JPH0644191A - バッファ管理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数のプロセッサ１１〜Ｎ間でデータの送受
信を行う場合にデータを一時格納するためのバッファと
して、複数のプロセッサ１１〜Ｎ毎に、それぞれのプロ
セッサが独自に管理する複数のバッファプール１５−１
〜１５−Ｎが設けられている。例えば、プロセッサ１１
からあるデータＢをプロセッサ１２に送信する場合、プ
ロセッサ１１は、バッファプール１５−１を確保し、デ
ータＢを転送する。その後、プロセッサ１２は、データ
Ｂを受け取ると、バッファ解放通知をプロセッサ１１に
行う。プロセッサ１１はこれによってバッファプール１
５−１の解放を行う。 【効果】 バッファの競合制御を行う必要がなく、かつ
競合制御によるプロセッサの保留がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マルチプロセッサシス
テムにおいて、複数のプロセッサ間でデータのやり取り
を行う場合に、そのデータを一時的に格納するためのバ
ッファを管理するバッファ管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理装置において、複数のプロセッ
サを備え、これら複数のプロセッサによって、単数ある
いは複数の処理を実行するマルチプロセッサシステムが
ある。図２は、このようなマルチプロセッサシステムの
構成図である。図のシステムは、複数のプロセッサ１、
２、…、ｎと、共有メモリ３と、これらを接続するため
のバス４からなる。各プロセッサ１、２、…、ｎは、そ
れぞれ独立して動作を行うプロセッサであり、また、バ
ス４を介して他のプロセッサとデータのやり取りを行う
よう構成されている。共有メモリ３は、ランダム・アク
セス・メモリ等からなり、その内部には、バッファ５が
設けられている。

【０００３】このように構成されたマルチプロセッサシ
ステムにおいて、例えばプロセッサ１からあるデータ
（これをＡとする）をプロセッサ２に転送する場合を考
える。このような場合、プロセッサ１は、そのデータＡ
を一旦、バッファ５に格納させるために、バッファ５の
確保を行う。このバッファ５の確保が行われると、プロ
セッサ１は、データＡをバッファ５内に格納する。そし
て、プロセッサ２は、バッファ５内のデータＡを取出
し、全てのデータを取出し終えると、バッファ５の解放
要求を発行する。これによって、バッファ５は解放さ
れ、次のデータのために備える。

【０００４】ところで、マルチプロセッサシステムで
は、このようなバッファ５を使用する場合、複数のプロ
セッサ１、２、…、ｎから同時にバッファ５の確保要求
が出される場合が頻繁に発生する。このような場合、複
数のプロセッサが同一のバッファ５（正確には、バッフ
ァ５内の同一アドレス領域）を確保してしまうと、デー
タの破壊等が発生してしまうため、バッファ５の操作時
は、処理が競合しないようにしていた。即ち、従来のバ
ッファ管理方法は、次のように行っていた。例えば、バ
ッファの確保、解放時にバッファ管理を行うための制御
情報（空きバッファ管理用のビットマップやバッファア
ドレス等）を操作する場合、複数のプロセッサが同時に
この操作を行わないよう、ハードウェアによってプロセ
ッサの排他制御を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
バッファ管理方法では、バッファの管理において複数の
プロセッサの処理が競合しないよう、その競合制御のた
めの回路等を必要とするため、コスト高であるという問
題点があった。しかも、複数のプロセッサからの処理が
衝突した場合、他のプロセッサを保留状態にさせるた
め、マルチプロセッサシステムとしての能力が低下する
といった問題点を有していた。

【０００６】更に、従来では、バッファ５の確保と解放
を別のプロセッサで行うため、バッファの確保と解放の
処理が同時に行われてしまい、バッファ管理のエラーと
なってしまう場合があった。例えば、バッファ管理が、
バッファ５内の複数のバッファ領域をチェーンすること
で行われている場合において、使用できるバッファ領域
が一つだけとなっている状態を考える。このような状態
で、あるプロセッサから確保要求が出され、これと同時
に他のプロセッサから解放要求が出されたとする。この
ような場合、確保処理では残りのバッファをチェーンか
ら外すが、解放処理では、いままで使用していた（確保
されていた）バッファを使用可能として残りのバッファ
にチェーンしようとする。従って、バッファの管理に矛
盾が生じてしまい、本来使用できるバッファ領域がある
にもかかわらず、バッファを使用できないといった状態
を招く恐れがあった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、低コスト化を図ると共に、マルチ
プロセッサシステムとしての能力向上を図ることのでき
るバッファ管理方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のバッファ管理方
法は、複数のプロセッサ間でデータの送受信を行う場合
に、当該データをバッファ領域に一時格納するマルチプ
ロセッサシステムのバッファ管理方法において、前記複
数のプロセッサ毎に、それぞれのプロセッサが独自に管
理する複数のバッファ領域を設け、各バッファ領域を使
用する場合の確保処理および不要となった場合の解放処
理を、当該バッファ領域を管理するプロセッサが行うよ
うにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】本発明のバッファ管理方法においては、複数の
プロセッサ毎に、それぞれのプロセッサが管理する複数
のバッファ領域が設けられている。例えば、第１のプロ
セッサから第２のプロセッサにデータを送信する場合、
第１のプロセッサは、自プロセッサが管理するバッファ
領域を確保し、このバッファ領域にデータを転送する。
このバッファ領域にデータが格納されると、第２のプロ
セッサはデータを取出し、これが完了すると、バッファ
解放通知を第１のプロセッサに対して行う。第１のプロ
セッサでは、第２のプロセッサからバッファ解放通知を
受け取ると、確保していたバッファ領域の解放処理を行
う。このため、各プロセッサの競合制御のための構成は
必要なく、また、競合制御によるプロセッサの保留がな
い。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明のバッファ管理方法を実施する
ためのシステム構成図である。図のシステムは、複数の
プロセッサ１１、１２、…、Ｎと、共有メモリ１３と、
これらを接続するためのバス１４からなる。ここで、各
プロセッサ１１、１２、…、Ｎの機能は従来のプロセッ
サと同様である。また、共有メモリ１３内のバッファ１
５には、プロセッサ１１、１２、…、Ｎがそれぞれ独自
に管理する複数のバッファ領域として、バッファプール
１５−１、１５−２、…、１５−Ｎが設けられている。
これらのバッファプール１５−１、１５−２、…、１５
−Ｎは、例えば、バッファプール１５−１をプロセッサ
１１が、またバッファプール１５−２をプロセッサ１２
が管理するといったように、それぞれ、プロセッサ１
１、１２、…、Ｎが受け持って管理するよう構成されて
いる。

【００１１】図３に、バッファプール１５−１、１５−
２、…、１５−Ｎの内部構成を示す。即ち、バッファプ
ールは複数のバッファ（バッファ１〜バッファｎ）と、
これらのバッファを管理するためのバッファ管理情報と
が設けられている。ここで、バッファ管理情報は、バッ
ファアドレスと各バッファの空き／使用中の情報とを有
している。また、このようなバッファプールの管理方法
は、従来のバッファ管理と同様に、各バッファ１〜ｎの
空き／使用中をビットマップで管理する方法や各バッフ
ァ１〜ｎをチェーンして管理するといった方法で行う。
また、各バッファ１〜ｎは、そのバッファプールを管理
しているプロセッサ番号情報を備えている。

【００１２】図４は、各バッファ１〜ｎにおける一つの
バッファ内の構成を示す図である。即ち、バッファは、
管理域とユーザ使用域とを備えており、管理域には当該
バッファプールを管理しているプロセッサの番号（プロ
セッサの識別記号）が格納されている。また、ユーザ使
用域は、プロセッサが転送しようとするデータを格納す
るための領域である。尚、管理域に格納されるプロセッ
サ番号は、予めバッファ１〜ｎの全てに格納しておく
か、あるいは確保時にプロセッサ番号を格納するよう構
成してもよい。

【００１３】次に、このようなシステムにおけるバッフ
ァ管理方法を説明する。例えば、図１において、プロセ
ッサ１１がプロセッサ１２に対し、データＢを転送する
場合を考える。このような場合、先ず、プロセッサ１１
は、管理しているバッファプール１５−１に対し、確保
要求を送出する（図中で示す）。これによりバッファ
プール１５−１のいずれかのバッファ（図３で示したバ
ッファ１〜ｎ）の確保が行われ、プロセッサ１１は、デ
ータＢをバッファプール１５−１に転送する（図中で
示す）。

【００１４】転送すべきデータＢがバッファプール１５
−１に格納されると、プロセッサ１２は、このバッファ
プール１５−１よりデータＢを取出す（図中で示
す）。そして、バッファプール１５−１より、転送すべ
きデータＢを全てプロセッサ１２に転送し終えると、バ
ッファプール１５−１の解放処理が行われる。

【００１５】図５は、バッファプールの解放処理のフロ
ーチャートである。例えば、プロセッサ１２が、ユーザ
プログラムからバッファ解放を受け付けた場合、先ず、
バッファ管理域内のプロセッサ番号が自プロセッサの番
号であるか否かを判定する（図５の（ａ）におけるステ
ップＳ１１）。即ち、バッファプール１５−１が確保さ
れていた場合、そのバッファプール１５−１のプロセッ
サ番号を参照し、これがプロセッサ１２であるかを判定
する。ここでは、バッファプール１５−１のプロセッサ
番号はプロセッサ１１であるため、ステップＳ１２に移
行し、該当プロセッサとしてプロセッサ１１にバッファ
解放を通知する（図１中、で示す）。尚、この通知は
通常のプロセッサ間通信によって行う。また、ステップ
Ｓ１１において、プロセッサ番号が自プロセッサであっ
た場合は、そのままバッファ解放処理を行う（ステップ
Ｓ１３）。

【００１６】プロセッサ１２よりバッファ解放通知を受
けたプロセッサ１１は、確保されていたバッファプール
１５−１の解放処理を行う（図５の（ｂ）におけるステ
ップＳ２１、図１中の）。即ち、従来はデータの転送
先プロセッサで行われていたバッファの解放を、本実施
例ではバッファプールを管理するプロセッサによって行
っている。従って、従来のように、バッファの確保と解
放処理が競合してしまうといった問題も一掃される。

【００１７】尚、上記実施例では、バッファプール１５
−１、１５−２、…、１５−Ｎをそれぞれ独立して設け
たが、バッファ１５内を複数の領域に区画し、それぞれ
の領域を各プロセッサ１１〜Ｎが管理するよう構成して
も同様の効果を奏する。また、このような領域のサイズ
あるいは上記実施例におけるバッファプール１５−１〜
１５−Ｎのサイズをプロセッサ１１〜Ｎの処理に種々の
大きさにしてもよいのは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のバッファ
管理方法によれば、複数のプロセッサ毎に、それぞれの
プロセッサが独自に管理するバッファ領域を設け、各バ
ッファ領域の確保および解放を、そのバッファ領域を管
理するプロセッサが行うようにしたので、バッファ競合
制御のための特別の回路等が必要なく、システムとして
の低コスト化が図れ、かつ競合制御のためのプロセッサ
の保留やバッファの有効利用が行えるため、システム全
体の処理能力の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバッファ管理方法を実施するためのシ
ステム構成図である。

【図２】従来のバッファ管理方法を実施するためのシス
テム構成図である。

【図３】本発明のバッファ管理方法におけるバッファプ
ールの構成図である。

【図４】本発明のバッファ管理方法におけるバッファ内
の構成図である。

【図５】本発明のバッファ管理方法におけるバッファ解
放処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１１、１２〜Ｎ プロセッサ １５−１、１５−２〜１５−Ｎ バッファプール（バッ
ファ領域）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサ間でデータの送受信を
   行う場合に、当該データをバッファ領域に一時格納する
   マルチプロセッサシステムのバッファ管理方法におい
   て、 前記複数のプロセッサ毎に、それぞれのプロセッサが独
   自に管理する複数のバッファ領域を設け、 各バッファ領域を使用する場合の確保処理および不要と
   なった場合の解放処理を、当該バッファ領域を管理する
   プロセッサが行うようにしたことを特徴とするバッファ
   管理方法。