JPH06149753A - セマフォ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共有メモリを利用したプロセッサ間通信のメ
ッセージデータエリアの排他制御を可能にする。 【構成】 セマフォを獲得したプロセッサを特定すると
ともに、セマフォを解放するプロセッサを特定するセマ
フォ情報のテーブルを各セマフォ７１〜７ｎに設けた。
このセマフォ情報に従ってメッセージが解放され、この
セマフォ情報はメッセージが特定のプロセッサに解放さ
れるまで保持される。これにより、例えばプロセッサ１
１はセマフォ情報に従ってメッセージをプロセッサ１２
へ送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数のプロセッサあ
るいはタスクが共有データを用いてメッセージ通信を行
うような計算機システムでのセマフォ制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、例えば特開昭６２−２００４４
９号公報に示されるような従来のセマフォ制御方法を説
明するための図である。データの更新に際して該当する
共有データに対応するセマフォメモリの内容（ａ）をプ
ロセッサが読みだして、これを（ｂ）→（ｃ）に示すよ
うに変更する。すなわち、ビットＤ７を”１”とし、ビ
ットＤ０〜Ｄ６（図中斜線を施した部分）にプロセッサ
またはタスクを識別するような値を書き入れる。そして
これを（ｄ）に示すようにセマフォメモリに書き込む。

【０００３】次に従来のセマフォ制御方法の動作につい
て説明する。図１０は複数のプロセッサが共有データを
有する計算機システムのセマフォ制御についての制御の
流れの例を説明するための図で、１１〜１ｎはそれぞれ
プロセッサを、２はメモリ、３１〜３ｎはセマフォ、４
１〜４ｎは共有データ、５はメモリバスを表しており、
Ａ〜Ｅはそれぞれ以下の説明に対応する制御の流れを示
している。図１０において、プロセッサ１２がある共有
データを更新しようとするときは、制御の流れＡではプ
ロセッサ１２がセマフォの値を調べるためにセマフォを
読みだして来る。（図中読みだしたセマフォの内容を８
で示す部分として表示している。）制御の流れＢでは該
プロセッサ１２はセマフォの値が”０”であるセマフォ
の値を”１”に更新し、セマフォにプロセッサ１２に対
応するプロセッサ番号を付加してセマフォメモリに書き
込む。（図中書き込むセマフォの内容を９で示す部分と
して表示している。）制御の流れＣではプロセッサ１２
は危険領域の命令を実行する。即ち、共有データの更新
を行う。制御の流れＤではプロセッサ１２の障害が発生
すると、プロセッサ１２は他の正常なプロセッサに割込
をかける。制御の流れＥでは割込を受け付けたプロセッ
サは障害を発生しているプロセッサが獲得しているセマ
フォを検索することにより、障害を発生しているプロセ
ッサを判別できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のセマフォ制御方
法は以上のように行われていたので、セマフォを獲得す
るプロセッサとセマフォ解放するプロセッサが異なるよ
うに指定できないために、プロセッサ間通信のメッセー
ジのデータエリアの排他制御に用いることが出来ないな
どの問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、セマフォを各処理部の共有メモ
リを利用した処理部間の通信のメッセージデータエリア
の排他制御を可能にするセマフォ制御方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るセ
マフォ制御方法は、セマフォを獲得した処理部を特定
し、かつセマフォを解放する処理部を特定するセマフォ
情報のテーブル７Ａを各セマフォ７１〜７ｎに設け、こ
のセマフォ情報７に従ってメッセージが解放されるよう
にし、このセマフォ情報７をメッセージが特定の処理部
に解放されるまで保持するようにしたものである。

【０００７】請求項２の発明に係るセマフォ制御方法
は、セマフォを獲得した処理部を特定し、かつセマフォ
を解放する処理部を複数個特定するセマフォ情報７００
のテーブルを各セマフォに設け、このセマフォ情報７０
０に従って複数のメッセージが一度に解放されるように
し、このセマフォ情報７００をメッセージが特定の処理
部に解放されるまで保持するようにしたものである。

【０００８】請求項３の発明に係るセマフォ制御方法
は、セマフォを獲得した処理部を特定し、かつセマフォ
を解放する処理部を特定するセマフォ情報のテーブルを
各セマフォ７１〜７ｎに設け、このセマフォ情報に優先
度情報７１１〜７１ｎを付加し、この優先度情報が付加
されたセマフォ情報に従ってメッセージが解放されるよ
うにし、このセマフォ情報を上記メッセージが特定の処
理部に解放されるまで保持するようにしたものである。

【０００９】

【作用】請求項１の発明においては、テーブル７Ａによ
って、セマフォの獲得した処理部が特定され、かつセマ
フォの解放する処理部が特定される。両処理部間のメッ
セージは上記セマフォ情報に従って解放され、このセマ
フォ情報はメッセージが特定の処理部に解放されるまで
保持される。したがって、特定された両処理部間でメッ
セージの通信が可能となる。

【００１０】請求項２の発明においては、テーブルのセ
マフォ情報７００によって、セマフォの獲得した処理部
が特定され、かつセマフォの解放する処理部が複数個特
定される。複数個の特定された処理部間のメッセージは
上記セマフォ情報に従って一度に解放され、このセマフ
ォ情報はメッセージが特定の処理部に解放されるまで保
持される。したがって、特定された複数個の処理部間で
メッセージの通信が可能となる。

【００１１】請求項３の発明においては、テーブルによ
って、セマフォの獲得した処理部が特定され、かつセマ
フォの解放する処理部が特定される。このセマフォ情報
には優先度情報７１１〜７１ｎが付加され、両処理部間
のメッセージは優先度情報の順に解放され、このセマフ
ォ情報はメッセージが特定の処理部に解放されるまで保
持される。したがって、特定された両処理部間で優先順
にメッセージの通信が可能となる。

【００１２】

【実施例】

実施例１．（請求項１対応） 図１はこの発明の実施例によるセマフォ制御方法を用い
た計算機システムの構成を示すブロック図である。図１
において、１１〜１８はデータを処理する処理部として
のプロセッサ、２はプロセッサ１１〜１８が共有できる
共有メモリ、５はプロセッサ１１〜１８と共有メモリ２
を接続しているメモリバスである。共有メモリ２は、プ
ロセッサ１１〜１８が通信するためのメッセージデータ
エリア６１〜６ｎと、これらのメッセージデータエリア
６１〜６ｎを排他制御するためのセマフォ７１〜７ｎと
を有している。

【００１３】図２はセマフォ情報のデーブルと、このテ
ーブルを制御する制御手段とを示すブロック図である。
図２において、７Ａはセマフォが持つビット情報（セマ
フォ情報７）を格納するテーブル、７Ｂはセマフォ情報
７に従って例えば特定のプロセッサ１２（図１参照）、
即ち自プロセッサにメッセージデータエリア６１（図１
参照）内のメッセージを解放する（受信する）ととも
に、解放後にセマフォ情報７をクリヤする制御を行う制
御手段である。なお、この制御手段７Ｂはプロセッサ１
１〜１８内にそれぞれ備えられている。また、この制御
手段７Ｂは、セマフォを獲得したプロセッサ（メッセー
ジを送信するプロセッサ）の番号に対応してテーブル７
Ａにセマフォを解放するプロセッサ（メッセージを受信
するプロセッサ）の番号を書込む機能がある。

【００１４】図２のセマフォ情報７において、縦軸がセ
マフォを獲得したプロセッサの番号、横軸はセマフォを
解放すべきプロセッサの番号を示し、「１」が立ったビ
ットがセマフォの有効状態を示す。

【００１５】次に動作について図３、図４に示すフロー
チャートに基づいて説明する。本実施例では、図１にお
いて、プロセッサ１１からプロセッサ１２へメッセージ
を送信する場合を考える。従って、図３がメッセージを
送信するプロセッサすなわちプロセッサ１１のフローチ
ャート、図４がメッセージを受信するプロセッサすなわ
ちプロセッサ１２のフローチャートである。まずメッセ
ージを送信するプロセッサ１１がメッセージを送るため
にメッセージデータエリア６１を排他制御しているセマ
フォ７１の獲得待ちにはいる（ステップ１０１）。そし
てセマフォ７１を獲得できなければ、ステップ１０１に
戻り、獲得できれば次のステップに進む（ステップ１０
２）。つぎに、メッセージデータエリア６１にメッセー
ジデータを書き込む（ステップ１０３）。そして、セマ
フォ７１のビット情報のテーブルを図２に示すようにビ
ット情報のテーブル７Ａのようにセマフォ７１を獲得し
たプロセッサ１１とセマフォ７１を解放するプロセッサ
１２が交差するビットを１とする。これによりプロセッ
サ１２以外のプロセッサはメッセージエリア６１をアク
セス出来なくなる（ステップ１０４）。

【００１６】つぎに、受信側のプロセッサ１２を図４の
フローチャートに基づいて説明する。まず、制御手段７
Ｂは、セマフォ７１にあるセマフォ情報７について自プ
ロセッサの番号に対応するビットをチェックし（ステッ
プ２０１）、ビットが立っていなければ、ステップ２０
１に戻り、そうでなければつぎのステップに進む（ステ
ップ２０２）。立っているビットの位置でメッセージを
送信したプロセッサ１１を認識し、メッセージをプロセ
ッサ１２が管理するローカルメモリにコピーするなど受
信メッセージの処理を行う（ステップ２０３）。そして
セマフォ情報７のビットをクリアにすることにより、セ
マフォ７１を解放する（ステップ２０４）。即ち、セマ
フォ７１は受信メッセージが特定のプロセッサに解放
（受信）されるまで保持される。

【００１７】この実施例１におけるセマフォ制御方法
は、共有メモリによるプロセッサ間通信において、送信
プロセッサがセマフォを獲得しメッセージエリアにメッ
セージを書き込んだ後、受信プロセッサがそのメッセー
ジの受信処理を終了し、そのセマフォを解放するまで、
受信プロセッサ以外のプロセッサはそのセマフォを獲得
できない。すなわち、メッセージを共有メモリから受信
プロセッサが管理するローカルメモリへのコピーするな
どの受信処理を行うまで、そのメッセージエリアのデー
タは他のプロセッサから保護される。

【００１８】実施例２．（請求項２対応） この実施例２では、セマフォを獲得したプロセッサを特
定し、かつセマフォを解放するプロセッサを複数個特定
するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに設け、この
セマフォ情報に従って複数のメッセージが一度に解放さ
れるようにし、このセマフォ情報をメッセージが特定の
プロセッサに解放されるまで保持するようにしたもので
ある。即ち、図５に示すようにセマフォ情報７００に複
数のビットを立てることにより、複数のプロセッサがメ
ッセージを受信するまでメッセージエリアを保護でき
る。図５では、プロセッサ１１からのメッセージをプロ
セッサ１２、プロセッサ１３、プロセッサ１４が受信す
る場合のセマフォ情報７００を示している。したがっ
て、実施例１では一つのプロセッサがメッセージを受信
するが、この実施例２では複数個のプロセッサがメッセ
ージを一度に受信することができる。

【００１９】実施例３．（請求項３対応） 上記実施例１，２では優先度の定義されていないセマフ
ォの制御方式を説明したが、実施例３として図６に示す
ように、セマフォ７１〜７ｎに優先度情報７１１〜７１
ｎをそれぞれつけることにより、メッセージに優先度を
持たせることが出来る。メッセージエリア６１〜６ｎに
情報をそれぞれ書き込むプロセッサ（メッセージ送信プ
ロセッサ）がメッセージの優先度情報を書く。一方、メ
ッセージを読むプロセッサ（メッセージ受信プロセッ
サ）は受信するメッセージが複数ある場合に、優先度情
報を見て、優先度の高いメッセージから受信処理を行
う。優先度情報の具体例としては、０〜３の２ビット値
が考えられる。０が最も高く、３が最も低い、４段階の
優先度を持つことになる。

【００２０】なお、優先度情報をつける方法としては、
図７に示すようにプロセッサ番号の特定スペースＭに隣
接して２ビットの優先度特定欄Ｎを設け、この優先度特
定欄Ｎより優先度情報７１１〜７１ｎを構成してもよ
い。これにより制御手段７Ｂ（図２参照）は、特定スペ
ースＭ内のプロセッサ番号を先に読込み、次いで優先度
特定欄Ｎ内の優先度情報を読込み、この読込んだ優先度
の順序で処理を実行する。

【００２１】実施例４．（請求項１，２，３対応） なお、上記実施例１，２，３では処理部としてプロセッ
サの場合を説明したが、図８に示すようにプロセッサを
タスク１１１〜１１８に置き換えても、上記と同様の効
果を奏する。

【００２２】実施例５．（請求項１，２，３対応） なお、上記実施例１，２，３ではプロセッサが８個の場
合を説明したが、これに限らず、任意数のプロセッサで
あっても、上記と同様の効果を奏する。

【００２３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
セマフォを獲得した処理部を特定し、かつセマフォを解
放する処理部を特定するセマフォ情報のテーブルを各セ
マフォに設け、このセマフォ情報に従ってメッセージが
解放されるようにし、このセマフォ情報をメッセージが
特定の処理部に解放されるまで保持するようにしたの
で、セマフォを獲得した処理部とセマフォを解放すべき
処理部の情報をセマフォに持たせることができ、これに
より、各処理部の共有メモリを利用した処理部間の通信
のメッセージデータエリアの排他制御を行うことがで
き、また、送信側の処理部が受信動作の確認を簡単に行
えるという効果が得られる。

【００２４】請求項２の発明によれば、セマフォを獲得
した処理部を特定し、かつセマフォを解放する処理部を
複数個特定するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに
設け、このセマフォ情報に従って複数のメッセージが一
度に解放されるようにし、このセマフォ情報をメッセー
ジが特定の処理部に解放されるまで保持するようにした
ので、上記と同様の効果が得られるとともに、複数個の
プロセッサがメッセージを一度に受信でき、通信効率が
高まるという効果が得られる。

【００２５】請求項３の発明によれば、セマフォを獲得
した処理部を特定し、かつセマフォを解放する処理部を
特定するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに設け、
このセマフォ情報に優先度情報を付加し、この優先度情
報が付加されたセマフォ情報に従ってメッセージが解放
されるようにし、このセマフォ情報をメッセージが特定
の処理部に解放されるまで保持するようにしたので、上
記の効果以外に、優先度の高いメッセージから受信で
き、通信効率が高まるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による計算機システムのブ
ロック図である。

【図２】この実施例１におけるセマフォ情報のテーブル
と制御手段を示す図である。

【図３】この実施例１における送信側プロセッサの動作
を示すフローチャートである。

【図４】この実施例１における受信側プロセッサの動作
を示すフローチャートである。

【図５】この発明の実施例２におけるセマフォ情報を示
す図である。

【図６】この発明の実施例３による計算機システムのブ
ロック図である。

【図７】この実施例３において優先度情報をつける方法
を説明するための図である。

【図８】この発明の実施例４による計算機システムのブ
ロック図である。

【図９】従来のセマフォによる制御を説明するための図
である。

【図１０】従来の計算機システムにおいてセマフォによ
る制御の流れを説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

２ 共有メモリ １１〜１８ プロセッサ（処理部） ６１〜６ｎ メッセージデータエリア ７１〜７ｎ セマフォ ７ セマフォ情報 ７Ａ テーブル ７００ セマフォ情報 ７１１〜７１ｎ 優先度情報 １１１〜１１８ タスク（処理部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれセマフォを有する複数のメッセ
   ージデータエリアから成る共有メモリを、プロセッサ又
   はタスクより成る複数の処理部で共有してメッセージの
   通信を行う計算機システムにおいて、セマフォを獲得し
   た処理部を特定し、かつセマフォを解放する処理部を特
   定するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに設け、上
   記セマフォ情報に従ってメッセージが解放されるように
   し、このセマフォ情報を上記メッセージが特定の処理部
   に解放されるまで保持するようにしたことを特徴とする
   セマフォ制御方法。
2. 【請求項２】 それぞれセマフォを有する複数のメッセ
   ージデータエリアから成る共有メモリを、プロセッサ又
   はタスクより成る複数の処理部で共有してメッセージの
   通信を行う計算機システムにおいて、セマフォを獲得し
   た処理部を特定し、かつセマフォを解放する処理部を複
   数個特定するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに設
   け、上記セマフォ情報に従って複数のメッセージが一度
   に解放されるようにし、このセマフォ情報を上記メッセ
   ージが特定の処理部に解放されるまで保持するようにし
   たことを特徴とするセマフォ制御方法。
3. 【請求項３】 それぞれセマフォを有する複数のメッセ
   ージデータエリアから成る共有メモリを、プロセッサ又
   はタスクより成る複数の処理部で共有してメッセージの
   通信を行う計算機システムにおいて、セマフォを獲得し
   た処理部を特定し、かつセマフォを解放する処理部を複
   数個特定するセマフォ情報のテーブルを各セマフォに設
   け、上記セマフォ情報に優先度情報を付加し、この優先
   度情報の順番で上記セマフォに従ってメッセージが解放
   されるようにし、このセマフォ情報を上記メッセージが
   特定の処理部に解放されるまで保持するようにしたこと
   を特徴とするセマフォ制御方法。