JPH04127261A

JPH04127261A - マルチプロセッサシステム

Info

Publication number: JPH04127261A
Application number: JP24848090A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Yamazaki; 義樹山崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1992-04-28

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】〔概　　要〕共有資源の排他制御を行うマルチプロセッサシステムに
関し、共通メモリに記憶するセマフォ変数を用いて共有資源の
排他制御を行うマルチプロセッサシステムにおいて、デ
ッド・ロック状態を検出して障害発生のプロセッサを識
別できるようにすることを目的とし、該セマフォ変数に加えて各プロセッサの順序番号と識別
番号とを記憶するセマフォ領域を該共通メモリに設け、
各プロセッサが、該共有資源の使用要求時に該セマフォ
変数を読んで該共有資源が使用中でなければ使用中とし
該セマフォ領域に該プロセッサの順序番号と識別番号と
を書き込んで処理を行い、処理後は該セマフォ変数を解
除して該順序番号を更新すると共に、該セマフォ変数を
読んで該共有資源が使用中であるときには該順序番号及
び該識別番号を読み、両番号が一定期間中同じであれば
該識別番号のプロセッサが障害状態にあると判定して所
定の障害処理を行うように構成する。

〔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関し、特に共有
資源の排他制御を行うマルチプロセッサシステムに関す
るものである。

近年、情報処理量の増大に伴って１つのプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）で全体を処理する代わりに、複数のプロセッサで
分担して処理するマルチプロセッサシステムが用いられ
ているが、この場合、複数のプロセッサが共有資源とし
ての例えばプリンタに同時印字を行うと、用紙上で文字
が混在してしまう。

これを防止するため、実際には１つのプロセッサが共有
資源を排他的に確保できるようにする必要がある。

［従来の技術〕第６図は、従来のマルチプロセッサシステムを概略的に
示したもので、図中、１０゜〜１０、は共通バスＢに接
続されたｎ＋１個のプロセッサ（ＣＰＵ＃０〜＃ｎ）で
マルチプロセッサを構成しており、２０はこれらマルチ
プロセッサの共通メモリ、そして３゜〜３．はｍ＋１個
の各種共有資源（ディスク装置、プリンタ、Ｉ１０装置
等）であり、以下総称して３で示す。

このようなマルチプロセッサシステムにおいては、共有
資−８３を排他的に使用させるため、共通メモリ２０に
セマフォ変数の領域２１を設け、次のような制御を行っ
ている。

■共通メモリ２０のセマフォ変数Ａが０″のときは共有
資源３が未使用、′１”のときが使用中を示していると
したと、共有資源３の使用要求を行うプロセッサは、セ
マフォ変数Ａを読んで共有資源３が使用中か否かを判定
する。

■その結果、未使用（Ａ＝Ｏ）であるなら、Ａ＝１にセ
ットして他のプロセッサの使用を禁止し、当該共有資源
３の使用権を確保する。

■当該共有資源３の使用が終了したときには、Ａ＝０と
して使用中を解除し、他のプロセッサに対して使用権を
開放する。

〔発明が解決しようとした課題〕

このような従来例の場合には、共有資源の使用権を確保
したプロセッサがソフトウェア・バグ等の障害により誤
動作した場合には、その共有資源３は他のプロセッサが
永久に使用できなくなってしまうデッド・ロック状態を
呈し、１つのプロセッサの障害がマルチプロセッサシス
テム全体の障害を引き起こす危険性がある。

しかしながら、このような障害状態が発生しても、他の
プロセッサにとっては障害状態か否か、またどのプロセ
ッサに障害が発生しているのか不明であり、障害に対処
できないという問題点があった。

従って、本発明は、共通メモリに記憶するセマフォ変数
を用いて共有資源の排他制御を行うマルチプロセッサシ
ステムにおいて、上記のようなデッド・ロック状態を検
出して障害発生のプロセッサを識別できるようにするこ
とを目的とした。

〔課題を解決するための手段及び作用〕第１図は、上記
の課題を解決するための本発明に係るマルチプロセッサ
システムの構成を原理的に示したもので、本発明では、
セマフォ変数Ａに加えて各プロセッサ１゜〜１ゎを総称
して示すマルチプロセッサ１の各々の順序番号Ｂと識別
番号Ｃとを記憶するセマフォ領域４を共通メモリ２に設
けている。

そして、各プロセッサ１は、第２図のフローチャートに
示すように、共有資源３の使用要求時にセマフォ変数Ａ
を読み（第２図のステップＳ１）、共有資源３が使用中
か否かを判定しく同Ｓ２）、使用中でなければ使用中と
し、セマフォ領域４に該プロセッサ１の順序番号Ｂと識
別番号Ｃとを書き込んで（同Ｓ３）処理を行い（同Ｓ４
）、処理後はセマフォ変数Ａを解除（同Ｓ５）して順序
番号Ｂを更新する（同Ｓ６）。

一方、セマフォ変数Ａを続んで該共有責ａ３が使用中で
あるときには順序番号Ｂ及び識別番号Ｃを読み、両番号
が一定期間中同じであれば（同Ｓ７）、識別番号Ｃのプ
ロセッサが障害状態にあると判定して所定の障害処理を
行う（同Ｓ８）ようにしている。

このようにして、本発明では、共有資源３を使用してい
るプロセッサが長い間両しものであるときには、そのプ
ロセッサに何らかの障害が発生しているものと判定する
ことができ、所定の障害処理を行うことができることに
なる。

また、本発明では、プロセッサｌの内、保守用プロセッ
サのみが、共有資源３の使用要求時に該セマフォ変数Ａ
を読んで共有資源３が使用中であれば所定の障害処理を
行うようにしてもよい。

更に、本発明では、プロセッサ１の内、保守用プロセッ
サ以外のプロセッサにおいては、共有資源３の使用要求
時にセマフォ変数Ａを読んで共有資源３が使用中であれ
ば所定の障害処理を行わずに共有資源３が使用中でな（
なるまで待機するようにしてもよい。

〔実　施　例〕

第３図は、第１図に示した本発明に係るマルチプロセッ
サシステムにおける各プロセッサのプログラム動作の実
施例を示したフローチャート図であり、第２図と同じ符
号のステップ３１〜Ｓ６は同し処理工程を示している。

そして、この実施例では、ステップＳｌでセマフォ変数
Ａを共通メモリ２のセマフォ領域４から読み出す前に、
ステップＳＯにおいて共有資源３の使用要求が成るプロ
セッサ１から発生されたとき、そのプロセッサ１におい
て制御変数ＣＮＴを１に初期化する。これは、例えばカ
ウンタ（リトライカウンタ）を°゛ｌ″にすることによ
って行われる。

そして、セマフォ変数Ａが０”で別のプロセッサが共有
資源３を使用していなかったことがステップＳ２で判明
したときには、第２図の場合と同様にしてステップ３３
〜Ｓ６が実行されるが、セマフォ変数Ａが゛】”で別の
プロセッサが共有資＃３を使用していることがステップ
Ｓ２で判明したときには、第２図のステップＳ７に対応
する以下のステップＳ７１〜Ｓ７５が実行される。

即ち、まず、順序番号Ｂと識別番号Ｃとをセマフォ領域
４からプロセッサが読み込み、前回に読み込んだＢ、Ｃ
の値と比較する（同５７１）。

この結果、一致したときには、前回のアクセス時と同し
プロセッサが共有資源３を使用しているので、上記の制
御変数ＣＮＴを例えば“１”だけインクリメントする（
同５７２）、そして、このインクリメントした結果の制
御変数ＣＮＴＯ値が一定時間（この場合は一定回数）を
示すリトライアウト時間Ｒと比較する（同３７３）。

その結果、ＣＮＴＳＲと判明したときには、タイマセッ
トを行い（同５７５）、ステップｓ１に戻る。

また、順序番号Ｂと識別番号Ｃとをセマフォ領域４から
プロセッサが読み込み、前回に読み込んだＢ、Ｃの値と
比較して（同５７１）一致しなかったときには、前回の
アクセス時とは別のプロセッサ、若しくは前回アクセス
時と同一のプロセッサーが別の処理において共有資源３
を使用しているので、単に自局のアクセス・タイミング
が悪かったとして制御変数ＣＮＴを１”に初期化してタ
イマセットしステップＳ１に進む。

このようなルーチンを何回か繰り返したときにステップ
Ｓ７１と３７２を常に経由してステップ３７３に到り、
しかもリトライアウト時間Ｒ＜ＣＮＴとなったときには
、成るプロセッサがこのリトライアウト時間Ｒの間ずっ
と共有資源３を占有していたことになるので、そのプロ
セッサは障害が発生していると判断し、ステップＳ９で
障害処理を実行する。尚、全ての処理において、共有資
源をアクセスする際、その占有時間を一定以下にする必
要がある。また、この障害処理例としては、該当共有資
源を強制的に開放し、該当プロセッサを閉塞させる等が
挙げられる。

第４図は、第３図に示した各プロセッサに共通の処理の
内、障害状態を発見して対処させるのを容易にするため
、成る特定のプロセッサを保守用に予め決めておき、そ
のプロセッサのみが実行するプログラムを示したもので
、それぞれのステップは第３図に示したものと同じであ
るが、第３図と異なるのは、共有ｖｔ＃非使用中の判定
（ステップＳ２）後は制御変数ＣＮＴを初期化する（同
５７４）ことである。

第５図は、第３図に示した各プロセッサに共通の処理の
内、第４図の保守用プロセッサ以外のプロセッサが実行
するプログラムを示したもので、それぞれのステップは
第３図に示したものと同しであるが、第３図と異なるの
は、共有ｔｆｉ使用中の判定（ステップＳ２）後は一定
時間待ｍ＜同５１０）してからステップＳ１に戻る点で
ある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係るマルチプロセッサシステムに
よれば、セマフォ変数に加えて各プロセッサの順序番号
と識別番号とを別途共通メモリに記憶させ、各プロセッ
サが、共有資源の使用要求時に共有資源が同しプロセッ
サの同し処理によって成る期間中占有されている場合ζ
こはその識別番号のプロセッサが障害状態にあると判定
して所定の障害処理を行うように構成したので、個々の
プロセッサの誤動作に基づくデンドロツタ状態を発見し
て対処することができ、システム全体の信幀性が大きく
向上することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るマルチプロセッサシステムの原
理構成ブロック図、第２図は、本発明に係るマルチプロセ・７サシステムの
動作を原理的に説明するためのフローチャート図、第３図は、本発明に係るマルチプロセッサシステムにお
ける各プロセッサの動作実施例を示したフローチャート
図、第４図は、本発明に係るマルチプロセッサシステムにお
ける保守用プロセッサの動作実施例を示したフローチャ
ート図、第５図は、本発明に係るマルチプロセッサシステムにお
ける非保守用プロセッサの動作実施例を示したフローチ
ャート図、第６図は、従来例を示す図、である。第１図において、１　（１゜〜１、）・・・プロセッサ、２・・・共通メ
モリ、３（３゜〜３１）・・・共有資源、４・・・セマフォ領域、Ａ・・・セマフォ変数、Ｂ・・・順序番号、Ｃ・・・識別番号。図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）共通メモリ（２）に記憶するセマフォ変数（Ａ）
を用いて共有資源（３）の排他制御を行うマルチプロセ
ッサシステムにおいて、該セマフォ変数に加えて各プロセッサ（１）の順序番号
（Ｂ）と識別番号（Ｃ）とを記憶するセマフォ領域（４
）を該共通メモリ（２）に設け、各プロセッサ（１）が、該共有資源（３）の使用要求時
に該セマフォ変数（Ａ）を読んで該共有資源（３）が使
用中でなければ使用中とし該セマフォ領域（４）に該プ
ロセッサ（１）の順序番号（Ｂ）と識別番号（Ｃ）とを
書き込んで処理を行い、処理後は該セマフォ変数（Ａ）
を解除して該順序番号（Ｂ）を更新すると共に、該セマ
フォ変数（Ａ）を読んで該共有資源（３）が使用中であ
るときには該順序番号（Ｂ）及び該識別番号（Ｃ）を読
み、両番号が一定期間中同じであれば該識別番号（Ｃ）
のプロセッサが障害状態にあると判定して所定の障害処
理を行うことを特徴としたマルチプロセッサシステム。
（２）該プロセッサ（１）の内、保守用プロセッサのみ
が、該共有資源（３）の使用要求時に該セマフォ変数（
Ａ）を読んで該共有資源（３）が使用中であれば該所定
の障害処理を行うことを特徴とした請求項１に記載のマ
ルチプロセッサシステム。
（３）該プロセッサ（１）の内、保守用プロセッサ以外
のプロセッサにおいては、該共有資源（３）の使用要求
時に該セマフォ変数（Ａ）を読んで該共有資源（３）が
使用中であれば該所定の障害処理を行わずに該共有資源
（３）が使用中でなくなるまで待機することを特徴とし
た請求項１又は２に記載のマルチプロセッサシステム。