JPH01204154A - カーネルプリミティブルーチンによる中断・再開方式 - 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】 〔目　次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術と発明が解決しようとする課題課題を解決す
るための手段 作用 実施例 発明の効果 〔概要〕 複数個の実行単位から構成されるユーザプログラムから
の割出しによって制御パラメータを受は取り、オペレー
ティングシステム（ＯＳ）の下位レベルのサービスを実
行するカーネルプリミティブルーチンが、特定の要因（
例えば、仮想記憶装置をアクセスしてページフォルトが
発生等）によって実行を続行できなくなったときの該カ
ーネルプリミティブルーチンによるユーザプログラムの
中断・再開方式に関し、 ユーザプログラムがカーネルプリミティブルーチンを割
出すときの処理を簡単にすることを目的とし、 ユーザプログラムからの割出しによって特定の処理を行
うオペレーティングシステム（ＯＳ）レベルのカーネル
プリミティブルーチンに中断事象が発生したとき、上記
ユーザプログラムの該割出しを生起した実行単位（ＰＯ
Ｐ）を中断する手段と、該中断要因が解決されたとき、
該カーネルプリミティブルーチンが行う残りの処理を別
の実行単位（カーネルディスパッチングユニット）　（
ＫＤＵ）で行う手段と、該別の実行単位（ＫＤＵ）で上
記カーネルプリミティブルーチンの残りの処理を終了し
た時点で、上記中断しているユーザプログラムの実行単
位（ＰＯＰ）に再開する手段とを設けて、上記カーネル
プリミティブルーチンによるユーザプログラムの中断状
態を再開するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数個の実行単位から構成されるユーザプロ
グラムからの割出しによって制御パラメータを受は取り
、オペレーティングシステム（ＯＳ）の下位レベルのサ
ービスを実行するカーネルプリミティブルーチンが、特
定の要因（例えば、仮想記憶装置をアクセスしてページ
フォルトが発生等）によって、その実行ができなくなっ
たときの、ユーザプログラムの中断・再開方式に関する
。

従来から、計算機システムで実行されるユーザプログラ
ムで実行できない、例えば、入出力処理とか１割込み１
割出し処理、ディスパッチング処理等については、オペ
レーティングシステム（ＯＳ）の低位レベルの処理を実
行するカーネルプリミティブルーチン等に、その処理の
実行を依頼しているが、かかるオペレーティングシステ
ム（Ｏ８）の低位レベルの処理を、該カーネルプリミテ
ィブルーチンに依頼して、該ルーチンで処理が中断され
る事象、例えば、仮想記憶方式の計算機システムでのペ
ージフォルト等が発生すると、その再開処理の為に、ユ
ーザプログラムでの上記中断、再開処理の為のオーバヘ
ッドが増大する問題がある。

一般に、該計算機システムでの処理能力の向上に対する
要求は際限がない為、上記ユーザプログラムがオペレー
ティングシステム（ＯＳ）のカーネルプリミティブルー
チンに割出しを行って、特定の処理を依頼し、該カーネ
ルプリミティブルーチンで中断事象が発生し、その処理
が実行できなくなった場合の、該カーネルプリミティブ
ルーチンによるユーザプログラムの効果的な中断、再開
方式が必要とされる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕第３図は
従来のカーネルプリミティブルーチンによる中断・再開
方式を説明する図である。

通常、オペレーティングシステム（ＯＳ）には、入出力
処理９割込み９割出し処理、ディスパッチング処理等、
低位レベルの処理と、ジョブ管理、ＴＳＳサー八等へ上
位レベルの処理があり、例えば、ユーザプログラムから
の割出し等の手段によって起動され、該ユーザプログラ
ムから制御パラメータを受けて、上記オペレーティング
システム（ＯＳ）の低位レベルの処理を行うプログラム
として、カーネルプリミティブルーチン２がある。

該カーネルプリミティブルーチン２は割込み禁止状態で
走行するプログラムであるが、該ルーチン２が仮想記憶
領域３をアクセスする場合、該仮想記憶領域３に実記憶
が割り当てられていなくてプログラムチエツク割込みが
発生する可能性がある。

そこで、ユーザプログラム１では、該カーネルプリミテ
ィブルーチン２がアクセスする仮想記憶領域３に、予め
、実記憶固定処理をおこなっておき、ページフォルトが
起こらないようにする必要がある。

該仮想記憶領域３をアクセスするカーネルブリミティブ
ルーチン２を利用するユーザプログラム１は、 （１）仮想記憶領域３に対して、実記憶固定処理を行う
。具体的には、例えば、ページアウト処理を禁止状態と
する。

（２）　　カーネルプリミティブルーチン２に割出し、
制御パラメータを渡す。

（３）カーネルプリミティブルーチン２での処理が終了
して、該ユーザプログラム１に制御が戻ってきたとき、
上記実記憶を固定した仮想記憶領域３の実記憶固定の解
除処理を行う。

と云う３段階のステップを踏まなければならない。

通常、ユーザプログラム１はカーネルプリミティブルー
チン２を読み出す前に、仮想記憶領域をアクセスしてお
り、該仮想記憶領域３には実記憶領域が割り当てられて
いる。然し、それにもかかわらずカーネルプリミティブ
ルーチン２を呼び出す前に必ず、上記仮想記憶領域３の
実記憶固定処理を行わねばならず、又、該カーネルプリ
ミティブルーチン２から制御が戻ってきた後も、必ず、
実記憶固定の解除処理と云う余計な処理をしなければな
らないと云う問題があった。

本発明は上記従来の欠点に鑑み、複数個の実行単位（１
’ＯＰ）から構成されるユーザプログラムからの割出し
によって制御パラメータを受は取り、オペレーティング
システム（ＯＳ）の下位レベルのサービスを実行するカ
ーネルプリミティブルーチンが、特定の要因（例えば、
仮想記憶装置をアクセスしてページフォルトの発生）に
よって実行を続行できなくなったときのユーザプログラ
ムの中断・再開方式において、ユーザプログラムでのオ
ーバヘッドを少なくする中断・再開方式を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明のカーネルプリミティブルーチンによる
中断・再開方式の原理図である。

上記の問題点は下記の如くに構成されたカーネルプリミ
ティブルーチンの実行不能時のユーザプログラムの中断
・再開方式によって解決される。

複数個の実行単位１ａから構成されるユーザプログラム
１からの割出しによって制御パラメータを受は取り、オ
ペレーティングシステム（ＯＳ）の下位レベルのサービ
スを実行するカーネルプリミティブルーチン２が、特定
の要因によってその実行ができなくなったとき、 上記ユーザプログラム１の該割出しを生起した実行単位
１ａを中断する手段■と、 該中断要因が解決されたとき、該カーネルプリミティブ
ルーチン２が行う残りの処理を別の実行単位２ａで行う
手段■と、 該別の実行単位２ａで上記カーネルプリミティブルーチ
ン２の残りの処理を終了した時点で、上記中断している
ユーザプログラム１の実行単位１ａに再開する手段■と
を設けて、 上記カーネルプリミティブルーチン２によるユーザプロ
グラム１の中断・再開処理を行うように構成する。

〔作用〕

即ち、本発明によれば、複数個の実行単位から構成され
るユーザプログラムからの割出しによって制御パラメー
タを受は取り、オペレーティングシステム（ＯＳ）の下
位レベルのサービスを実行するカーネルプリミティブル
ーチンが、特定の要因（例えば、仮想記憶装置をアクセ
スしてページフォルトの発生）によって、その実行がで
きなくなったときのユーザプログラムの中断・再開方式
において、該ユーザプログラムが、例えば、仮想記憶領
域の実記憶固定処理、実記憶固定解除処理を行わずに済
むように、以下の３つの手段を設ける。

■　カーネルプリミティブルーチンが特定の命令を実行
して、仮想記憶領域に実記憶が割り当てられているか否
かをチエツクし、若し、実記憶が割り当てられていなけ
れば、ユーザプログラムの実行単位（１’ＯＰ）を中断
すると共に、特定のサービスプログラムを呼び出して、
上記仮想記憶領域に実記憶を割り当てさせる手段。

■　カーネルプリミティブルーチンが、該仮想記憶領域
をアクセスした後に行う筈の処理を、本発明の別の実行
単位（ＫＤＵ）で行う手段。

■　上記別の実行単位（ＫＤＵ）でカーネルプリミティ
ブルーチンのやり残した処理を行った後、■で中断状態
にしたユーザプログラムを再開させる手段。

以下において、それぞれの手段の機能作用を説明する。

■　ユーザプログラムの実行単位（これを、Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ　０ｐｅｒａｔｏｒ　：　ｒ’ＯＰと呼ぶ）に、「
カーネルプリミティブルーチン中断状態」と云う表示を
行う。

そして、この表示があると、上記ＰｏＰはディスバッチ
禁止状態になる。

具体的には、オペレーティングシステム（ＯＳ）中の「
核」と呼ばれる基本プログラムが、該カーネルプリミテ
ィブルーチンで、中断事象が発生した場合に、この表示
を行い、該実行単位（ＰＯＰ）をディスバッチ禁止状態
にする。

更ニ、上記ＰＯＰの中断によって特定のサービスプログ
ラムが起動され、該カーネルプリミティブルーチンのア
クセスする仮想記憶領域に実記憶を割り当てて該中断事
象を解決し、次の■の動作に移行する。

■　本発明においては、該カーネルプリミティブルーチ
ンでやり残した処理を行う為の再開処理の実行単位（こ
れを、カーネルディスパッチングユニット（ＫＤＵ）と
呼ぶ）を用意する。

カーネルプリミティブルーチンにおいては、上記中断事
象が発生する可能性のある所（例えば、仮想記憶領域を
アクセスする所）は、予め、分かっており、更に、再開
ルーチンで行う処理も分かっているので、該Ｋｎｕをシ
ステム作成時に静的にオペレーティングシステム（ＯＳ
）内に組み込んでおくことができる。

即ち、上記オペレーティングシステム（ＯＳ）内にカー
ネルプリミティブルーチン内で中断事象が起こる可能性
のある場所に対応して、複数個のＫＤＵを用意しておく
。

又、該カーネルプリミティブルーチンがやり残した処理
を行う上記再開ルーチンに、該やり残した処理を行う為
の情報（制御パラメータ：どのＰＯＰか、アクセスする
仮想記憶アドレス等）を受は渡す為の領域（ＫＤＵＥと
呼ぶ）を用意し、上記ＫＤＵはｍＫｏｕＥが１個以上繋
がった状態で、上記再開ルーチンの実行単位となる。

上記、ＫＤＵにはｒ　ＫＤＵＥがスケジュールされてい
る」と云う表示（スケジュール表示）を行う為のフィー
ルドを、例えば、１ビツト用意しておく。

そして、上記「核」はＫＤＵにＫＤＵＥ　＋Ｎぐと同時
に、このスケジュール表示を行い、以降、ＫＤＵＥがス
ケジュールされる毎に、上書きの形で、具体的には、１
つ前のスケジュールされたＫＤＵＥを特定の領域に退避
して、今回スケジュールされた［１ＵＥ（制御パラメー
タ）を該領域に設定し、該スケジュール表示を°オン゛
　とする。

このように構成されているので、該「核」は該スケジュ
ール表示の前の状態、即ち、上記退避領域を見て、既に
、スケジュールされている時には、何もしない（即ち、
既に、ディスパッチキューに乗っているので何時でも実
行できる状態にある為、何もしない）が、逆にスケジュ
ール表示がないと、始めて再開ルーチンの実行単位（Ｋ
ＤＵ）になったとして、該ＫＤＵをディスパッチキュー
に乗せ、実行可能の状態にする。

■　再開ルーチンの実行単位であるＫＤＤで、カーネル
プリミティブルーチンの残した処理が終了すると、「核
」は■で設定した「カーネルプリミティブルーチン中断
状態」と云う表示を消し、該中断状態になっていたＰＯ
Ｐをディスパッチ可能状態にする。

このように、ユーザプログラムが、オペレーティングシ
ステム（ＯＳ）のカーネルプリミティブルーチンに処理
を依頼して、該カーネルプリミティブルーチンで中断事
象が発生した場合、該カーネルプリミティブルーチンに
ユーザプログラムの実行単位を中断させる手段を持たせ
、該中断した原因が解決した後、別の実行単位（ＫＤＵ
）で、該残りの処理を行い、その実行単位（ＫＤＵ）で
動作するプログラムに、該中断されているユーザプログ
ラムを再開させるようにしたものであるので、システム
が持つ多数のユーザプログラムはカーネルプリミティブ
ルーチンに処理を依頼する前の仮想領域の実記憶固定と
、該カーネルプリミティブルーチンから処理が戻った後
の、上記実記憶固定の解除と云う処理を削除でき、シス
テム全体としての処理能力が大幅に向上すると云う効果
がある。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

前述の第１図が本発明のカーネルプリミティブルーチン
による中断・再開方式の原理図であり、第２図が本発明
の一実施例を模式的に示した図であって、第１図、第２
図に示した手段■〜■が本発明を実施するのに必要な手
段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ対象物を示
している。

以下、第１図、第２図によって、本発明のカーネルプリ
ミティブルーチンによるユーザプログラムの中断・再開
方式を説明する。

第２図の模式図においては、ユーザプログラム１がオペ
レーティングシステム（ＯＳ）の中のカーネルプリミテ
ィブルーチン２に特定の処理を依頼したとき、該カーネ
ルプリミティブルーチン２が特定の命令を実行して、仮
想記憶領域３に実記憶が割り当てられているか否かをチ
エツクし、割り当てられていなかった場合のオペレーテ
ィングシステム（ＯＳ）内での動作について示している
。

ステップ１０：先ず、カーネルプリミティブルーチン２
において、前述の中断事象が発生すると、ＫＤＵＢ　（
再開時の制御パラメータを格納する領域）をオペレーテ
ィングシステム（Ｏ８）の「核」に獲得依願し、該「核
」が持っている図示していないセルプールから、特定の
領域をＫＤＵＥとして獲得する。　（ステップ４０参照
） ステップ１１：該「核」にユーザプログラムの実行単位
（１’ｏｒ’）　１ａの中断依願をすると、該「核」は
該ＰＯＰ　１ａに「カーネルプログラム中断状態」と云
う表示■を行い、該ＰＯＰ　１ａをディスパッチ禁止状
態にする。（ステップ４１参照）ステップ１２ニステツ
プ１０で獲得したＫＤＵＥに再開情報（制御パラメータ
：　どのＰＯＰか、ページフォルトになった仮想記憶ア
ドレス等）を設定する。

ステップ１３：オペレーティングシステム（ＯＳ）内に
ある特定のサービスプログラム（中断の解決者）に中断
の解決を依頼する。

ステップ２０：該サービスプログラムにおいては、上記
再開情報を参照して、ページフォルトの発生した仮想記
憶アドレスを認識し、該仮想記憶に実記憶を割り当て、
上記カーネルプリミティブルーチン２における中断事象
の解決を行う。

ステップ２１：中断事象が無くなったので、「核」に再
開ルーチンの起動を依頼■する。

ステップ４２，４３．４４　：　　ｒ核」は上記中断解
決者から上記ＫＤＵＥのアドレスを受は取り、そのＫＤ
ＵＥが示すＫＤＵ　２ａを求めて、該ＫＤＵ　２ａにス
ケジュール表示が無ければ、該ＫＤＵＥを当該ＫＤＵ　
２ａに繋ぐと同時に、該ＫＤＵ　２ａにスケジュール表
示を行い、該ＫＤＵ　２ａをディスパッチキューに乗せ
るが、既に、該ＫＤｔＬ　２ａにスケジュール表示があ
る場合には、該ＫＤＵ　２ａはディスパッチキューに乗
っているので、ＫＤＵＥを繋ぐ処理のみを行う。

該ＫＤＵ　２ａがディスパッチされると、該ＫＤＵ　２
ａに対応した再開ルーチンが起動される。

ステップ３０：該再開ルーチンは「核」に対して、ＫＤ
ＵＥに格納されている再開情報の取り出しを依頼し、「
核」は複数個のＫＤＵ、ＫＤＵＥの中から、該ＫＤＵ　
２ａに対応するＫＤＵＥを取り出し、再開ルーチンに渡
す。

そして、「核」は、最後のＫＤＵＥの取り出しを終了し
、もう、ＫＤＵ　２ａにＫＤＵＥが繋がっていないこと
を確認して、該ＫＤＵ　２ａのスケジュール表示を消す
。即ち、該スケジュール表示が“オン゛である間は、再
開処理を必要とするＫＤＵが存在することを示している
。（ステップ４５，４６．４７参照）ステップ３１，３
２　：　ｒ核」からＫＤＵＥを受は取ると、該ＫＤＵＨ
に格納されている再開情報に基づいて、カーネルプリミ
ティブルーチン２の残り処理を実行する。

ステップ３３：再開ルーチンにおいては、カーネルプリ
ミティブルーチン２の残りの処理、部ち、仮想記憶領域
に対するアクセス、その他を終了したので、ユーザプロ
グラム１に復帰する為に、上記ユーザプログラム１の中
断されている実行単位（ＰＯＰ）　１ａの再開依頼■を
「核」に行う。

ステップ４８：「核」は再開ルーチンから、前にステッ
プ４１において中断状態にしたＰＯＰ　１ａの再開の依
頼を受けると、指定されたＰＯＰ　１ａに表示されてい
る「カーネルプリミティブ中断状態」の表示を解除して
実行可能（ディスパッチ可能）状態にし、ユーザプログ
ラム１の処理の再開可能な状態にする。

ステップ３４：再開ルーチンにおいては、ステップ３０
で取り出したＫＤＵＥの返却依頼を「核」に依頼する。

ステップ４９：「核」は該返却依顧のあったＫＤＬＩＥ
を元のセルプールに戻す。

ステップ３１において、もうＫＤＵＥの繋がってない状
態になると、再開すべきＫＤＵ　２ａがないと認識して
、図示していないディスパッチャ−に戻る。

ディスパッチャ−では、ＫＤＵ　２ａ、又はＰＯＰ　１
ａのディスパッチキューを見て、該キューに投入されて
いるタスクがあると、即ち、ＫＤＵ　２ａがあると、再
度上記再開ルーチンが起動されるし、ＰＯＰ　１ａがあ
ると、ユーザプログラムの再開処理が行われる。

尚、上記の実施例においては、ユーザプログラムがカー
ネルプリミティブルーチンに特定処理を依願して、発生
した中断事象として、仮想記憶アクセス時のページフォ
ルトを例にしたが、これに限定されないことは云う迄も
ないことである。

このように、本発明は、ユーザプログラムが、オペレー
ティングシステム（ＯＳ）の低位レベルの処理を実行す
るカーネルプリミティブルーチンに特定の処理を依頼し
て、該カーネルプリミティブルーチンに中断事象、例え
ば、ページフォルトが発生した場合、該オペレーティン
グシステム（Ｏ８）の「核」において、該ユーザプログ
ラムの実行単位であるＰＯＰに中断表示を行い、該カー
ネルプリミティブルーチンとは別のサービスプログラム
に、該中断事象を解決させ（上記、ページフォルトの場
合には、実記憶の割り当てを行い）た後、再開ルーチン
を起動して、その実行単位であるＫＤＵに該カーネルプ
リミティブルーチンの残りの処理を実行させた後、該Ｋ
ＤＵから該「核」に上記ＰＯＰの中断表示を消させ、自
律的に再開させるようにした所に特徴がある。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明のカーネルプリミ
ティブルーチンによる中断・再開方式は、ユーザプログ
ラムが、オペレーティングシステム（ＯＳ）のカーネル
プリミティブルーチンに処理を依頼して、該カーネルプ
リミティブルーチンで中断事象が発生した場合、該カー
ネルプリミティブルーチンにユーザプログラムの実行単
位を中断させる手段を持たせ、該中断した原因が解決し
た後、別の実行単位（ＫＤＵ）で、該残りの処理を行い
、その実行単位（ＫＤＵ）で動作するプログラムに、該
中断されているユーザプログラムを再開させるようにし
たものであるので、システムが持つ多数のユーザプログ
ラムはカーネルプリミティブルーチンに処理を依頼する
前の仮想領域の実記憶固定と、該カーネルプリミティブ
ルーチンから処理が戻った後の、上記実記憶固定の解除
と云う処理を削除でき、システム全体としての処理能力
が大幅に向上すると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカーネルプリミティブルーチンによる
中断・再開方式の原理図。 第２図は本発明の一実施例を模式的に示した図。 第３図は従来のカーネルプリミティブルーチンによる中
断・再開方式を説明する図。 である。 図面において、 １はユーザプログラム。 １ａはユーザプログラムの実行単位（ＰＯＰ）　。 ２はカーネルプリミティブルーチン。 ２ａは再開ルーチンの実行単位（ＫＤＵ）　。 ３は仮想記憶領域。 １０〜１３，２０．２１．３０〜３４．４０〜４９は処
理ステップ。 ■〜■は本発明の手段。 をそれぞれ示す。 小ｉ月のカーネ２しブリミーラ“イアシレーテン（＝Ｊ
己大ＰＭ・ｆ＋開方代の原理囚 勇≧　　　１　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数個の実行単位（１ａ）から構成されるユーザプログ
   ラム（１）からの割出しによって制御パラメータを受け
   取り、オペレーティングシステム（ＯＳ）の下位レベル
   のサービスを実行するカーネルプリミティブルーチン（
   ２）が、特定の要因によって、その実行ができなくなっ
   たとき、 上記ユーザプログラム（１）の該割出しを生起した実行
   単位（１ａ）を中断する手段（［１］）と、該中断要因
   が解決されたとき、該カーネルプリミティブルーチン（
   ２）が行う残りの処理を別の実行単位（２ａ）で行う手
   段（［２］）と、 該別の実行単位（２ａ）で上記カーネルプリミティブル
   ーチンの残りの処理を終了した時点で、上記中断してい
   るユーザプログラム（１）の実行単位（１ａ）に再開す
   る手段（［３］）とを設けて、上記カーネルプリミティ
   ブルーチン（２）によるユーザプログラム（１）の中断
   ・再開処理を行うことを特徴とするカーネルプリミティ
   ブルーチンによる中断・再開方式。