JPS63300350A - マルチプロセッサシステムのタスクスケジュ−ル方式 - 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〕 本発明はマルチプロセッサシステムの制御方式に関し、
特にマルチプロセッサシステムにおけるタスクスケジュ
ール方式に関する。

〔従来の技術〕

計算機システムの性能の向上を目的としたマルチプロセ
ッサシステムでは、各プロセッサの負荷をできるだけ均
等にすることで、システム性能の向上を図るようなタス
クスケジュール方式が行なわれる。そして、従来のこの
種のタスクスケジュール方式では、タスクスケジュール
時点で各プロセッサの負荷状態を調べ、使用可能な複数
個のプロセッサが存在するとその内の任意のプロセッサ
を選択し、そのプロセッサへタスクの割当てを行なって
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のタスクスケジュール方式は、タスクスケ
ジュール時点での各プロセッサの負荷を調べるが、この
負荷とはタスクスケジュール時点でのプロセッサの使用
状態あるいは今迄の使用率であり、タスクスケジュール
時点以降に発生し得る入出力装置からの入出力要求完了
割込みなどが考慮されていない、そのため、タスクスケ
ジュール後極めて短時間のうちに入出力装置から入出力
要求完了割込みが発生するプロセッサへタスクを割当て
てしまうことがある。このような場合、そのプロセッサ
に割当てられたタスクは上記の入出力要求完了割込みに
よって走行後直ちに中断せしめられ、再度タスクスケジ
ュール・タイミングが発生することになるので、システ
ムのオーバヘッドが大きくなり、システム性能の低下を
起こすという問題点がある。

本発明の目的は、タスクスケジュールの際のプロセッサ
選択条件にその後に予想される入出力装置からの入出力
要求完了割込み発生時刻をも加味することにより、オー
バヘッドを小さくし、システムの性能を向上させること
にある。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明のマルチプロセッサシステムのタスクスケジュー
ル方式は、 複数のプロセッサと入出力要求完了時に要求元プロセッ
サに対して割込みを起こす入出力装置とを備えたマルチ
プロセッサシステムのタスクスケジュール方式において
、前記各プロセッサの前記入出力装置に対する入出力要
求時点において前記入出力装置による入出力要求完了割
込み予想時刻を算出して各プロセッサ対応に保持してお
き、プロセッサ割当て待ちタスクを何れかのプロセッサ
に割当てるタスクスケジュール時点において各プロセッ
サの使用状態に基づいて選択された使用可能プロセッサ
が複数存在するとき、前記保持した入出力要求完了割込
み予想時刻が一番遅いプロセッサを今回のタスク割当て
プロセッサとするように構成される。

〔作用〕

タスク割当てプロセッサの選択条件に、タスクスケジュ
ール時点における各プロセッサの使用状態に加え、その
後に予想される入出力装置からの入出力要求完了割込み
予想時刻をも加味し、入出力要求完了割込み予想時刻が
最も遅いプロセッサに、プロセッサ割当て待ちタスクを
割当てることにより、割当てられたタスクが中断される
までの平均時間を長くできる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明のタスクスケジュール方式を通用したマ
ルチプロセッサシステムの一例を示すブロック図であり
、プロセッサがＮ個の場合を示す。

本実施例のマルチプロセッサシステムは、プロセ・７す
１，２〜Ｎと、入出力要求完了時に要求元プロセッサに
対して入出力要求完了割込みを起こす磁気ディスク装置
などの入出力装置２０．２１と、主記憶３０と、それら
の間を接続するバス１０とで構成されている。また主記
憶３０上には、本マルチプロセソサンステムの有する計
時機構等により現在時刻を示す値が逐次書込まれるシス
テム時刻記憶領域４０と、入出力装置２０．２１を制御
する入出力装置制御ルーチン等で構成される入出力装置
制御手段７０と、この入出力装置制御手段７０で制４１
１される入出力装置２０．２１から入出力要求完了割込
みがかけられる予想時刻を算出する割込み時刻算出ルー
チンなどで構成される割込み時刻算出手段８０と、割込
み時刻テーブル６０と、割込み時刻算出手段８０で算出
された入出力要求完了割込み時刻をそれぞれ入出力要求
元のプロセッサ対応に割込み時刻テーブル６０に登録す
る割込み時刻テーブル登録ルーチンなどで構成された割
込み時刻テーブル登録手段９０と、システム内の各プロ
セッサ１．２〜Ｎの使用状態とプロセッサ割当て待ちタ
スクの情報とを記憶するタスクスケジュール制御テーブ
ル５０と、プロセッサ割当て待ちタスクをプロセッサ１
，２〜Ｎのいずれかに割当てるためにタスクスケジュー
ル制御テーブル５０から各プロセッサ１，２〜Ｎの使用
状態を検索して使用可能なプロセッサを選び出す使用可
能プロセッサ選択ルーチンなどで構成された第１のプロ
セッサ選択手段１００と、この第１のプロセッサ選択手
段１００により選択されたプロセッサが一つであればそ
のプロセッサを今回のタスク割当てプロセッサとし、選
択されたプロセッサが複数あれば割込み時刻テーブル６
０の内容を参照して各プロセッサへの入出力要求完了割
込み時刻を比較し、システム時刻記憶領域４０に記憶さ
れた現システム時刻から一番離れた入出力要求完了割込
み時刻が登録されているプロセッサを今回のタスク割当
てプロセッサとして選択する第２のプロセッサ選択手段
１１０（これも成る種のルーチンなどで構成される）と
、この第２のプロセッサ選択手段１１０で選択されたプ
ロセッサに、プロセッサ割当て待ちのタスクを割当てる
プロセッサ割当てルーチンなどで構成されたプロセッサ
割当て手段１２０とが設けられている。

第２図はタスクスケジュール制御テーブル５０の内容例
を示したもので、各プロセッサ１．２〜Ｎの使用状態（
使用中あるいは未使用）と、プロセッサ割当て待ちタス
クとが登録されている。なお、プロセッサ割当て待ちタ
スクが複数個存在するときはプロセッサ割当て待ちタス
クキューに各タスクの情報が登録される。

第３図は割込み時刻テーブル６０の内容例を示し、各プ
ロセッサ１，２〜Ｎ毎の入出力要求完了割込み時刻（Ｔ
１１等）が記憶されている。各プロセッサで発生する割
込みは複数あり得るので、それぞれが発生時刻順に並べ
られ、入出力要求完了割込み時刻キューとして管理され
ている。

第４図は各プロセッサ１，２〜Ｎにおける入出力要求完
了割込み時刻の一例を示すタイムチャート、第５図は割
込み時刻算出手段８０の処理例の流れ図、第６図は割込
み時刻テーブル登録手段９０の処理例の流れ図、第７図
は第１のプロセッサ選択手段１００の処理例の流れ図お
よび第８図は第２のプロセッサ選択手段１１０の処理例
の流れ図である。

以下、各図を参照して本実施例の動作を説明する。

先ず、第４図のタイムチャートに示すシステム時刻ＴＯ
において、プロセッサＮが入出力要求を発行した場合を
例にして入出力要求時点の動作を、第３図、第４図、第
５図および第６図を参照しながら説明する。

プロセッサＮから入出力装置２０或いは２１に対する入
出力要求が発生すると、入出力装置制御手段７０により
要求装置への指令が行なわれる０次に割込み時刻算出手
段８０により、入出力要求の内容の解析が行なわれ、要
求完了によって入出力装置から入出力要求完了割込みが
かけられる予想時刻が算出される。

この入出力要求完了割込み予想時刻の算出は、第５図を
参照すると、先ず入出力要求の内容について要求対象装
置の種類、入力か出力かの区別。

入出力の要求サイズ等が解析され（ステップ８１）、こ
の解析内容から入出力要求完了割込みが為されると予想
される時点までの時間ｔの算出が行なわれる（ステップ
８２）０次にシステム時刻記憶領域４０からシステムの
現在時刻ＴＯが参照され（ステップ８３）、上記の時間
ｔとシステムの現在時刻ＴＯとを加算することで、入出
力要求完了割込み時刻ＴＮ　１　　（−Ｔｏ　＋　ｔ）
が算出される（ステップ８４）０例えば、入出力要求が
ディスク装置に対する入力要求であったとすると、入力
するデータ長等からデータ転送時間を算出し、これにデ
ィスク装置での平均回転待ち時間及びシーク時間を加算
したものが入出力要求完了時間ｔとして計算される。

さて、割込み時刻算出手段８０により入出力要求完了割
込み時刻ＴＮＩが算出されると、割込み時刻テーブル登
録手段９０により、その算出された入出力要求割込み時
刻ＴＮＩが割込み時刻テーブル６０に登録される。この
割込み時刻テーブル６０への登録処理は、第６図を参照
すると、割込み時刻テーブル登録手段９０が先ず割込み
時刻テーブル６０上を検索して入出力要求発行元のプロ
セッサＮの入出力要求完了割込み時刻キューを取得しく
ステップ９１）、このキューに割込み時刻算出手段８０
で算出された入出力要求完了割込み時刻ＴＮＩを登録す
ることで行なわれる（ステップ９２）、ここで、入出力
要求完了割込み時刻ＴＮＩが、キューインされているプ
ロセッサＮの他の入出力要求完了割込み時刻に比べて一
番早い時刻であるときは、キューの先頭に登録される。

以上のような処理が行なわれた後、人出力完了割込み待
ちに入るため、プロセッサＮの使用が放棄される。

次に、プロセッサ割当て待ちタスクをプロセッサ１，２
〜Ｎのいずれかに割当てる際のタスクスケジュール動作
について、第２図、第３図、第４図、第７図および第８
図を参照して説明する。

入出力要求完了待ちの為にプロセッサＮの使用が第４図
のタイムチャートの時刻ＴＯで放棄されると、続いてタ
スクスケジュールが行なわれる。

先ず、第１のプロセッサ選択手段１００により、プロセ
ッサ１．２〜Ｎの中から使用可能なプロセッサが選択さ
れる。この使用可能プロセッサの選択は、第７図を参照
すると、第１のプロセッサ選択手段１００は先ずタスク
スケジュール制御テーブル５０の各プロセッサ状態を検
索しくステップ１０１）、プロセッサ状態が未使用なも
のを選び出すことで行なわれる（ステップ１０２）、例
えばその時点ＴＯで第２図に示したように、プロセッサ
１とプロセッサＮとが未使用状態であるとすると、プロ
セッサ１．Ｎが使用可能なプロセッサとして選択される
。

次に、割込み時刻テーブル比較による第２のプロセッサ
選択手段１１０が第１のプロセッサ選択手段１００によ
り選択された使用可能なプロセッサ１゜Ｎについて、割
込み時刻テーブル６０に登録されているそれぞれの入出
力要求完了割込み時刻キ二−の内容を比較し、システム
時刻ＴＯから一番離れた時刻が登録されたプロセッサを
選択する。この割込み時刻テーブル比較によるプロセッ
サ選択は、第８図を参照すると、第２のプロセッサ選択
手段１１０は先ず第１のプロセッサ選択手段１００によ
って選択された使用可能なプロセッサ１．Ｎそれぞれに
ついて、割込み時刻テーブル６０の入出力要求完了割込
み時刻キューの先頭に登録されている割込み時刻Ｔｌｌ
、ＴＮＩを取得して比較しくステップ１１１）、一番時
刻の遅い割込み時刻を持つプロセッサを選択する（ステ
ップ１１２）、第４図に示したタイムチャートの場合、
割込み時刻ＴＮＩの方が割込み時刻Ｔｌｌより遅い時刻
なので、プロセッサＮが選択されることになる。そして
、プロセッサ割当て手段１２０により、タスクスケジュ
ール制御テーブル５０に登録されたプロセッサ割当て待
ちタスクが、第２のプロセッサ選択手段１１０で選択さ
れたプロセッサＮに割当てられる。

以上のような手順により選択されたプロセッサにプロセ
ッサ割当て待ちのタスクがスケジュールされる。

また、例えば第４図において、システム時刻Ｔ１でタス
クスケジュールが行なわれた場合、プロセッサ１．　２
及びＮが使用可能ならば、現システム時刻Ｔｌから一番
遅い割込み時刻Ｔ１４が割込み時刻テーブル６０に登録
されているプロセッサ１が選択されることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、タスクスケジュールの
際のプロセッサ選択条件にその後の入出力装置からの入
出力完了割込み発生予想時刻を加味したので、タスクス
ケジュール回数を減らすことが可能となり、オーバーヘ
ッドの減少によりシステム性能を向上することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したマルチプロセッサシステムの
一例を示すブロック図、 第２図はタスクスケジュール制御テーブル５０の内容例
を示す図、 第３図は割込み時刻テーブル６０の内容例を示す図、 第４図は本発明の実施例の動作説明用タイムチャート、 第５図は割込み時刻算出手段８０の処理例の流れ図、 第６図は割込み時刻テーブル登録手段９０の処理例の流
れ図、 第７図は第１のプロセッサ選択手段の処理例の流れ図お
よび、 第８図は第２のプロセッサ選択手段１１０の処理例の流
れ図である。 図において、 １．２〜Ｎ・・・プロセッサ、１０・・・バス、２０．
２１・・・入出力装置、３０・・・主記憶、４０・・・
システム時刻記憶領域、５０・・・タスクスケジュール
制御テーブル、６０・・・割込み時刻テーブル、７０・
・・入出力装置制御手段、８０・・・割込み時刻算出手
段、９０・・・割込み時刻テーブル登録手段、１００・
・・第１のプロセッサ選択手段、１１０・・・第２のプ
ロセッサ選択手段、１２０・・・プロセッサ割当て手段
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のプロセッサと入出力要求完了時に要求元プロセッ
   サに対して割込みを起こす入出力装置とを備えたマルチ
   プロセッサシステムのタスクスケジュール方式において
   、 前記各プロセッサの前記入出力装置に対する入出力要求
   時点において前記入出力装置による入出力要求完了割込
   み予想時刻を算出して各プロセッサ対応に保持しておき
   、 プロセッサ割当て待ちタスクを何れかのプロセッサに割
   当てるタスクスケジュール時点において各プロセッサの
   使用状態に基づいて選択された使用可能プロセッサが複
   数存在するとき、前記保持した入出力要求完了割込み予
   想時刻が一番遅いプロセッサを今回のタスク割当てプロ
   セッサとすることを特徴とするマルチプロセッサシステ
   ムのタスクスケジュール方式。