JPH04148460A - マルチプロセッサシステムにおける割り込み処理方法とその機構 - 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］ 本発明はコンピュータシステムにおける割り込み処理に
関し、特にマルチプロセッサシステムにおける劃り込み
処理方法とその機構ムこ関する。

（従来の技術〕 −ｔＣに、コンピュータシステムではシステム動作中に
ハードウェアやソフトウェアから非同期事象である割り
込みが多り発生する。このような割り込みが成るプロセ
ッサ上で発生した場合、マルチプロセッサシステムにお
ける従来の割り込ろ処理方式では、その割り込みが割り
込み処理制御手段に通知され、この手段によりその後直
ちにその割り込みの内容に応じた割り込み処理を行う割
り込み処理ルーチンに制御が渡され、当該割り込みの発
生したプロセッサ上で上記割り込み処理ルーチンが実行
されるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、割り込みは、その割り込みが発生したブロモ
・７す上で必ず処理をする必要のある割り込み（本明細
書では、このような割り込みをプロセッサ事象型割り込
みという）と、必ずしも割り込みが発生したプロセッサ
上で処理する必要のない割り込みＣ本明細書では、この
ような割り込みをシステム事象型割り込みという）との
２種類に分類することができる。前者のプロセッサ事象
型割り込みとしては、例えばプロセスのタイムスライス
切れにがかる割り込みがあり、後者のシステム事象型割
り込みとしては、当該プロセッサ上で実行中であるプロ
グラムとは関連のない他のプロダラムが要求したディス
クの内容の読み込み完了にかかる割り込みがある。

上述のように、割り込みはプロセッサ事象型とシステム
事象型の２種類に大別できるが、従来の割り込み処理方
式はそのような区別を行うことなく、前述したように割
り込みの発生したプロセッサ上で常に割り込み処理を行
っていた。このため、システム事象型割り込みが発生し
たとき、他にアイドル状態のプロセッサが存在するにも
かかわらず、そのプロセッサを有効に活用していないと
いう問題点があった。

そこで、本発明の目的は、システム事象型割り込みが発
生した場合、他にアイドル状態のプロセッサが存在すれ
ば、そのプロセッサ上で割り込み処理を実行するという
新規な割り込み処理方法とその機構を提供することにあ
る。

〔課題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における割り込み処
理方法は、上記の目的を達成するために、割り込みの発
生したプロセッサで、その割り込みがブロモ、す事象型
割り込みか、システム事象型割り込みかを識別し、 プロセッサ事象型割り込みの場合は、自プロセッサで割
り込み処理を行い、 システム事象型割り込みの場合は、アイドル状態のプロ
セッサが存在することにより、そのアイドル状態のプロ
セッサに前記発生した割り込みにかかる処理を行わせる
ようにしている。

そして、このような割り込み処理方法を実施する本発明
の割り込み処理機構は、 動くべきプロセスを登録しておく実行待ちキュを各プロ
セッサで共通に使用する資源として備え、各ブロモ、す
は前記実行待ちキューへ−Ｈプロセスの登録を行った後
に前記実行待ちキューから自プロセッサで実行するプロ
セスを選択するマルチプロセッサシステムにおける割り
込み処理機構において、 割り込みの内容を登録しておく事象登録キューと、 この事象登録キューに登録された割り込みの内容に応じ
た処理を行うための割り込み処理プロセスとを、 各プロセッサで共通に使用する資源として備え、自プロ
セッサで発生した割り込みがプロセッサ事象型割り込み
か、システム事象型割り込みかを識別する事象型識別制
御手段と、 この事象型識別制御手段によりプロセッサ事象型と識別
された割り込みにかかる処理を自プロセッサで行うプロ
セッサ事象型割り込み処理制御手段と、 前記事象型識別制御手段によりシステム事象型と識別さ
れたとき、その割り込みの内容を前記事象登録キューへ
登録すると共に前記割り込み処理プロセスを最高優先度
で前記実行待ちキューへ登録し、且つ、アイドル状態の
プロセッサが存在するか否かを判別して存在するときは
そのアイドル状態のプロセッサをキ、りし、存在しない
ときは自プロセッサで前記割り込み処理プロセスが実行
されるようにするシステム事象型割り込み処理制御手段
とを、 前記各プロセッサ毎に備えている。

（作用〕 本発明においては、成るプロセッサに割り込みが発生す
ると、そのプロセッサ上の事象型識別制御手段がその割
り込みがプロセッサ事象型割り込みか、システム事象型
割り込みかを識別し、プロセッサ事象型割り込みのとき
は、そのプロセッサ上のプロセッサ事象型割り込み処理
制御手段がその割り込みにかかる処理を行う。他方、シ
ステム事象型割り込みの場合は、そのプロセッサ上のシ
ステム事象型割り込み処理制御手段が、その割り込みの
内容を事象登録キューへ登録すると共に割り込み処理プ
ロセスを最高優先度で実行待ちキューへ登録し、且つ、
アイドル状態のプロセッサが存在するか否かを判別して
存在するときはそのアイドル状態のプロセッサをキック
する。これによってアイドル状態であったプロセッサは
前記実行待ちキューに最高優先度で登録された割り込み
処理プロセス上で前記事象登録キューに登録された割り
込みの内容に応じた劃り込み処理を行う。他方、アイド
ル状態のプロセッサが存在しないときは、前記システム
事象型割り込み処理制御手段が、自プロセッサで前記割
り込み処理プロセスが実行されるようにする。

〔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図は本発明の一実施例の構成を、第２図は本発明の
割り込み処理方法を実施するマルチプロセッサンステム
の一例をそれぞれ示す。

第２図に示したマルチプロセッサシステムは、演算プロ
セッサをマルチプロセッサ構成としたもので、図では４
台の演算プロセッサ２０−１〜２０−４がシステム制御
装置２１に接続され、このシステム制御装置２１に制御
プロセッサ２２３人出力処理プロセッサ２３．主記憶装
置２４が接続されている。また、各演算プロセッサ２０
−１〜２０−４はシステム制御装置２１経由以外にそれ
を経由せずに主記憶装置２４の所定の領域をアクセスで
きるようになっている。更に、入出力処理プロセッサ２
３の配下には図示しない人出力装！等が接続されるよう
になっている。

第１図に示される構成要素のうち、割り込み処理制御手
段１．事象型識別制御手段２．プロセッサ事象型割り込
み処理制御手段３．システム事象型割り込み処理制御手
段４．プロセススケジューリング制御手段５および実行
待ちキュー登録手段６は第２図の各演算プロセッサ２０
−１〜２０４上で個別に動作する手段であり、実行待ち
キュー７、事象登録キュー８およびりｊり込み処理プロ
セス９はシステムに１つ存在し、ｌｉＸプロセッサ２０
−１〜２０−４で共通に使用される資源である。各々は
、おおよそ次のような働きをする。

○割り込み処理制御手段１ ハードウェアまたはソフトウェアからの割り込み通知を
受は付ける等の処理を行う。

Ｏ事象型識別制御手段２ 割り込み処理制御手段１で受は付けられた割り込みの事
象型を例えば割り込みステータスピントの内容に基づい
て識別する処理を行う。

○プロセッサ事象型割り込み処理制御手段３事象型識別
制御手段２でプロセッサ事象型と識別された割り込みの
処理を自プロセッサ上で行う際の制御を行う。

○システム事象型割り込み処理制御手段４事象型識別制
御手段２でシステム事象型と識別された割り込みの処理
にかかる制御を行う。

Ｏプロセススケグ１−リング制御手段５ＣＰＵ割り当て
を行うプロセスを選択し起動をかける等の処理を行う手
段であり、自ブロセ／すで次に実行すべきプロセスの選
択方法としては、実行待ちキュー７に登録されたプロセ
スのうち最も優先度の高いプロセスを選択する方法を採
用している。

○実行待ちキュー登録手段６ システムで実行すべきプロセスを実行待ちキュー７へ登
録する処理を行う。

○実行待ちキュー７ 動くべきプロセスが登録されるキューであり、例えば第
２図の主記憶装置２４上に設けられる。

○事象登録キュー８ 割り込み処理プロセス９上で実行すべき割り込みの内容
が登録されるキューであり、例えば第２図の主記憶装置
２４上に設けられる。

Ｏ割り込み処理プロセス９ 事象登録キュー８に登録された内容に応じた割り込み処
理を行うためのプロセスであり、いずれの演算プロセッ
サ２０−１〜２０−４上でも実行可能である。

第３図および第４図は第１図に示した実施例の処理の流
れ図であり、以下、本実施例の動作を、プロセッサ事象
型ＮＪｌり込みが発生した場合とシステム事象型割り込
みが発生した場合とに分け、各回を参照して説明する。

〔プロセッサ事象型割り込み発ｌｉ時の動作〕例えば第
２図の演算プロセッサ２０〜１に、その上で実行中であ
るプロセスのタイムスライス切れを通知する割り込みが
発生すると（Ｓ　１　）　、演算プロセッサ２０−１上
の割り込み処理制御手段１は直ちに自演算プロセッサ２
０−１上の事象型識別制御手段２に制御を渡し、事象型
識別制御手段２は、今回の割り込みの事象型を識別する
（Ｓ２）、そし°ζ、今の場合はプロセッサ事象型であ
ると識別しくＳ３で’ｉ’ＥＳ）、直ちに自演算プロセ
ッサ２０−１上のプロセッサ＄象型割り込み処理制御手
段３に制御を渡す。

プロセッサ事象型割り込み処理制御手段３は制御を引き
取ると、自演算プロセッサ２０−１上で割り込み処理を
実行する（Ｓ４）。すなわち今の場合、実行中プロセス
のタイムスライス切れによる１１り込みのため、次に動
くプロセスと上記プロセスとの切り換えを行い、従って
次のステップＳ６では切り換え後のプロセスの処理再開
となる。

以上のように、プロセッサ事象型割り込みが発生した場
合には、その割り込みが発生した演算プロセッサ上で割
り込み処理が行われる。

〔システム事象型割り込み発生時の動作〕例えば第２図
の演算ブロモ、す２ｏ−１に、その演算プロセッサ２０
−１上で実行中のプログラムとは関連のない他のプログ
ラムが要求したディスクの内容の読み込み完了にかかる
割り込みが発生ずると（Ｓｌ）、演算プロセッサ２０−
１上の割り込み処理制御手段１は直ちに自演算ブロセ。

す２０−１上の事象型識別制御手段２に制御を渡し、事
象型識別制御手段２は、今回の割り込みの事象型を識別
する（Ｓ２）。そして、今の場合はノステム事象型であ
ると識別しく３３でＮＯ）、直ちに自演算プロセッサ２
０−１上のシステム事象型割り込み処理制御手段４に制
御を渡す。

ごれに応答してシステム事象型削り込み処理制御手段４
は、システム事象型処理を行う（Ｓ５）。

第４図はシステム事象型処理の詳細を示しており、先ず
、システム事象型割り込み処理制御手段４は、今回の割
り込みの内容を割り込み処理プロセス９の事象登録キュ
ー８に登録する（Ｓｌｌ）。次に、割り込み処理プロセ
ス９が休止状態か否かを判定しく５１２）、休止状態で
なければ即ち何れかの演算プロセッサが既に割り込み処
理プロセス９を実行し”Ｃいれば、第４図の処理を終了
する（Ｓ１２でＮｏ）。このとき、ステップＳｌｌで事
象登録キュー８に登録された割り込み内容にかかる割り
込み処理は上記割り込み処理プロセス９を実行している
演算プロセッサで行われる。

他方、割り込み処理プロセス９が休止状態であれば（Ｓ
１２でＹＥＳ）、割り込み処理プロセス９を最高優先度
で実行待ちキュー７に登録するようにプロセススケジュ
ーリング制御手段５に要求して制御を渡す（Ｓ１３）。

プロセススケジューリング制御手段５は制御を引き取る
と、割り込み処理プロセス９が次に動くべき対象プロセ
スとなるように、実行待ちキュー登録手段６を使用して
割り込み処理プロセス９を最高優先度で実行待ちキュー
７に登録する（Ｓ１４）。そして、プロセススケジュー
リング制御手段５は、自演算プロセッサ２０−１以外の
演算プロセッサ２０−２〜２０−４の中にアイドル状態
のプロセッサが存在するか否かを調べる（５１５）この
とき、第２図の演算プロセッサ２０−２がアイドル状態
であったとすると、プロセススケジューリング制御手段
５は、その演算プロセッサ２０−２をキックする（５１
６）、即ち、割り込み処理プロセス９を演算ブロセ・ノ
サ２０−２で実行するようにその演算プロセッサ２０−
２に対してその旨の要求を発行する。そして、プロセス
スケジューリング制御手段５は、今回の割り込みの処理
を自プロセッサ２０−１で実行しないため、割り込みが
発生する前に動作していたプロセスの処理を再開させる
制御を行う（Ｓ６）。他方、上記キックされた演算プロ
セッサ２０〜２では、その上で動作するプロセススケジ
ューリング制御手段５により実行待ちキュー７が参照さ
れ、そこに最高優先度で登録されている割り込み処理プ
ロセス９を自プロセッサで実行すべきプロセスとして選
択し、実行する。即ち、事象登録キュー８に登録されて
いる割り込みの内容を取り出し、割り込み処理プロセス
９上でその割り込みの内容に応じた割り込み処理を行う
。これによって、演算プロセッサ２０−１で発生した割
り込みに対する処理が演算プロセッサ２０−２で実行さ
れたことになる。

なお、事象登録キュー８に割り込みの内容が複数登録さ
れている場合には、順次に各内容が取り出されて処理さ
れる。

マタ、演算プロセッサ２０−■上のプロセススケジュー
リング制御手段５が第４関のステップ５１５４こてアイ
ドル状態のプロセッサが存在しないと判断したときは、
自プロセッサ２０−１にυｊり込み処理プロセス９を実
行するような要求を上げておく（Ｓ１７）。この結果、
演算プロセッサ２０−１では実行待ちキュー７に登録し
た割り込み処理プロセス９が次に実行すべきプロセスと
して選択され、第３図のステ、プＳ６では、事象登録キ
ュー８に登録されている割り込みの内容が取り出されて
割り込み処理プロセス９上で処理が行われる。

以上のように、システム事象型割り込みが発生した場合
には、他にアイドル状態の演算プロセッサが存在すれば
その演算プロセッサ上で割り込み処理が行われ、アイド
ル状態の演算プロセッサが存在しなければ自プロセッサ
上で割り込み処理が行われる。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、割り込み処理プロセス
およびそのプロセス上で行わせる割り込みの内容を登録
しておく事象登録キューを各プロセッサ共通の資源とし
て設け、且つ、発生した割り込みがブロセ、す事象型か
或いはシステム事象型かを識別する事象型識別制御手段
と、この手段でプロセッサ事象型と識別された割り込み
にかかる処理を自プロセッサ上で行うプロセッサ事象型
割り込み処理制御手段と、前記事象型識別制御手段でシ
ステム事象型と識別された劃り込みにかかる処理を前記
割り込み処理プロセスおよび事象登録キューを使用して
他のアイドル状態のプロセッサに行わせるシステム事象
型割り込み処理制御手段とを各ブロセ、す上に設けたこ
とにより、システム事象型割り込みが発生した場合、他
にアイドル状態のプロセッサが存在すれば、そのアイド
ル状態のプロセッサに割り込み処理を行わせ、自プロセ
ッサでは割り込み発生前の処理を直ちに再開することが
可能となる。よって、アイドル状態のプロセッサの有効
活用が可能となり、システム全体のスループットが向上
し、システムのより効率の良い運用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、 第２図は本発明を適用したマルチプロセッサシステムの
一例を示す図、 第３図および第４図は第１図の実施例の処理の流れ図τ
ある。 図において、 Ｉ・・・割り込み処理制御手段 ２・・・事象型識別制御手段 ３・・・プロセッサ事象型割り込み処理制御手段４・・
・システム事象型割り込み処理制御手段５・・・プロセ
ススケジューリング制御手段６・・・実行待ちキュー登
録手段 ７・・・実行待ちキュー ８・・・事象登録キュー ９・・・割り込み処理プロセス 本発明の実科涜１ｊの構成 佑 閉 実錨ｉ列の処理のうんれ 竺占 ［月 実棒例の処理の流れ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マルチプロセッサシステムにおける割り込み処理
   方法において、 割り込みの発生したプロセッサで、該割り込みがプロセ
   ッサ事象型割り込みか、システム事象型割り込みかを識
   別し、 プロセッサ事象型割り込みの場合は、自プロセッサで割
   り込み処理を行い、 システム事象型割り込みの場合は、アイドル状態のプロ
   セッサが存在することにより、そのアイドル状態のプロ
   セッサに前記発生した割り込みにかかる処理を行わせる
   ことを特徴とするマルチプロセッサシステムにおける割
   り込み処理方法。
2. （２）動くべきプロセスを登録しておく実行待ちキュー
   を各プロセッサで共通に使用する資源として備え、各プ
   ロセッサは前記実行待ちキューへ一旦プロセスの登録を
   行った後に前記実行待ちキューから自プロセッサで実行
   するプロセスを選択するマルチプロセッサシステムにお
   ける割り込み処理機構において、 割り込みの内容を登録しておく事象登録キューと、 該事象登録キューに登録された割り込みの内容に応じた
   処理を行うための割り込み処理プロセスとを、 各プロセッサで共通に使用する資源として備え、自プロ
   セッサで発生した割り込みがプロセッサ事象型割り込み
   か、システム事象型割り込みかを識別する事象型識別制
   御手段と、該事象型識別制御手段によりプロセッサ事象
   型と識別された割り込みにかかる処理を自プロセッサで
   行うプロセッサ事象型割り込み処理制御手段と、 前記事象型識別制御手段によりシステム事象型と識別さ
   れたとき、その割り込みの内容を前記事象登録キューへ
   登録すると共に前記割り込み処理プロセスを最高優先度
   で前記実行待ちキューへ登録し、且つ、アイドル状態の
   プロセッサが存在するか否かを判別して存在するときは
   そのアイドル状態のプロセッサをキックし、存在しない
   ときは自プロセッサで前記割り込み処理プロセスが実行
   されるようにするシステム事象型割り込み処理制御手段
   とを、 前記各プロセッサ毎に備えることを特徴とするマルチプ
   ロセッサシステムにおける割り込み処理機構。