JPS6265157A - 疎結合マルチプロセッサ装置 - 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〕 本発明は疎結合マルチプロセッサシステムにおける共有
資源排他制御方式、特に、共有データベースの排他制御
方式に関する。

〔従来の技術〕

疎結合マルチプロセッサシステムにおける多種の共有資
源の効率的な排他制御技術の一例として「ファイルの排
他制御方式」（％願昭５９−１３９７６１号明細書）が
ある。この制御方式は、各プロセッサから共有される資
源の排他制御を集中的に行うものである。

一方、シングルグロセッサシステムあるいは密結合マル
チプロセッサシステムにおける共有資源の排他制御技術
としてｔ従来よシ、論理資源制御（ＥＮＧ　、　ＤＥＱ
　）が一般的に使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の制御方式で疎結合マルチゾロセッサシ
ステムにおける共有資源の排他制御を行う場合、まず、
システム内の全共有資源の排他制御を排他制御専用装置
に任せる制御方式が考えられる。この制御方式において
は、排他制御専用装置でシステム内の排他制御に関する
すべての待ち状態が認識できるので、デッドロックを完
全に検出することができる。ところが、複数プロセッサ
から共有されない資源の排他制御に関しては各資源を使
用するプロセッサ内で制御する場合と比較すると、チャ
ネル経由でのデータ転送が伴う分。

処理性能が低下するという問題点がある。

一方、複数プロセッサから共有される資源の排他制御は
排他制御専用装置で、また、複数プロセッサから共有さ
れない資源の排他制御は各資源を使用するプロセ、すで
、それぞれ独立して行う方式が考えられる。しかし、こ
の方式においては。

システム内のすべての待ち状態を認識できる制御者（制
御装置）が存在しないため、デッドロックを完全に検出
することができないという間１点がある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の排他制御方式では、複数プロセッサから共有さ
れない資源の排他制御における待ちの発生および待ちの
状態変化を排他制御装置へ通知する第１手段と、この第
１手段からの待ち状態通知を受けてそれを登録する第２
手段、と、この第２手段により登録された待ち状態情報
と複数ノロセッサから共有される資源の排他制御におけ
る待ち状態情報とを参照してシステム内てデッドロック
が発生しているかどうかを判定する第３手段とを有して
いる。

〔実施例〕

以下本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明にょる一実施例の全体構成を示すもので
ある。第１図を参照して、システムは２つの疎結合なプ
ロセッサ１と、それらにチャネル接続された排他制御装
置２とを含んでいる。待ち状態通知部３は各プロセッサ
１内に、また、待ち状態登録部４．デッドロック判定部
５．及びグローバル排他制御部６は排他制御装置２内に
存在する。システム内の排他制御を要する共有資源はグ
ロー、・クル資源（複数プロセッサから共有される資源
）７とローカル資源（複数ゾロセッサから共有されない
、すなわち、１つのプロセッサからのみ使用される資源
）８とに分類されておシ、グローバル資源７については
排他制御装置２上で、ローカル資源８については各ロー
カル資源８を使用するグロセッサＩ上で、それぞれ排他
制御処理が行われる。ただし、複数プロセッサから共有
されない資源の一部をグローバル資源として扱う（すな
わち、排他制御装置２上で排他制御させる）ことも可能
である。共有資源としては２例えば、共有ｉｆｆイスク
装置上にとられたデータベースファイル内の１ブロツク
（排他制御単位）がある。なお２本実施例においては、
排他制御装置２は１つの独立した装置としているが、こ
れをいずれかのプロセッサに内蔵させた形で実施するこ
とも可能である。また、疎結合マルチプロセッサシステ
ムの構成要素はいずれもシングルプロセッサとしている
が、これらの一部あるいはすべてを密結合マルチプロセ
ッサとすることも可能である。

まず、第１図及び第２図を参照してグローバル資源排他
制御処理について説明する。共有資源を使用するプロセ
ス１０は、使用前に資源確保要求（共有あるいは排他モ
ード）を、また、使用後に資源解散要求を、自プロセッ
サ１上の排他制御モジー−ル９に対して行う。排他制御
モジー−ル９はグローバル資源７の確保要求を受けると
、その処理をさらに排他制御装置２上のグローバル排他
制御部６に対して要求する。グローバル排他制御部６で
の処理結果（確保成功、待ち発生、デッドロック発生、
不正要求等）は、逆１／ｃ、排他制却モジュール９を経
由して、処理要求プロセスに返される。ただし、待ち発
生（その資源がシステム内の池のプロセスにより使用さ
れていて、同時使用もできない）の場合には、その資源
が使用可能になったことをグローバル排他制御部６から
通知されるまで、処理要求プロセスは待ち状態に置かれ
る。グローバル排他制御部６は待ちが発生する場合には
、デッドロック判定部５に対してデッドロック判定を要
求する。デッドロック判定部で、デッドロックと判定さ
れた場合には待ちとはせず。

デッド口、り発生の結果を返す。グローバル資源７の解
放要求も同様にグローバル排他制御部６で処理され、そ
の処理請来（解放成功、不正要求等）が排他制御モジュ
ール９経由で処理要求プロセスに返される。

次に第１図及び第３図を参照して、ローカル資源排他制
御処理について説明する。排他制御モジュール９はロー
カル資源８については自分自身で排他制御処理を行うが
、その処理において待ちが発生した場合、あるいは待ち
状態が変化した場合には、デッドロック検出のため、内
置され、た待ち状態通知部３から排他制御装置２上の待
ち状態登録部４へ待ち状態情報を送る。待ち状態登録部
４は通知全党けて待ち状態登録テーブルを更新するが、
待ち発生の通知の場合にはデッドロック判定部５に対し
て、デッドロック判定を要求する。デッドロック判定部
５は待ち状態登録テーブルとともにグローバル排他制御
部６が管理するグローバル排他ｆＷＩＪ　Ｎテーブルを
参照することによりシステム内のすべての待ち状態を知
ることができる。従って９判定要求された待ちを認める
とデッドロックが発生するかどうかを判定することがで
きる。

待ちが認められた場合には待ち状態登録部４は新たな待
ちを登録し、受理の結果を待ち状態通知部３へ返す。排
他制御モジュール９はこれを受けて処理要求プロセス１
０を待ち状態に置く。デッドロックと判定された場合に
は、待ち状態登録部４は待ちの登録を行わず、デッドロ
ック発生の結果を待ち状態通知部３へ返す。排他制御モ
ノー−ル９はさらにデッドロック発生の結果を処理要求
プロセス１０へ返す。

待ち状態通知のインタフェースとしては、１回のローカ
ル資源確保あるい（は解放処理により起こる待ち状態の
変化が１回のデータ転送によって通知できるものが望ま
しい。本実施例においては次のような通知の種類が用意
されている。なお、データ転送量が多くなる場合には複
数回に分けて転知するものであり１通知プロセッサ、待
ちの発生した資源、待ちプロセス、資源を確保している
プロセス（複数の場合もある）に関する情報をデータと
して含む。ただし、すでに待ちが発生している資源だつ
いての待ちプロセスの追加であれば。

確保プロセスの情報は不要である。

（２）確保プロセス追加 資源確保処理において、すでに待ちが登録されている資
源について、共有モードでの確保プロセスが追加された
ことを通知するものであシ１通知グロセッサ、資源、追
加される確保プロセスに関する情報をデータとして含む
。

（３）確保プロセス削除 資源解放処理において、共有モードでの確保プロセスが
１つ削除されるが、待ちプロセスの状態はそのままであ
ることを通知するものであり１通知プロセッサ、資源、
削除される確保プロセスに関する情報をデータとして含
む。

（４）待ちの解除 資源解放処理において、確保プロセスが１つ削除され、
待ちプロセスの一部分あるいはすべてが確保プロセスに
変わることを通知するものであり。

通知プロセッサ、資源、削除される確保プロセス。

待ちが解けるプロセス（複数の場合もある）に関する情
報をデータとして含む。なお、待ちプロセスが１つもな
くなる場合には、その資源に関する登録情報はすべて消
去される。

（５）　　待ちプロセス削除 待チのキャンセル処理によシ待ちプロセスが１つ削除さ
れることを通知するものでアシ、通知プロセッサ、資源
、削除される待ちプロセスに関する情報をデータとして
含む。なお、待ちプロセスが１つもなくなる場合には、
その資源に関する登録情報はすべて消去される。

次に、グローバル排他制御部６及び待ち状態登録部４に
より更新され、デッドロック判定部５が参照する制御テ
ーブルの構成について第４図を参照して説明する。

（１）　　プロセッサ情報テーブル（ＰＩＴ　）プロセ
ッサ番号（各プロセッサを一意に識別する番号）をイン
デックスとするテーブルで、各エントリはそのプロセッ
サに対応するプロセス制御テーブルおよびローカル資源
制御テーブルへのポインタを含む。

（２）　　グローバル資源制御テーブル（ＧＲＣＴ　）
グ０−パル資源ＯＪ源名（システム内’ｌ？−意）をハ
ツシュキーとするテーブルで、各エントリは用するプロ
セスが存在する資源について動的に作成される。

（３）　　ローカル資源制御テーブル（ＬＲＣＴ　）プ
ロセッサ対応に存在し、ローカル資源の資源名（プロセ
ッサごとに一意）をバッジ−キートスるテーブルである
。エントリの構成はグローバル資源制御テーブルと同様
であシ、エントリは待ちプロセスが存在する資源につい
て動的に作成される。

（４）ｆロセス制御テーブル（ＰＣＴ　）プロセッサ対
応に存在し、プロセス番号（プロセッサ内でプロセスを
一意に識別する番号）をインデックスとするテーブルで
ある。各エントリはそのプロセスに対応する確保資１１
Ｊストへのポインタと、さらに、待ち状態であれば待っ
ている資源に対応する資源制御エントリへのポインタを
含む０ （５）確保プロセスリスト（ＲＰＬ　）使用プロセスが
存在するグローパ資源、あるいは待ちプロセスか存在す
るローカル資源に対応して動的に作成されるリストで、
各エン）　ＩＪは確保プロセスに対応して動的に作成さ
れ、対応するプｏ　セス制御エントリへのポインタラ含
ム。

（６）　　待ちプロセスリスト（ＷＰＬ　）待ちプロセ
スが存在する資源に対応して動的に作成されるリストで
、各エントリは待ちプロセスに対応して動的に作成され
、対応するプロセス制御エントリへのポインタを含む。

（７）確保資源リスト（ＲＲＬ　） グローバル資源、あるいは待ちプロセスがあるローカル
資源を確保しているプロセス対応に動的に作成されるリ
ストで、各エントリは確保している資源に対応して動的
て作成され、対応する資源制御エントリへのポインタを
含む。

これらのテーブルのうち、グローバル排他制御処理では
ＧＲＣＴ　、　ＰＣＴ　、及びＲＲＬと（グローバル資
源に対する）　ＲＰＬ　、及びｗＰＬとが更新され、待
ち状態登録処理ではＬＲＣＴ　、　ＰＣＴ　、及びＲＲ
Ｌと（ローカル資源に対する）　ＲＰＬ　、及びＷＰＬ
とが更新される。

最後に、第４図に参照して２本実施例の動作を説明する
。ここでは、プロセッサｍｌ上のプロセスｎｌ＋ｎ２と
プロセッサｍ２上のプロセス浦。

とがグローバル資源Ｇｌ　、Ｇ２とローカル資源Ｌｌと
を使用する。ここで＋ｍｌ＋ｍ２はプロセッサ番号＋ｎ
ｌ　　＋１２　１ｎ３はプロセス番号。

ｃｌ　、Ｇ２　、Ｌ、は資源名とする。

（１）　　プロセスｎｌがローカル資源Ｌ！の確保要求
（以下いずれの要求も排他モードとする）を行う。

この要求はプロセッサｍｌ上の排他制御モノーール９が
処理し、ローカル資源り、はまだ使用されていないので
確保が許可される。排他制御装置２へは何も通知されな
い。

（２）　　プロセスｎ３がグローバル資源Ｇ１の確（１
求を行う。

ゾロセッサｍ２上の排他制御モノー−ル９から排他制御
装置２上のグローバル排他制御部６へ処理要求が行われ
、グローバル資源Ｇ１の確保が許可される（第４図中の
ｐｅＴ（ｍｚ）の＄３エントリと几 ＲＲＬ（ｐ３　）とＧＲＣＴのＧ１エントリとＲＰＬ（
Ｇｔ　）とが作成される。）。

（３）　　プロセスｎ２がグローバル資源Ｇ２の確保要
求を行う。

プロセッサｍｌ上の排他制御モジー−ル９がら排他制御
装置２上のグローバル排他制御部６へ処理要求が行われ
、／グローバル資源Ｇ２の確保が許可される（第４図中
のＰＣＴ（ｍ　１　）のｎ２エントリとＲＲＬ（ｎｚ）
とＧＲＣＴのＧ２エントリとＲＰＬ（Ｇ２）とが作成さ
れる。）。

（４）　　ノロセスｎ１がグローバル資源Ｇｌの確保要
求を行う。

プロセッサｍ１上の排他制御モノー−ル９から排他制御
装置２上のグローバル排他制御部６へ処理要求が庁われ
る。グローバル資源Ｇｌはすでに確保されているので、
さらにデッドロック判定部５に対シてプロセスｎｌがグ
ローバル資源Ｇ、を待つことに関するデッドロック判定
が要求される。

この場合、デッドロックが発生しないのでプロセスｎｌ
はグローバル資源Ｇｌの確保持ち状態となる（第４図中
のＰＣＴ（ｍｌ）のｎ０エントリとＷＰＬ（Ｇ、）が作
成される。）。

（５）ｆロセスｎ３がグローバル資源Ｇ２の確保要求を
行う。

プロセッサｍ２上の排他制御モゾーール９がら排他制御
装置２上のグローバル排他制御部６へ処理要求が行われ
る。グローバル資源Ｇｚｉｉｔでに確保されており、デ
ッドロック判定部５での判定結果は「デッドロック発生
せず」なので、プロセスｎ３はグローバル資源Ｇ２の確
保持ち状態となる（第４図中のＭ、ＶＰＬ（Ｇ２）が作
成される。）。

（６）　　プロセスｎ２がローカル資源Ｌｌの確保要求
を行う。

プロセッサｍ１上の排他制御モゾーール９が処理し、ロ
ーカル資源り里はすでに確保されているので、待ち状態
通知部３から排他制御装置２上の待ち状態登録部４へ待
ち発生通知（ｆロセッサｒｆｚ上のプロセスｎ２がロー
カル資源Ｌ１に関してプロセスｎ１を待つ）が行われる
。待ち状態登録部４はプロセスｎｌがローカル資源Ｌｌ
を確保しているという情報（第４図中のＬＲＣＴ　（町
）のし１エントリとＲＰＬ（Ｌｌ）とＲＲＬ（ｎｓ）　
）を作成後、デッドロック判定部５に対してプロセスｎ
２がローカル資源Ｌ１を持つことに関するデッドロック
判定を要求する。この時点で制御テーブルは第４図に示
す状態となっており、デッドロック判定部５ばＬＲＣＴ
　（ｍｌ）のり、エントリとＲＰＬ（Ｌ、）　　のｎｌ
　エントリとＰＣＴ　（ｍｌ　）のｎエニントリとをた
どることによってローカル資源Ｌ工を確保しているプロ
セスｎ１はグローバル資源Ｇ□の確保持ちであることを
、また、　ＧＲＣＴのＧエニントリとＲＰＬ（Ｇｉ）の
ｎ３エントリとＰＣＴ　（ｍ２　）のｎ３エントリとを
たどることによってグローバル資源Ｇ！を確保している
プロセスｎ３はグローバル資源Ｇ２の確保持ちであるこ
とを、また、　ＧＲＣＴのＧ２エントリとＲＰＬ　（Ｇ
２　）のｎ２エントリとからグローバル資源Ｇ２ｔプロ
セスｎ２が確保していることを知り。

プロセスｎ２がローカル資源ＬＬを待つとシステム内に
デッドロックが発生することを検出する。

待ち状態登録部４はこの判定結果を受けて、デッドロッ
ク判定要求前に設定した制御テーブル中の情報を消去し
、待ち状態通知部３ヘデッドロック発生の結果を返す。

さらにこれを受けて排他制御モジュール９はプロセスｎ
ｚｔローカル資源し工の確保持ち状態とはせずにプ：ｌ
セスｎ２ヘデッドロック発生の結果を返す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、疎結合マルチプロセッサ
システムにおける共有資源の排他制御を。

複数プロセッサから共有される資源については排他制御
装置で、複数プロセッサから共有されない資源について
はこの資源を使用するプロセッサ上で動作する排他制御
モジュールで分担して行い。

しかも、複数プロセッサから共有されない資源の排他制
御において生じた待ち状態を排他制御装置に登録してお
くことによシワシステム内のｒ２ドロック検出を完全に
保証し、しかも、シングルプロセッサシステムちるいは
密結合マルチプロセッサシステムにおける排他制御と比
較した場合の処理速度低下を必要最小限に抑えるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成を示す図、第
２図はグローバル資源排他制御における制御関連図、第
３図は。−カル資源排他制御における制御関連図、第４
図は本発明の詳細な説明するだめの制御テーブル状態図
である。 １・・・疎結合マルチグロセツサシステムを構成するプ
ロセッサ、２・・・排他制御装置、３・・・待ち状態通
知部、４．・・待ち状態登録部、５・・・デッドロック
判定部、６・・・グローバル排他制御部、７・・・グロ
ーバル資源、８・・・ローカル資源、９・・・排他制御
モジュール、１０・・・共有資源を使用するプロセス。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数プロセッサから共有される資源の排他制御を行
   う排他制御装置を備える疎結合マルチプロセッサシステ
   ムにおいて、前記複数プロセッサから共有されない資源
   の排他制御における待ちの発生及び待ちの状態変化を前
   記排他制御装置へ通知する第１手段と、前記第１手段か
   らの待ち状態通知を受けてそれを登録する第２手段と、
   前記第２手段により登録された待ち状態情報と前記複数
   プロセッサから共有される資源の排他制御における待ち
   状態情報とを参照してシステム内にデッドロックが発生
   しているかどうかを判定する第３手段とを有し、前記複
   数プロセッサから共有される資源の排他制御処理および
   すべてのデッドロック判定処理は前記排他制御装置で、
   一方、前記複数プロセッサから共有されない資源の排他
   制御処理は該資源を使用するプロセッサで、それぞれ分
   担して行うことを特徴とする疎結合マルチプロセッサシ
   ステムにおける排他制御方式。