JPH0227435A - セマフォによるプロセス制御方式 - 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〕 本発明はセマフォによるプロセス制御方式に関し、特に
情報処理装置のオペレーティングシステムにおけるプロ
セス制御方式に関し、特に複数のセマフォの閉塞状態が
すべて解除されるのを待ち合せることのできるプロセス
間の同期および共有資源の排他制御方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のセマフォに対する命令は一般にＰｆｉｒ
令とＶ命令とがあり、Ｐ命令は引数としてセマフォ番号
をもちこのセマフォカウンタの値から１を減じこの値が
非負であれば、そのまま現在実行中のプロセスを継続し
、負であれば、現在実行中のプロセスを閉塞し他の実行
待ちプロセスを起動する命令である。一方Ｖ命令は引数
として同じくセマフォ番号をもち、このセマフォカウン
タに１を加えこの値が正であるならば、そのまま現在実
行中のプロセスを継続し、０以下であるならばこのセマ
ファで待機しているプロセスの１つを実行待ち状態とす
る命令である。またセマフォカウンタの初期値が０の場
合はプロセス間の同期に使用され、正の場合は共用資源
の排他制御に使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来のセマフォによるプロセス制御方式は、Ｐ
命令では引数として唯一のセマフォ番号のみしか指定で
きず、複数の事象に対してそれぞれ異なるセマフォ番号
を対応させるので、そのすべての事象が生起するのを待
ち合せるということができないといったという欠点があ
った。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるセマフォによるプロセス制（押力式は、情
報処理装置で実行される各プロセスをそれぞれに対応す
る主記憶上のグロセルコントロールブロックで管理する
オペレーティングシステムにおいて、各プロセスコント
ロールブロックにこのオペレーティングシステムで使用
される各セマフォにそれぞれ対応する待機キュー次ポイ
ンタを有し、該待機キュー次ポインタにより各セマフォ
で待機中となっているプロセスの待機キューを表現する
プロセス制御方式に対する命令として、Ｐ命令について
は少なくとも１つ以上のセマフォ番号を引数とし、該引
数で指定された全セマフォがすべて閉塞しなかったなら
ば前記■命令を発行したプロセスへ復帰し、前記セマフ
ォの少なくとも１つ以上が閉塞したら前記Ｐ命令を発行
したプロセスのプロセスコントロールブロックを前記の
閉塞したセマフォのすべての待機キューにつなぎ、前記
プロセスを待機中とし、■命令については、唯一のセマ
フォ番号を引数とし該引数で指定されたセマフォが閉塞
状態でないならば、前記■命令を発行したプロセスへ復
帰し、前記セマフォが閉塞状態ならば、前記引数で指定
されたセマフォの待機キューから１つのプロセスコント
ロールブロックを選択しはずし、同時に前記プロセスコ
ントロールブロックがつながっている他のセマフォの待
機キューを調べ、池のセマフォで待機中でないならば、
前記プロセスコントロールブロックに対応するプロセス
を実行待ち状態にし、他のセマフォで待機中ならば該■
命令を発行したプロセスへ復帰する機能を有する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例における管理表の構成を示し
、第１図（ａ）はプロセスコントロールブロックを示す
。第１図（ａ）において、プロセスコントロールブロッ
ク（以下ＰＣＢと称す）本体１はプロセス名２．制御情
報格納域３．実行状態表示部４．実行待ちキュー次ポイ
ンタ５および待機キュー次ポインタ６により構成され、
待機キュー次ポインタ６はシステムが用いるセマフォの
数よりなる待機キュー次ポインタ列を構成している。

第１図（ｂ）は実行待ちキューを表わしている。

第１図（ｂ）において、実行待ち先頭ＰＣＢポインタ７
は実行待ち先頭ＰＣＢ８の実行待ちキュー次ポインタ１
０を指し、この実行待ちキュー次ポインタ１０は、次の
実行待ちＰＣＢ９の実行待ちキュー次ポインタ１１を指
している。このキューはシステムが許容するまでつなぐ
ことができる。

キューの最終ＰＣＢの実行待ちキュー次ポインタには−
１が書き込まれる。

第１図（ｃ）は待機キューを表わしている。待機先頭ポ
インタ・セマフォカウンタ列１２は、セマフォ番号に対
応する待機キュー先頭ポインタ１３．１５．１７．１９
．・・・とセマフォカウンタ１４．１６．１８，２０．
・・・より構成されている。

なお待機キュー先頭ＰＣＢポインタ１３．１５゜１７．
１９．・・・は−１で初期化され、セマフォカウンタ１
４．１６，１８，２０．・・・は非負の整数で初期１ヒ
されている。待機キューは次のように構成される。例え
ば任意のセマフォ番号αの待機キュー先頭ＰＣＢポイン
タが１５であるとし、該セマフォでＰＣＢ２１．２４の
２つのプロセスが待ち合せているとすると待機キュー先
頭ＰＣＢポインタ１５は、ＰＣＢ２１のセマフォ番号α
に対応する待機キュー次ポインタ２２を指し、待機キュ
ー次ポインタ２２はＰＣＢ２４のセマフォ番号αに対応
する待機キュー次ポインタ２５を指す。待機キュー次ポ
インタ２５は、待機キューの最終を表示するためＯが書
き込まれる。このキューはシステムが許容するまでつな
ぐことができる。

第１図（Ｃ）は、上述のセマフォ番号α以外にセマフォ
番号β、γの待機キュー先頭ＰＣＢポインタをそれぞれ
１７．１９であるとしたとき、始めにＰＣＢ２１のプロ
セスがセマフォ番号α、βを引数としＰ命令を発行し待
ち状態となり、次にＰＣＢ２４のプロセスがセマフォ番
号α、γ全引数として同様に待ち状態になり、最後のＰ
ＣＢ２７のプロセスがセマフォ番号γを引数としてＰ命
令を発行し、待ち状態になっている様子を示している。

次に第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれセマフォに対して
Ｐ命令、■命令を実行した場合の流れ図である。そして
第３図はプロセスの実行制御を行なうプロセススケジュ
ーラの流れ図である。

まず、第２図（ａ）を参照して説明する。Ｐ命令は引数
として少なくとも１つ以上のセマフォ番号を指定でき、
あるプロセスがＰ命令を発行した場合、まず待機キュー
先頭ＰＣＢポインタ、セマフォカウンタ列１２の前記引
数で指定されたセマフォ番号のセマフォカウンタ（１６
，１８，２０等）から１を減する（Ｓｌ）。それらの結
果、値がすべて０以上であったら制御をＰ命令を発行し
た元のプロセスに戻す（Ｓ３）。もし、セマフォカウン
タで負のセマフォカウンタが存在したらＰ命令を発行し
たプロセスの制御情報をプロセスのＰＣＢの制御情報格
納域３に待機しく３４）、実行状態表示４を“待機中”
に設定する（Ｓ５）。

そして前述のセマフォカウンタが負となっているセマフ
ォ番号の待機キューの最後尾につなぐ（Ｓ６）。このと
き該ＰＣＢのすべての待機キュー次ポインタは０とする
。その後、該ＰＣＢを実行待ちキューからはずす（Ｓ７
）。そして、プロセススケジューラに制御を渡す（Ｓ８
）。

次に第２図（ｂ）を参照して説明する。■命令は引数と
して唯一のセマフォ番号が指定でき、あるプロセスが■
命令を発行した場合、まず待機キュー先頭ポインタ・セ
マフすカウンタ列１２の前記引数で指定されたセマフォ
番号のスマフオカウンタに１を加算する（Ｓ９）。もし
、この値が１以上であればそのままＰ命令を発行したプ
ロセスに制御を戻す（Ｓｌｌ）、０以下であれば前記引
数で指定されたセマフォ番号の待機キュー先頭ＰＣＢポ
インタで指定されるＰＣＢを待機からはずす（Ｓ１２）
。このとき該ＰＣＢの待機キュー次ポインタは−１で初
期化される。次に該２０色のすべての待機キュー次ポイ
ンタの中で初期値（−１）でないものを検索し、存在す
れば、他のセマフォ番号で待機中であるので、そのまま
Ｖ命令を発行したプロセスに制御を戻す（３１３，５１
１）。もし、存在しなければ他のセマフォ番号で待機中
でないので、ＰＣＢを実行待ちキューにつなぎ（Ｓ１４
）、そしてＰＣＢの実行状態表示を“実行待ち”に設定
した（Ｓ１５）上で制御をプロセススケジューラに渡す
（Ｓ１６）。例として、第１図（ｃ）において、前述し
たセマフォ番号γを引数として■命令が発行されたとす
ると、セマフォカウンタ２０の初期値が０であったとす
ると、この状態で−２であり、１を加算しても０以下で
あるので待機キュー先頭ＰＣＢポインタ１つよりＰＣＢ
２４をたどる。ＰＣＢ２４は待機キューよりはずされ、
待機キュー次ポインタ２６は−１で初期化され、待機キ
ュー先頭ＰＣＢポインタ１９はＰＣＢ２７の待機キュー
次ポインタ２８を指すようになる。しかし、ＰＣＢ２４
の待機キュー次ポインタ２５は初期値ではないので他の
セマフォ番号（α）で待機中であることがわかり、制御
は元のプロセスに戻す。ＰＣＢ２４のプロセスが実行待
ちキューにつながれるのは、あと２回セマフォ番号αに
対してＶ命令が発行されたときて′ある、 次に第３図のプロセススケジューラの流れ図を参照して
説明する。Ｐ命令あるいはＶ命令から制御が渡されると
、まず実行待ち先頭ＰＣＢポインタ９からＰＣＢのアド
レスを得（Ｓ１７）、らし、このＰＣＢの実行状態表示
部４が°′実行待ち°であれば、ここに“実行中”を設
定する（Ｓ１９）、そしてＰＣＢの制御情報格納域３か
らプロセスの実行に必要な変数を復元しく５２０）、該
プロセスを起動する（Ｓ２１）　　また前記ＰＣＢの実
行状態が“実行待ち”でなければ実行待ちキューをたど
り順次ＰＣＢの実行状態表示部４を検査し、゛実行待ち
”のプロセスを捜しくＳ２２，３２３）起動する。もし
、すべてのプロセスが“実行待ち”でないならばハード
ウェア割込みを待つ（Ｓ２４＞。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、ＰＣＢにシステムのそ
れぞれのセマフォに対応する待機キュー次ポインタを設
けることにより複数の事象にそれぞれ異なるセマフォを
対応させた場合、そのすべての事象が生起するのを待ち
合せプロセスを制御できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における管理表の構成を示す
図で、第１図（ａ＞はＰＣＢ＊体を示す図、第１図（ｂ
）は実行待ちキューを示す図、第１図（ｃ）は待機キュ
ーを示す図、第２図（ａ）はＰ命令の処理の流れを示す
図、第２図（ｂ）は■命令の処理の流れを示す図、第３
図はプロセススケジューラの流れを示す図である。 １．８，９，２１，２４．２７・・・ＰＣＢ、２・・・
プロセス名、３・・・制御情報格納域、４・１．実行状
態表示部、５，１０．１１・・・実行待ちキュー次ポイ
ンタ、６，２２，２３，２５，２６．２８・・・待機キ
ュー次ポインタ、７・・・実行待ちキュー先頭ＰＣＢポ
インタ、１２・・・待機キュー先頭ＰＣＢポインタ・セ
マフォカウンタ列、１３，１５，１７．１９・・・待機
キュー先頭ＰＣＢポインタ、１４，１６゜あ （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報処理装置で実行される各プロセスの制御をそれぞれ
   のプロセスに対応するプロセスコントロールブロックと
   いう主記憶上の管理表により行なう前記情報処理装置の
   オペレーティングシステムにおいて、各プロセスコント
   ロールブロックに該オペレーティングシステムで使用さ
   れる各セマフォにそれぞれ対応する待機キュー次ポイン
   タを有し、該待機キュー次ポインタにより各セマフォで
   待機中となっているプロセスの待機キューを表現するプ
   ロセス制御方式に対する命令としてＰ命令については、
   少なくとも１つ以上のセマフォ番号を引数とし該引数で
   指定された全セマフォがすべて閉塞しなかったら前記Ｐ
   命令を発行したプロセスへ復帰し、前記セマフォの少な
   くとも１つ以上が閉塞したら前記Ｐ命令を発行したプロ
   セスのプロセスコントロールブロックを前記の閉塞した
   セァフォのすべての待機キューにつなぎ、前記プロセス
   を待機中とし、Ｖ命令については、唯一のセマフォ番号
   を引数とし前記引数で指定されたセマフォが閉塞状態で
   ないならば前記Ｖ命令を発行したプロセスへ復帰し、前
   記セマフォが閉塞状態ならば前記セマフォの待機キュー
   から１つのプロセスコントロールブロックを選択しはず
   し同時に前記プロセスコントロールブロックがつながつ
   ている他のセァフォの待機キューを調べ、他のセマフォ
   で待機中でないならば前記プロセスコントロールブロッ
   クに対応するプロセスを実行待ち状態にし、他のセマフ
   ォで待機中ならば該Ｖ命令を発行したプロセスへ復帰す
   る機能を有することを特徴とするセマフォによるプロセ
   ス制御方式。