JPH10161985A - プロセッサ割付方法およびマルチプロセッサ計算機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャッシュ間での無駄なデータ転送をなく
し、システム全体の実行効率を向上させる。 【解決手段】 共有データにアクセスする命令列５０５
をロック獲得手続き４０４とロック解放手続き４０６と
で挟むと共にロック獲得手続き４０４の第２引数flagで
プロセッサを指定する。マルチプロセッサ計算機システ
ムは、ロック獲得手続き４０４とロック解放手続き４０
６とで挟まれた命令列５０５を実行するプロセスを、ロ
ック獲得手続き４０４の第２引数flagで指定したプロセ
ッサに割り付ける。 【効果】 共有データにアクセスする複数のプロセスを
同一のプロセッサに割り付けるため、キャッシュ間の無
駄なデータ転送がなくなり、システム全体の実行効率を
向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセッサ割付方
法およびマルチプロセッサ計算機システムに関し、更に
詳しくは、キャッシュ間のデータ転送回数を減らし、シ
ステム全体の実行効率を向上させることができるプロセ
ッサ割付方法およびマルチプロセッサ計算機システムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のプロセッサとそれらプロセッサに
それぞれ対応するキャッシュとを有するマルチプロセッ
サ計算機システムにおいて、異なるプロセッサに割り付
けられた複数のプロセスが共有データにアクセスすると
き、共有データの一貫性を保つため、前記異なるプロセ
ッサのキャッシュ間で共有データを移動させる制御が行
われている。かかる制御の詳細は「ＵＮＩＸカーネル内
部解析 キャッシュとマルチプロセッサの管理、Ｃ.Ｓc
himmel著、前川守監訳、岩本信一訳、ソフトバンク株式
会社、２９３〜３２７頁」に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】異なるプロセッサのキ
ャッシュ間で共有データを移動させる制御を行う場合、
例えば、異なるプロセッサに割り付けられた各プロセス
が交互に共有データに書き込み動作を行なうと、キャッ
シュ間のデータ転送回数が増え、計算機システム全体の
実行効率が下がる問題点がある。そこで、本発明の目的
は、キャッシュ間のデータ転送回数を減らし、システム
全体の実行効率を向上させることができるプロセッサ割
付方法およびマルチプロセッサ計算機システムを提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、複数のプロセッサとそれらプロセッサにそれぞれ対
応するキャッシュとを有するマルチプロセッサ計算機シ
ステムにおけるプロセッサ割付方法であって、複数のプ
ロセスが共有データにアクセスするとき、それらプロセ
スを同一のプロセッサに割り付けることを特徴とするプ
ロセッサ割付方法を提供する。上記プロセッサ割付方法
では、共有データにアクセスする複数のプロセスを同一
のプロセッサに割り付けるため、キャッシュ間の無駄な
データ転送がなくなり、システム全体の実行効率を向上
させることができる。また、複数の共有データがある場
合には、各共有データごとに別々のプロセッサを対応さ
せれば、負荷を分散することができる。

【０００５】第２の観点では、本発明は、複数のプロセ
ッサとそれらプロセッサにそれぞれ対応するキャッシュ
とを有するマルチプロセッサ計算機システムにおけるプ
ロセッサ割付方法であって、ある命令列の前に、プロセ
ッサを指定しうる相互排除開始命令を配置し、前記命令
列の後に、プロセッサの指定を解除しうる相互排除終了
命令を配置し、前記相互排除開始命令でプロセッサが指
定されている場合、その指定されたプロセッサにより前
記相互排除開始命令と前記相互排除終了命令で挟まれた
前記命令列を実行し、前記相互排除開始命令でプロセッ
サが指定されていない場合、任意のプロセッサにより前
記相互排除開始命令と前記相互排除終了命令で挟まれた
前記命令列を実行することを特徴とするプロセッサ割付
方法を提供する。上記プロセッサ割付方法では、共有デ
ータにアクセスする命令列を相互排除開始命令と相互排
除終了命令とで挟むと共に相互排除開始命令でプロセッ
サを指定することにより、共有データにアクセスするプ
ロセスを同一のプロセッサに割り付けることが出来る。
このため、キャッシュ間の無駄なデータ転送がなくな
り、システム全体の実行効率を向上させることができ
る。また、共有データにアクセスする命令列が複数ある
場合には、各命令列ごとに別々のプロセッサを指定すれ
ば、負荷を分散することができる。なお、上記構成にお
いて、プロセッサの指定は、プロセッサ番号を明示して
行ってもよいし、マルチプロセッサ計算機システムに一
つのプロセッサを選択させることにより行ってもよい。
後者の場合、マルチプロセッサ計算機システムは、例え
ば、相互排除開始命令を実行したプロセッサの番号に基
づいてプロセッサを選択したり、共有データが現時点で
存在しているキャッシュに対応するプロセッサを選択す
る。

【０００６】第３の観点では、本発明は、複数のプロセ
ッサとそれらプロセッサにそれぞれ対応するキャッシュ
とを有するマルチプロセッサ計算機システムにおいて、
相互排除開始命令によりプロセッサが指定されている場
合は、その指定されたプロセッサにより、前記相互排除
開始命令から後の命令を実行させ、相互排除終了命令を
実行すると、任意のプロセッサにより、前記相互排除終
了命令から後の命令を実行させるプロセッサ割付制御手
段を具備することを特徴とするマルチプロセッサ計算機
システムを提供する。上記マルチプロセッサ計算機シス
テムでは、プログラムにおいて共有データにアクセスす
る命令列を相互排除開始命令と相互排除終了命令とで挟
むと共に相互排除開始命令でプロセッサを指定すること
により、共有データにアクセスするプロセスを同一のプ
ロセッサに割り付けることが出来る。このため、キャッ
シュ間の無駄なデータ転送がなくなり、システム全体の
実行効率を向上させることができる。また、共有データ
にアクセスする命令列が複数ある場合には、各命令列ご
とに別々のプロセッサを指定すれば、負荷を分散するこ
とができる。なお、上記構成において、プロセッサの指
定は、プロセッサ番号を明示して行ってもよいし、マル
チプロセッサ計算機システムに一つのプロセッサを選択
させることにより行ってもよい。後者の場合、プロセッ
サ割付制御手段は、例えば、相互排除開始命令を実行し
たプロセッサの番号に基づいてプロセッサを選択した
り、共有データが現時点で存在しているキャッシュに対
応するプロセッサを選択する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態にか
かるマルチプロセッサ計算機システム１０１のブロック
図である。このマルチプロセッサ計算機システム１０１
は、複数のプロセッサ１０２(１)〜１０２(Ｎ)と、各プ
ロセッサごとのキャッシュメモリ１０３(１)〜１０３
(Ｎ)と、命令列やデータを格納するための磁気ディスク
等の２次記憶装置１０４と、メインメモリ１０６と、シ
ステム・バス１０５とを具備して構成されている。

【０００８】前記メインメモリ１０６には、プロセッサ
１０２が実行するプログラム格納領域１２０(１)〜(Ｌ)
と、プロセスを管理するためのプロセス管理表１１７
と、プロセッサ１０２(１)〜１０２(Ｎ)で実行中のプロ
セスを管理するための実行中プロセス管理表１１６と、
プロセッサ１０２(１)〜１０２(Ｎ)には未だ割り付けら
れていないが実行可能な状態にあるプロセスをリスト構
造で管理する実行可能プロセスリスト１１８と、プロセ
ッサ１０２(１)〜１０２(Ｎ)に割り付けるプロセスを切
り替える手続を格納するプロセス切り替え手続き格納領
域１１９と、複数のプロセスで共有するデータの一貫性
を保つために他のプロセスが当該共有データを読み書き
することを禁止する相互排除の際に使用する情報を格納
するためのロック用データ格納領域１１０(１)〜(Ｍ)
と、それらロック用データ格納領域１１０(１)〜(Ｍ)を
初期化する手続を格納するロック初期化手続き格納領域
１０７と、共有データにアクセスする命令列の前で相互
排除を指示する手続を格納するロック獲得手続き格納領
域１０８と、共有データにアクセスする命令列の後で相
互排除の解除を指示する手続を格納するロック解放手続
き格納領域１０９とがある。

【０００９】前記ロック用データ格納領域１１０(１)〜
(Ｍ)には、対応するデータが相互排除中か否かを示すロ
ック用変数格納領域１１１と、対応するデータにアクセ
ス中のプロセスがあるか否かを示すロック獲得フラグ格
納領域１１２と、対応するデータにアクセスするプロセ
スが割り付けられたプロセッサの番号を格納する割付プ
ロセッサ番号格納領域１１３と、対応するデータにアク
セスできる時を待っているプロセスをリストで管理して
いる待機プロセスリスト１１４とがある。

【００１０】図２は、前記プロセス管理表１１７の構成
図である。プロセス管理表１１７の各行は、それぞれ一
つのプロセスに対応している。各行は、行番号を格納す
るインデックス２０１と、当該行に対応するプロセスの
番号を格納するプロセス番号２０２と、当該行に対応す
るプロセスの状態を格納する実行状態２０３と、当該行
に対応するプロセスの実行を中断した時にプログラムカ
ウンタ等のレジスタ情報を退避した記憶領域を格納する
レジスタ退避領域２０４と、実行可能プロセスリスト１
１８のようなリスト構造を作るために使用するリンク先
プロセスの行番号（またはリスト構造の末尾を示す識別
子ＥＮＤ）を格納する次プロセスインデックス２０５
と、当該行に対応するプロセスを割り付けるプロセッサ
が決まっている場合にその番号を格納する割付プロセッ
サ番号２０６とから構成される。

【００１１】図３は、前記実行中プロセス管理表１１６
の構成図である。実行中プロセス管理表１１６の各行
は、それぞれプロセッサ１０２(１)〜１０２(Ｎ)に対応
している。各行は、当該行に対応するプロセッサ１０２
(１)〜１０２(Ｎ)の番号（１〜Ｎ）を格納するプロセッ
サ番号３０１と、当該行に対応するプロセッサ１０２が
実行しているプロセスの番号を格納するプロセス番号３
０２とから構成される。

【００１２】図４は、相互排除を実行するためにオペレ
ーティング・システムが呼び出す手続きであるロック初
期化４０２と、ロック獲得４０４と、ロック解放４０６
の説明図である。

【００１３】ロック初期化（手続き名init＿lock）４０
２は、ロック用データ識別子ｉｄを返すための変数格納
領域のアドレスｉｄｐを引数とする。そして、ロック用
データ格納領域１１０を初期化し、その初期化したロッ
ク用データ格納領域１１０に与えたロック用データ識別
子ｉｄを前記アドレスｉｄｐが指す変数格納領域に格納
する機能を有する。

【００１４】ロック獲得（手続き名lock）４０４は、前
記ロック初期化４０２で得たロック用データ識別子ｉｄ
を第１引数とし、機能の種類を指定する識別子flagを第
２引数とする。そして、ロック用データ識別子ｉｄに対
応するデータに以後アクセスするプロセスを、第２引数
の識別子flagの値がプロセッサ番号（１〜Ｎ）なら当該
プロセッサ番号（１〜Ｎ）に割り付け、識別子flagの値
が−１ならシステム側で選択した一つのプロセッサに割
り付け、さらに、識別子flagの値が−２なら従来技術で
提供されているセマフォと同様な相互排除とプロセスス
ケジューリング（プロセッサに割り付けるプロセスを選
択する処理）を提供するように制御する機能を有する。
なお、セマフォは、Ｐ命令とＶ命令とを使って相互排除
を実現する。Ｐ命令とＶ命令の詳細は「オペレーティン
グ・システムの機能と構成、高橋他、岩波書店、１９８
３、１４７〜１５０頁」や「ＵＮＩＸカーネルの設計、
Maurice 著／坂本他訳、共立出版、１９９０、３３４〜
３４１頁」に記載されている。また、プロセススケジュ
ーリングの詳細は「ＵＮＩＸカーネルの設計、Maurice
著、坂本他訳、共立出版、１９９０、２１１〜２１９
頁」に記載されている。

【００１５】ロック解放（手続き名unlock）４０６は、
前記ロック初期化４０２で得たロック用データ識別子ｉ
ｄを引数とする。そして、ロック用データ識別子ｉｄに
対応するデータに以後アクセスするプロセスを任意のプ
ロセッサに割り付けることを可能にする機能を有する。

【００１６】図５は、ロック初期化４０２、ロック獲得
４０４、ロック解放４０６の各手続きを含むプログラム
命令列の例示図である。共有データにアクセスする複数
のプロセス間で相互排除を行うべき命令列５０５の前に
ロック獲得４０４を置き、後にロック解放４０６を置
く。そして、ロック獲得４０４より前にロック初期化４
０２を置く。なお、ロック獲得４０４とロック解放４０
６に挟まれた命令列５０５を危険領域という。

【００１７】図６は、ロック初期化４０２の処理を示す
ＰＡＤ図である。ステップ６０１では、ロック用データ
格納領域１１０を確保し、これを構造体lock＿dataとす
る。ロック用データ格納領域１１０のロック用変数格納
領域１１１、ロック獲得フラグ格納領域１１２、割付プ
ロセッサ番号格納領域１１３および待機プロセスリスト
１１４は、それぞれ構造体lock＿dataのメンバlock、an
ybody、processor、listとなる。ステップ６０２では、
構造体lock＿dataのメンバlock、anybody、processor、
listに初期値を設定する。メンバlockの初期値FALSE
は、対応するデータが相互排除されていないことを意味
する。メンバanybody の初期値NO_PROCESSは、対応する
データにアクセス中のプロセスがないことを意味する。
メンバprocessor の初期値−１は、対応するデータにア
クセスするプロセスがプロセッサに割り付けられていな
いことを意味する。メンバlistの初期値は、空（待機プ
ロセスがない）を意味する識別子とする。ステップ６０
３では、ロック用データ構造体lock＿dataにロック用デ
ータ識別子ｉｄを与える。ステップ６０４では、引数の
アドレスｉｄｐが指す変数格納領域にロック用データ識
別子ｉｄを格納する。ステップ６０５では、ロック初期
化４０２の呼び出し元に戻る。

【００１８】図７は、ロック獲得４０４の処理を示すＰ
ＡＤ図である。ステップ７０１では、第１引数のロック
用データ識別子ｉｄに対応するロック用データ構造体lo
ck＿dataを得る。ステップ７０２では、第２引数のフラ
グflagの値を判定し、値が１〜Ｎ（プロセッサ番号）か
又は−１（プロセスを一定のプロセッサに割り付ける識
別子）ならステップ７０３へ進み、値が−２ならステッ
プ７０４へ進む。ステップ７０３では、新規ロック獲得
７０３の手続きを実行する。この新規ロック獲得７０３
の詳細な内容は図８を参照して後述する。

【００１９】ステップ７０４，７０５では、一命令でメ
モリに対する読み書きを不可分に実行できるＴＳ（Test
and Set）命令を使用して、ロック用データ構造体lock
＿dataのメンバlockの値をtrueにする。なお、ステップ
７０５は、他プロセッサが危険領域の命令列を実行して
いる場合には、その危険領域の実行が終了するまで待つ
処理である。ＴＳ命令の詳細は「オペレーティング・シ
ステムの機能と構成、高橋他、岩波書店、１９８３、１
４７頁」に記載されている。ＴＳ命令により、ステップ
７０６からステップ７０７の処理２またはステップ７０
９の処理２までの処理は、ただ一つのプロセッサで実行
されることが保証される。

【００２０】ステップ７０６では、ロック用データ構造
体lock＿dataのメンバanybody の値がNO_PROCESSか否か
を判定し、値がNO_PROCESSなら（すなわち、危険領域の
命令列５を他プロセスが実行していないなら）ステップ
７０７へ進み、値がNO_PROCESSでないなら（すなわち、
危険領域の命令列を他プロセスが実行しているなら）ス
テップ７０９へ進む。

【００２１】ステップ７０７では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバanybody の値をEXIST
＿PROCESSにする。また、処理２で、ロック用データ構
造体lock＿dataのメンバlockの値をFALSE にする。ステ
ップ７０８では、ロック獲得４０４の呼び出し元に戻
る。

【００２２】ステップ７０９では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバlistに自プロセスを登
録し、他プロセスの実行終了を待つ。処理２で、ロック
用データ構造体lock＿dataのメンバlockの値をFALSE に
する。ステップ７１０では、処理１で、プロセス管理表
１１７の自プロセスの実行状態２０３を“中断”にす
る。処理２で、自プロセスを実行していたプロセッサの
レジスタの内容を退避し、その退避した領域のアドレス
をプロセス管理表１１７のレジスタ退避領域２０４に格
納する。処理３で、実行中プロセス管理表１１６から自
プロセスのプロセス番号を削除する。ステップ７１１で
は、自プロセスを実行していたプロセッサに他の“実行
可能”状態にあるプロセスを割り付けるために、プロセ
ス切り替え７１１の手続きを実行する。このプロセス切
り替え７１１の詳細な内容は図１１を参照して後述す
る。ステップ７１２では、ロック獲得４０４の呼び出し
元に戻る。

【００２３】図８は、新規ロック獲得７０３の処理を示
すＰＡＤ図である。ステップ８０１，８０２では、一命
令でメモリに対する読み書きを不可分に実行できるＴＳ
命令を使用して、ロック用データ構造体lock＿dataのメ
ンバlockの値をtrueにする。なお、ステップ８０２は、
他プロセッサが危険領域の命令列を実行している場合に
は、その危険領域の実行が終了するまで待つ処理であ
る。ＴＳ命令により、ステップ８０１からステップ８０
８の処理３またはステップ８１２の処理３までの処理
は、ただ一つのプロセッサで実行されることが保証され
る。

【００２４】ステップ８０３では、第１引数で指定され
たロック用データ構造体lock＿dataのメンバprocessor
の値が−１か否かを判定し、−１（プロセスがプロセッ
サに割り付けられていない）ならステップ８０４に進
み、−１でないならステップ８０７へ進む。ステップ８
０４では、第２引数のフラグflagの値がプロセッサ番号
（１〜Ｎ）か否かを判定し、プロセッサ番号（１〜Ｎ）
ならステップ８０５へ進み、フラグflagの値がプロセッ
サ番号でない（−１）ならステップ８０６へ進む。ステ
ップ８０５では、フラグflagの値であるプロセッサ番号
（１〜Ｎ）をロック用データ構造体lock＿dataのメンバ
processor の値に設定する。そして、ステップ８０７へ
進む。

【００２５】ステップ８０６では、自プロセスが割り付
けられているプロセッサ番号を実行中プロセス管理表１
１６から調べて、そのプロセッサ番号をロック用データ
構造体lock＿dataのメンバprocessor の値に設定する。
なお、共有データが現時点で存在しているキャッシュに
対応するプロセッサの番号を調べて、そのプロセッサ番
号をロック用データ構造体lock＿dataのメンバprocesso
r の値に設定してもよい。そして、ステップ８０７へ進
む。

【００２６】ステップ８０７では、ロック用データ構造
体lock＿dataのメンバanybody の値がNO_PROCESSか否か
を判定し、値がNO_PROCESSなら（すなわち、危険領域の
命令列を他プロセスが実行していないなら）ステップ８
０８へ進み、値がNO_PROCESSでないなら（すなわち、危
険領域の命令列を他プロセスが実行しているなら）ステ
ップ８１２へ進む。

【００２７】ステップ８０８では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバanybody の値をEXIST
＿PROCESSにする。また、処理２で、ロック用データ構
造体lock＿dataのメンバprocessor の値をプロセス管理
表１１７の割付プロセッサ番号２０６に設定する。ま
た、処理３で、ロック用データ構造体lock＿dataのメン
バlockの値をFALSE にする。ステップ８０９では、ロッ
ク用データ構造体lock＿dataのメンバprocessor の値と
自プロセスが割り付けられているプロセッサ番号とが不
一致か否かを判定し、不一致ならステップ８１０へ進
み、一致ならステップ８１１へ進む。ステップ８１０で
は、処理１で、プロセス管理表１１７の自プロセスの実
行状態２０３を“実行可能”にする。処理２で、自プロ
セスを実行していたプロセッサのレジスタの内容を退避
し、その退避した領域のアドレスをプロセス管理表１１
７のレジスタ退避領域２０４に格納する。処理３で、実
行可能プロセスリスト１１８に自プロセスのプロセス番
号を登録する。処理４で、実行中プロセス管理表１１６
から自プロセスのプロセス番号を削除する。ステップ７
１１では、自プロセスを実行していたプロセッサに他の
“実行可能”状態にあるプロセスを割り付けるために、
プロセス切り替え７１１の手続きを実行する。このプロ
セス切り替え７１１の詳細な内容は図１１を参照して後
述する。そして、ステップ８１１へ進む。ステップ８１
１では、新規ロック獲得７０３の呼び出し元に戻る。

【００２８】ステップ８１２では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバlistに自プロセスを登
録し、他プロセスの実行終了を待つ。処理２で、ロック
用データ構造体lock＿dataのメンバprocessor の値をプ
ロセス管理表１１７の割付プロセッサ番号２０６に設定
する。処理３で、ロック用データ構造体lock＿dataのメ
ンバlockの値をFALSE にする。ステップ８１３では、処
理１で、プロセス管理表１１７の自プロセスの実行状態
２０３を“中断”にする。処理２で、自プロセスを実行
していたプロセッサのレジスタの内容を退避し、その退
避した領域のアドレスをプロセス管理表１１７のレジス
タ退避領域２０４に格納する。処理３で、実行中プロセ
ス管理表１１６から自プロセスのプロセス番号を削除す
る。ステップ７１１では、自プロセスを実行していたプ
ロセッサに他の“実行可能”状態にあるプロセスを割り
付けるために、プロセス切り替え７１１の手続きを実行
する。このプロセス切り替え７１１の詳細な内容は図１
１を参照して後述する。ステップ８１４では、新規ロッ
ク獲得７０３の呼び出し元に戻る。

【００２９】図９は、ロック解放４０６の処理を示すＰ
ＡＤ図である。ステップ９０１では、新規ロック解放９
０１の手続きを実行する。この新規ロック解放９１１の
詳細な内容は図１０を参照して後述する。ステップ９０
２では、引数のロック用データ識別子ｉｄに対応するロ
ック用データ構造体lock＿dataを得る。ステップ９０
３，９０４では、一命令でメモリに対する読み書きを不
可分に実行できるＴＳ命令を使用して、ロック用データ
構造体lock＿dataのメンバlockの値をtrueにする。な
お、ステップ９０４は、危険領域の命令列を実行してい
る場合には、その危険領域の実行が終了するまで待つ処
理である。ＴＳ命令により、ステップ９０５からステッ
プ９０６の処理２またはステップ９０８の処理２までの
処理は、ただ一つのプロセッサで実行されることが保証
される。

【００３０】ステップ９０５では、ロック用データ構造
体lock＿dataのメンバlistが空か否かを判定し、空なら
（すなわち、他プロセスが待機していないなら）ステッ
プ９０６へ進み、空でないなら（すなわち、他プロセス
が待機しているなら）ステップ９０８へ進む。

【００３１】ステップ９０６では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバflagの値にNO_PROCESS
を設定する。処理２で、ロック用データ構造体lock＿da
taのメンバlockの値をFALSE にする。ステップ９０７で
は、ロック解放４０６の呼び出し元に戻る。

【００３２】ステップ９０８では、処理１で、ロック用
データ構造体lock＿dataのメンバlistから待機している
プロセスを一つ取り出す。処理２で、ロック用データ構
造体lock＿dataのメンバlockの値をFALSE にする。ステ
ップ９０９では、処理１で、プロセス管理表１１７の前
記取り出したプロセスの実行状態２０３を“中断”から
“実行可能”に変更する。処理２で、実行可能プロセス
リスト１１８に前記取り出したプロセスのプロセス番号
を登録する。処理３で、ロック解放４０６の呼び出し元
に戻る。

【００３３】図１０は、新規ロック解放９０１の処理を
示すＰＡＤ図である。ステップ９０１ａでは、ロック獲
得４０４のステップ８０８の処理２またはステップ８１
２の処理２で設定したプロセス管理表１１７の割付プロ
セッサ番号２０６の値をクリアする。割付プロセッサ番
号２０６の値がクリアされると、対応するプロセスを任
意のプロセッサに割り付け可能となる。ステップ９０１
ｂでは、新規ロック解放９０１の呼び出し元に戻る。

【００３４】図１１は、プロセス切り替え７１１の処理
を示すＰＡＤ図である。ステップ１００３では、実行可
能プロセスリスト１１８からプロセスを一つ選択する。
このとき、実行可能プロセスリストの先頭のプロセスを
選択してもよいし、優先度を導入してその優先度の一番
高いプロセスを選択してもよい。なお、ステップ１００
７から戻ってきてステップ１００３を再実行したとき
は、先に選択したプロセス以外のプロセスを選択する。

【００３５】ステップ１００４では、選択したプロセス
のプロセス管理表１１７の割付プロセッサ番号２０６が
設定されているか否かを判定し、設定されている場合は
ステップ１００５へ進み、設定されていない場合はステ
ップ１００９へ進む。ステップ１００５では、設定され
ている割付プロセッサ番号２０６と自プロセッサ（プロ
セス切り替え７１１を実行しているプロセッサ）の番号
が一致するか否かを判定し、一致した場合にはステップ
１００９へ進み、一致しない場合にはステップ１００７
へ進む。ステップ１００７では、前記ステップ１００３
に戻り、先に選択したプロセス以外のプロセスを選択す
る。

【００３６】ステップ１００９では、処理１で、前記選
択したプロセスを実行可能プロセスリスト１１８から削
除する。処理２で、プロセス管理表１１７の前記選択し
たプロセスの実行状態２０３を“実行可能”から“実行
中”に変更する。処理３で、プロセス管理表１１７の前
記選択したプロセスのレジスタ退避領域２０４により自
プロセッサのレジスタに内容を復帰する。処理４で、前
記選択したプロセスの番号を実行中プロセス管理表１１
６に登録する。処理５で、プロセス切り替え７１１の呼
び出し元に戻る。

【００３７】なお、上記プロセス切り替え７１１は、タ
イマー割り込み等が発生した時も呼び出される。その
時、タイマー割り込み発生を受け取ったプロセッサは、
実行中であったプロセスのレジスタ内容を退避し、その
プロセスの実行状態を“実行中”から“実行可能”に変
更し、そのプロセスを実行可能プロセスリストに登録し
た後、プロセス切り替え７１１を呼び出す。

【００３８】以上のマルチプロセッサ計算機システム１
０１によれば、共有データにアクセスする命令列５０５
をロック獲得４０４とロック解放４０６とで挟むと共に
ロック獲得４０４の第２引数でプロセッサ１０２(１)〜
１０２(Ｎ)を指定することにより、共有データにアクセ
スするプロセスを指定したプロセッサに割り付けること
が出来る。このため、キャッシュ１０３(１)〜１０３
(Ｎ)間での無駄なデータ転送がなくなり、システム全体
の実行効率を向上させることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明のプロセッサ割付方法およびマル
チプロセッサ計算機システムによれば、共有データにア
クセスする複数のプロセスを同一のプロセッサに割り付
けるため、キャッシュ間の無駄なデータ転送がなくな
り、システム全体の実行効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるマルチプロセッサ
計算機システムのブロック図である。

【図２】図１のマルチプロセッサ計算機システムのプロ
セス管理表の構成図である。

【図３】図１のマルチプロセッサ計算機システムの実行
中プロセス管理表の構成図である。

【図４】ロック初期化、ロック獲得、ロック解放の各手
続きの説明図である。

【図５】ロック初期化、ロック獲得、ロック解放の各手
続きを含むプログラム命令列の例示図である。

【図６】ロック初期化手続きの処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図７】ロック獲得手続きの処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図８】新規ロック獲得手続きの処理を示すＰＡＤ図で
ある。

【図９】ロック解放手続きの処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図１０】新規ロック解放手続きの処理を示すＰＡＤ図
である。

【図１１】プロセス切り替え手続きの処理を示すＰＡＤ
図である。

【符号の説明】

１０１：マルチプロセッサ計算機システム、１０２：プ
ロセッサ、１０３：キャッシュ、１０４：２次記憶装
置、１０５：システム・バス、１０６：メインメモリ、
１０７：ロック初期化手続き格納領域、１０８：ロック
獲得手続き格納領域、１０９：ロック解放手続き格納領
域、１１０：ロック用データ格納領域、１１１：ロック
用変数格納領域、１１２：ロック獲得フラグ格納領域、
１１３：割付プロセッサ番号格納領域、１１４：待機プ
ロセスリスト、１１６：実行中プロセス管理表、１１
７：プロセス管理表、１１８：実行可能プロセスリス
ト、１１９：プロセス切り替え手続き格納領域、４０
２：ロック初期化手続き（命令）、４０４：ロック獲得
手続き（命令）、４０６：ロック解放手続き（命令）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀川 和雄 神奈川県川崎市幸区鹿島田890番地の12 株式会社日立製作所情報・通信開発本部内 (72)発明者 林 剛久 神奈川県川崎市幸区鹿島田890番地の12 株式会社日立製作所情報・通信開発本部内 (72)発明者 山田 公稔 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウエア開発本部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサとそれらプロセッサに
   それぞれ対応するキャッシュとを有するマルチプロセッ
   サ計算機システムにおけるプロセッサ割付方法であっ
   て、 複数のプロセスが共有データにアクセスするとき、それ
   らプロセスを同一のプロセッサに割り付けることを特徴
   とするプロセッサ割付方法。
2. 【請求項２】 複数のプロセッサとそれらプロセッサに
   それぞれ対応するキャッシュとを有するマルチプロセッ
   サ計算機システムにおけるプロセッサ割付方法であっ
   て、 ある命令列の前に、プロセッサを指定しうる相互排除開
   始命令を配置し、前記命令列の後に、プロセッサの指定
   を解除しうる相互排除終了命令を配置し、前記相互排除
   開始命令でプロセッサが指定されている場合、その指定
   されたプロセッサにより前記相互排除開始命令と前記相
   互排除終了命令で挟まれた前記命令列を実行し、前記相
   互排除開始命令でプロセッサが指定されていない場合、
   任意のプロセッサにより前記相互排除開始命令と前記相
   互排除終了命令で挟まれた前記命令列を実行することを
   特徴とするプロセッサ割付方法。
3. 【請求項３】 複数のプロセッサとそれらプロセッサに
   それぞれ対応するキャッシュとを有するマルチプロセッ
   サ計算機システムにおいて、 相互排除開始命令によりプロセッサが指定されている場
   合は、その指定されたプロセッサにより、前記相互排除
   開始命令から後の命令を実行させ、相互排除終了命令を
   実行すると、任意のプロセッサにより、前記相互排除終
   了命令から後の命令を実行させるプロセッサ割付制御手
   段を具備することを特徴とするマルチプロセッサ計算機
   システム。