系のコンテキスト情報が大容量であることや、ハードウ
ェアの退避命令がメモリアクセスを必須とする場合など
では、大変なオーバヘッド削減となり、有効である。

ロセッサがマルチプロセッサ構成であった場合には、シ
ングルプロセッサ上で実行されるよりも多くのプロセス
切り換え事象が発生すると思われ。

この場合にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図、及び第３図は本実施例の具体例を示す制御図、
第４図は本実施例のフローチャートである。 １・・・基本オペレーティングシステム、２・・・ＣＰ
Ｕ割り当て制御手段、３・・・プロセス切り換え手段。 ３１・・・コンテキスト情報退避手段、３２・・・コン
テキスト情報復元手段、４・・・ベクトル系制御手段。 ５・・・ハードウェアレジスタ群、５１・・・スカシ系
レジスタ類、５２・・・ベクトル系命令カウンタ、５３
・・・ベクトル系レジスタ類、６・・・プロセス制御テ
ーブル、６１・・・命令カウンタ保持領域、７・・・プ
ロセス固有情報領域、７１・・・コンテキスト情報格納
域Ｉ、７２・・・コンテキスト情報格納域■。 また、オペレーティングシステムが動作するブ第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コンピュータシステムのプロセス切り換え方式にお
   いて、 ＣＰＵの割り当て作業を行うＣＰＵ割り当て制御手段と
   、 ＣＰＵの割り当てを行うときに、いままで動作していた
   プロセスのコンテキスト情報を一旦退避させるコンテキ
   スト情報退避手段と、 新しく動くべきプロセスを決定し、そのプロセスのコン
   テキスト情報を復元するコンテキスト情報復元手段と、 該当プロセスの実行再開を可能とするプロセス切り換え
   手段と、 実際のＣＰＵ割り当てを行う対象であるプロセスの制御
   情報を格納するプロセス制御テーブルとを有し、 各プロセスが動作するために必要であり、プロセス切り
   換え時の情報を退避させておくコンテキスト情報格納域
   をもつプロセス固有情報領域を提供する基本オペレーテ
   ィングシステムにおいて、スカラ系レジスタ類やベクト
   ル系レジスタ類をもつハードウェアレジスタ群の一種類
   であるベクトル系命令カウンタの情報を保持する領域を
   命令カウンタ保持領域として前記各プロセス制御テーブ
   ルに用意して、その命令カウンタ保持領域をベクトル系
   情報の監視に使用し、当領域の値を参照することにより
   、プロセス切り換え事象発生時の該当プロセスのベクト
   ル系コンテキスト情報の退避・復元を制御するベクトル
   系制御手段を設け、プロセス毎の情報として設けられた
   命令カウンタ保持領域の値設定の契機をプロセス切り換
   え直後と定め、次のプロセス切り換え事象発生時に、保
   持されていた値とその現時点での値とを比較することに
   より、プロセスのコンテキスト情報の一部であるベクト
   ル系コンテキスト情報を退避・復元するか否かを決定し
   、プロセス切り換えを効率良く実行することを特徴とす
   るプロセス切り換え方式。