JPH0388041A - タスク切り替え方式 - 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〕 本発明は計算機システムに於けるタスク切り替え方式に
関する。

〔従来の技術〕

従来の計算機システムに於けるタスク切り替え方式は、
主記憶装置上にタスク毎のレジスタ保存領域を設け、任
意のタスクがプロセッサに割付けられた時点で主記憶装
置上のレジスタ保存領域からレジスタ情報をプロセッサ
内のレジスタに複写してそのタスクをプロセッサ上で実
行し、その後、新たにタスクが切り替わる時点でプロセ
ッサ内のレジスタ情報を主記憶装置上の切り替えられる
タスクに対応するレジスタ保存領域に退避させるように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のタスク切り替え方式では、タスクが切り
替わる毎に主記憶装置のレジスタ保存領域に対するレジ
スタ情報の複写、退避が行なわれるため、主記憶装置に
対するアクセスが頻繁になり、タスク切り替えの時間を
増大させという問題があると共に、プロセッサとは非同
期に主記憶装置をアクセスする人出力制御装置等の装置
と主記憶装置に対するアクセスが競合する可能性が高く
なるため、システム性能が低下するという問題もある。

本発明の目的はタスク切り替え時間を短縮させると共に
、アクセス競合によるシステム性能の低下を防止するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、 タスク対応のレジスタ情報を保存するメモリ内レジスタ
保存領域を有する主記憶装置と走行させるタスク対応の
レジスタ情報が複写されるプロセッサ内レジスタを有す
るプロセッサとを備えた計算機システムに於けるタスク
切り替え方式に於いて、 レジスタ情報を保存するレジスタ保存領域を前記プロセ
ッサ内に複数設けると共に、 プロセッサ割付は待ちのタスクの内からプロセッサを割
付けるタスクを選択するタスク割付は手段と・ タスクの切り替え時、前記タスク割付は手段で選択され
たタスク対応のレジスタ情報が前記レジスタ保存領域に
保存されていることにより、前記プロセッサ内レジスタ
の内容を前記レジスタ保存領域の内の複写元のレジスタ
保存領域に退避させた後、前記レジスタ保存領域に保存
されている前記タスク割付は手段で選択されたタスク対
応のレジスタ情報を前記プロセンサ内レジスタに複写し
、前記タスク割付は手段で選択されたタスク対応のレジ
スタ情報が前記レジスタ保存領域に保存されていないこ
とにより、前記プロセッサ内レジスタの内容を前記レジ
スタ保存領域の内の複写元のレジスタ保存領域に退避さ
せた後、前記レジスタ保存領域の内の１つに保存されて
いるレジスタ情報を前記メモリ内レジスタ保存領域の内
の対応するメモリ内レジスタ保存領域に退避させ、更に
、レジスタ情報の退避を行なった前記レジスタ保存領域
に前記タスク割付は手段が選択したタスク対応のメモリ
内レジスタ保存領域の内容を複写し、その後、メモリ内
レジスタ保存領域の内容を複写したレジスタ保存領域の
内容を前記プロセッサ内レジスタに複写するレジスタ保
存領域制御手段とを設けたものである。

〔作　用〕

主記憶装置にはタスク対応のレジスタ情報を保存するメ
モリ内レジスタ保存領域が設けられ、プロセッサにはレ
ジスタ情報を保存する複数のレジスタ保存領域と走行さ
せるタスク対応のレジスタ情報が複写されるプロセッサ
内レジスタとが設けられている。タスク割付は手段はプ
ロセッサ割付は待ちのタスクの内からプロセッサを割付
けるタスクを選択する。レジスタ保存ＳＮ域制御手段は
タスク割付は手段が選択したタスク対応のレジスタ情報
がプロセッサ内に設けられている複数のレジスタ保存領
域の何れかに保存されている場合は、プロセッサ内レジ
スタの内容をレジスタ保存領域の内の複写元のレジスタ
保存領域に退避させ、その後、レジスタ保存領域に保存
されているタスク割付は手段が選択したタスク対応のレ
ジスタ情報をプロセッサ内レジスタに複写する。また、
タスり割付は手段が選択したタスク対応のレジスタ情報
がレジスタ保存領域に保存されていない場合はプロセッ
サ内レジスタの内容をレジスタ保存領域の内の複写元の
レジスタ保存領域に退避させた後、レジスタ保存領域の
内の１つに保存されているレジスタ情報をメモリ内レジ
スタ保存領域の内の対応するメモリ内レジスタ保存領域
に退避させ、更に、レジスタ情報の退避を行なったレジ
スタ保存領域にタスク割付は手段が選択したタスク対応
のメモリ内レジスタ保存領域の内容を複写し、その後、
メモリ内レジスタ保存領域の内容を複写したレジスタ保
存領域の内容をプロセッサ内レジスタに複写する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

第１図は本発明の実施例のプロ・ツク図であり、プロセ
ッサ１０と、主記憶装置４０とを含んでいる。プロセッ
サ１０はプロセッサ内レジスタ２０と、プロセッサ１０
が持つ割込みレベル＃Ｏ〜＃Ｎに対応した（Ｎ＋１）個
のプロセッサ内レジスタ保存領域３０−０〜３０−Ｎと
、レジスタ保存領域制御手段７０とを含んでいる。また
、主記憶装置４０は制御テーブル５０と、システム内の
各タスクのレジスタ情報を保存するメモリ内レジスタ保
存領域６０と、タスク割付は手段８０とを含んでいる。

主記憶装置４０上の制御テーブル５０は第２図に示すよ
うに、プロセッサ１０が持つ各割込みレベル＃０〜＃Ｎ
対応の領域を有している。そして、割込みレベル＃ｊ　
　（ｊ−０〜Ｎ）対応の領域にはタスク割付は手段８０
によって割込みレベル＃ｊに現在割付けられているタス
クの識別子Ｔｊ（ｉ＋１）と、直前に割付けられたタス
クの識別子Ｔｊ　　（＋）とが格納されている。

タスク割付は手段８０はプロセッサＩＯの割当て待ちタ
スクの内の何れかを各タスクに与えられているタスク走
行優先レベルに基づいて選択し、選択したタスクをその
タスク走行優先レベルに対応した割込みレベルに割付け
、更に、制御テーブル５０に格納されている現在割付け
られているタスクの識別子の内、上記選択したタスクを
割付けた割込みレベル対応の領域に格納されている識別
子を更新する。

レジスタ保存領域制御手段７０はタスク切り替え時点に
於いて、制御テーブル５０の各割込みレベル対応の領域
の内、新たに走行することとなったタスクの割込みレベ
ル（割込みレベル＃ｊとする）と対応する領域に格納さ
れている直前に割付けられたタスクの識別子Ｔｊ　　（
ｉ）と現在割付けられているタスクの識別子Ｔｊ　　（
ｉ＋１）とを比較し、両者が不一致であることにより、
プロセンサ内レジスタ保存領域３０−Ｏ〜３０−Ｎの内
の上記新たに走行することとなったタスクの割込みレベ
ル＃ｊと対応するプロセンサ内レジスタ保存領域３０−
ｊの内容をメモリ内レジスタ保存領域６０の内の直前に
割付けられたタスクの識別子Ｔｊ　（１）と対応する領
域に退避させ、更に、メモリ内レジスタ保存領域６０の
内の現在割付けられているタスクの識別子Ｔｊ　　（ｉ
＋１）と対応する領域の内容をプロセッサ内レジスタ保
存領域３０−０〜３０−Ｎの内の割込みレベル＃ｊ対応
のプロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｊに復元する。

第３図、第４図はタスクの切り替え例を示したタイムチ
ャート、第５図はレジスタ保存領域制御手段７０の処理
例を示す流れ図、第６図はタスク割付は手段８０の処理
例を示す流れ図であり、以下各図を参照して本実施例の
動作を説明する。

先ず、タスクの切り替えが第３図に示すように行なわれ
た場合、即ち、時刻ｔＯ〜ｔ１の区間では割込みレベル
＃ｎに対応したタスク走行優先レベルを有するタスクＡ
が、時刻ｔ１〜ｔ２の区間では割込みレベル＃ｍに対応
したタスク走行優先レベルを有するタスクＢが、時刻ｔ
２〜ｔ３では割込みレベル＃ｎに対応したタスク走行優
先レベルを有するタスクＣが走行した場合を例にとって
動作を説明する。

時刻ｔｌに於いて、タスクＡからタスクＢへの切り替え
が行なわれる。タスクＡからタスクＢへの切り替え時、
タスク割付は手段８０は第６図の流れ図に示すように、
ステップＳ８１に於いて次にプロセッサ１０に新たに割
付けるタスクＢの割込みレベル＃ｍを得、次のステップ
３８２に於いて制御テーブル５０上の各別込みレベル＃
０〜＃Ｎに対応する領域の内の割込みレベル＃ｍに対応
する領域に格納されている現在割付けられているタスク
識別子Ｔｍ（＋＋１）をタスクＢの識別子とする。

タスク割付は手段８０により制御テーブル５０の内容が
更新されると、レジスタ保存領域制御手段７０は第５図
の流れ図に示す処理を開始し、先ず、ステップ３７０に
於いてプロセッサ内レジスタ２０の内容をプロセッサ内
レジスタ保存領域３０−０〜３０−Ｎの内のタスクへの
割込みレベル＃ｎと対応するプロセッサ内レジスタ保存
領域３０−ｎに退避させ、次いでステップＳ７１に於い
て次にプロセッサ１０に割付けられるタスクＢの割込み
レベル＃ｍを得、次のステップＳ７２に於いて＊Ｉ　＜
Ｂテーブル５０の割込みレベル＃ｍに対応した領域に格
納されている直前に割付けられたタスクの識別子Ｔｍ（
ｉ）と現在割付けられているタスクの識別子Ｔｍ（＋＋
１）を得、続くステップＳ７３に於いて両者を比較する
。そして、両者が等しい場合（ステップＳ７４がＹＥＳ
の場合）はレジスタ保存領域制御手段７０ばプロセッサ
内レジスタ２０にプロセッサ内レジスタ保存領域３０−
ｍの内容を複写してタスクＢの走行を開始させた後（ス
テップ５７８）、その処理を終了する。

また、両者が不一致の場合（ステップ３７４の判断結果
がＮｏの場合）はステップ３７５に於いてプロセッサ内
レジスタ保存領域３０−０〜３〇−Ｎの内の新たに走行
することとなったタスクＢの割込みレベル＃ｍと対応す
るプロセッサ内しジスク保存領域３０−ｍの内容をメモ
リ内レジスタ保存領域６０の内の直前に割付けられたタ
スクの識別子Ｔｍ　（＋）と対応する領域に退避させ、
次のステップ３７６に於いてメモリ内レジスタ保存領域
６０の内の現在割付けられているタスクの識別子Ｔｍ（
＋＋１）と対応する領域の内容をプロセンサ内レジスタ
保存領域３０−Ｏ〜３０−Ｎの内の割込みレベル性ｍ対
応のプロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｍに復元し、
次のステップ３７７に於いて制御テーブル５０の割込み
レベル＃ｍに対応する領域に格納されている直前に割付
けられたタスクの識別子Ｔｍ（ｉ）をタスクＢを示すも
のとし、その後、ステップ３７Ｂの処理を行なう。

時刻ｔ２に於いてタスクＢからタスクＣへの切り替えが
行なわれる。この場合も、前述したタスク割付は手段８
０により制御テーブル５０の更新が行なわれる。即ち、
ステップＳ８１に於いて新たにプロセッサ１０に割付け
られるタスクＣの割込みレベル＃ｎが求められ、次のス
テップ３８２に於いて制御テーブル５０の割込みレベル
＃ｎに対応する領域に格納されている現在割付けられて
いるタスクの識別子Ｔｎ　（＋＋１）がタスクＣを示す
ものに更新される。

タスク割付は手段８０により制御テーブル５０が更新さ
れると、レジスタ保存領域制御手段７０は第５図の流れ
図の処理を開始し、先ず、ステップＳ７０に於いてプロ
セッサ内レジスタ２０の内容をプロセッサ内レジスタ保
存領域３０−０〜３０−Ｎの内のタスクＢの割込みレベ
ル＃ｍと対応するプロセッサ内レジスタ保存領域３０−
ｍに退避させ、次いでステップ３７１に於いて新たにプ
ロセッサ１０に割り当てられることになったタスクＣの
割込みレベル＃ｎを得、次のステップＳ７２に於いて制
御テーブル５０の割込みレベル＃ｎに対応した領域に格
納されている直前に割付けられたタスクの識別子Ｔｎ　
（ｉ）と現在割付けられているタスクの識別子Ｔｎ　（
＋＋１）とを得、続くステップＳ７３に於いて両者を比
較する。ここで直前に割付けられたタスクの識別子Ｔｎ
　（ｉ）。

現在割付けられているタスクの識別子Ｔｎ（＋＋１）は
それぞれタスクＡ、タスクＣを示すものであり、ステッ
プＳ７４の判断結果がＮｏとなるので、プロセッサ内し
ジスク保存領域３０−ｎの入れ替えが行なわれる。プロ
センサ内レジスタ保存領域３０−ｎの入れ替えはステッ
プ３７５に於いてプロセッサ内レジスタ保存領域＃３０
−ｎの内容をメモリ内レジスタ保存領域６０の内の直前
に割付けられたタスクの識別子Ｔｎ　（＋）に対応する
領域に退避させ、次のステップＳ７６に於いてメモリ内
レジスタ保存領域６０内の現在割付けられているタスク
の識別子Ｔｎ（＋＋１）と対応する領域の内容をプロセ
ッサ内レジスタ保存領域３０−ｎに複写することにより
行なわれる。

プロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｎの入れ替えを行
なうと、レジスタ保存領域制御手段７０はステップＳ７
７に於いて制御テーブル５０の割込みレベル＃ｎに対応
する領域に格納されている直前に割付けられたタスクの
識別子Ｔｎ　（ｉ）をタスクＣを示すものとし、その後
、ステップ８７８に於いてプロセッサ内レジスタ２０に
プロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｎの内容を複写し
、タスクＣの走行を開始させる。

次に、タスクの切り替えが第４図に示すように行なわれ
た場合、即ち、時刻ｔＯ〜ｔ１の区間では割込みレベル
＃ｎに対応したタスク走行優先レベルを有するタスクＡ
が、時刻ｔ１〜ｔ２の区間では割込みレベル＃ｍに対応
したタスク走行優先レベルを有するタスクＢが、時刻ｔ
２〜ｔ３では再び割込みレベル＃ｎに対応したタスク走
行優先レベルを有するタスクＡが走行した場合を例にと
って動作を説明する。

時刻ｔ２までは、前述した第３図の説明と同じ動作が行
なわれ、時刻ｔ２に於いてタスクＢからタスクＡへの切
り替えが行なわれる。タスクＢからタスクＡへの切り替
え時、タスク割付は手段８０はステップＳ８１に於いて
次にプロセンサ１０に割付けられることとなったタスク
への割込みレベル＃ｎを得、次のステップＳ８２に於い
て制御テーブル５０上の割込みレベル＃ｎに対応する領
域に格納されている現在割付けられているタスクの識別
子Ｔｎ（ｉ）をタスクＡに示すものにする。

ＩＩ　ＪＢテーブル５０の更新が終了すると、レジスタ
保存領域制御手段７０は第５図の流れ図に示す処理を開
始し、ステップ３７０に於いてプロセッサ内レジスタ２
０の内容をプロセッサ内レジスタ保存領域３０−Ｏ〜３
０−Ｎの内のタスクＢの割込みレベル＃ｍと対応するプ
ロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｍに退避させ、ステ
ップＳ７１に於いて次にプロセッサ１０に割り当てられ
ることとなったタスクへの割込みレベル＃ｎを得、次の
ステップＳ７２に於いて制御テーブル５０の割込みレベ
ル＃ｎと対応する領域に格納されている直前に割付けら
れたタスクの識別子Ｔｎ　（ｉ）と現在割付けられてい
るタスクの識別子Ｔｎ　（＋＋１）とを得、ステップＳ
７３に於いて両者を比較する。

ここで、タスクの識別子Ｔｎ　（ｉ）、Ｔｎ　（＋＋１
）は共にタスクＡを示すものとなっており、ステップ３
７４の判断結果がＹＥＳとなるので、レジスタ保存領域
制御手段７０はプロセッサ内レジスタ保存領域３０−ｎ
の内容をそのままプロセッサ内レジスタ２０に複写し、
タスクＡの走行を開始させる。従って、本実施例によれ
ば、外部割込み等により中断されたタスクを再度走行さ
せる場合や、１つの割込みレベルにタスクが１つしか存
在しない場合等、主記憶装置上のレジスタ保存領域を全
くアクセスする必要がないので、タスクの切り替えを高
速化することが可能となる。

尚、上述した実施例に於いては各側込みレベルに対応さ
せてプロセッサ内レジスタ保存領域を１つずつ設けるよ
うにしたが、割込みレベルに無関係にプロセッサ内に複
数のプロセッサ内レジスタ保存領域を設け、新たにプロ
セッサが割付けられることになったタスク対応のレジス
タ情報がプロセッサ内レジスタ保存領域に保存されてい
ない場合のみ、主記憶装置上のメモリ内レジスタ保存領
域との間で複写、退避を行なうようにすることもできる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、プロセッサ内にレジス
タ情報を保存するレジスタ保存領域を複数設け、プロセ
ッサ内のレジスタ保存領域にタスク割付は手段でプロセ
ッサに割付けられたタスク対応のレジスタ情報が保存さ
れている場合はプロセッサ内に設けられているレジスタ
保存領域とプロセンサ内レジスタとの間でレジスタ情報
の複写。

退避を行なうようにし、保存されていない場合のみ、主
記憶装置に設けられているメモリ内保レジスタ保存領域
との間でレジスタ情報の複写、退避を行なうようにした
ものであり、プロセッサ内のレジスタ保存領域にレジス
タ情報が保存されているタスクにプロセッサが割り当て
られた場合は主記憶装置上のメモリ内レジスタ保存領域
を全くアクセスすることなくタスクの切り替えを行なう
ことが可能となるので、タスク切り替え時間の短縮が可
能となる。また、更に、主記憶装置に対するアクセスを
減少させることができるので、プロセッサ以外の制御装
置との主記憶競合を減らすことができ、システム性能を
向上させることが可能となる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は制御テ
ーブル５０の内容例を示す図、第３図、第４図はタスク
切り替え動作を示すタイムチャート、 第５図はレジスタ保存領域制御手段７０の処理例を示す
流れ図及び、 第６図はタスク割付は手段８０の処理例を示す流れ図で
ある。 図に於いて、１０・・・プロセンサ、２ｏ・・・プロセ
ッサ内レジスタ、３０−０〜３０−Ｎ・・・プロセッサ
内レジスタ保存領域、４０・・・主記憶装置、５゜・・
・制御テーブル、６０・・・メモリ内レジスタ保存領域
、７０・・・レジスタ保存領域制御手段、８ｏ・・・タ
スク割付は手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タスク対応のレジスタ情報を保存するメモリ内レジスタ
   保存領域を有する主記憶装置と走行させるタスク対応の
   レジスタ情報が複写されるプロセッサ内レジスタを有す
   るプロセッサとを備えた計算機システムに於けるタスク
   切り替え方式に於いて、 レジスタ情報を保存するレジスタ保存領域を前記プロセ
   ッサ内に複数設けると共に、 プロセッサ割付け待ちのタスクの内からプロセッサを割
   付けるタスクを選択するタスク割付け手段と、 タスクの切り替え時、前記タスク割付け手段で選択され
   たタスク対応のレジスタ情報が前記レジスタ保存領域に
   保存されていることにより、前記プロセッサ内レジスタ
   の内容を前記レジスタ保存領域の内の複写元のレジスタ
   保存領域に退避させた後、前記レジスタ保存領域に保存
   されている前記タスク割付け手段で選択されたタスク対
   応のレジスタ情報を前記プロセッサ内レジスタに複写し
   、前記タスク割付け手段で選択されたタスク対応のレジ
   スタ情報が前記レジスタ保存領域に保存されていないこ
   とにより、前記プロセッサ内レジスタの内容を前記レジ
   スタ保存領域の内の複写元のレジスタ保存領域に退避さ
   せた後、前記レジスタ保存領域の内の１つに保存されて
   いるレジスタ情報を前記メモリ内レジスタ保存領域の内
   の対応するメモリ内レジスタ保存領域に退避させ、更に
   、レジスタ情報の退避を行なった前記レジスタ保存領域
   に前記タスク割付け手段が選択したタスク対応のメモリ
   内レジスタ保存領域の内容を複写し、その後、メモリ内
   レジスタ保存領域の内容を複写したレジスタ保存領域の
   内容を前記プロセッサ内レジスタに複写するレジスタ保
   存領域制御手段とを設けたことを特徴とするタスク切り
   替え方式。