JP2000235495A - ファイル作成及びファイルローディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、各プロセッサそれぞれ個別に必要
な機能のみを配置して無効なメモリエリアを解消し、フ
ァイルロード時間や再開時間を短縮し、プロセッサそれ
ぞれのキャッシュヒット率の向上を図ることを目的とし
ている。 【解決手段】 各プロセッサが必要とするソフトウエア
機能を選択する必要機能選択手段と、走行頻度を算出し
てその順に機能を読み込む手段と、読み込まれた順に従
って選択抽出した機能を物理メモリアドレスに書き込
み、書き込まれた物理アドレスの最終番地を引き継ぐ書
き込み手段とをもつ。またそのためのファイル作成を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各プロセッサ個別
に二次記憶装置が配備され、キャッシュメモリを持つ疎
結合マルチプロセッサシステムで、特に通信ノードにお
けるファイル作成及びファイルローディングを行うファ
イル作成及びファイルローディング装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１に示すような、従来のマルチプロセ
ッサシステムにおけるファイル作成装置、ファイルロー
ディング装置について考える。

【０００３】従来は１本のシステムファイルで自由な機
能構成をとることができるように、まずファイル作成装
置１０のシステムファイル作成器１０１にはシステムソ
フトウエアを構成する全ての機能（共通機能１１、機能
（ａ）１２、機能（ｂ）１３、・・・、機能（ｎ）１
４）及び機能別走行頻度分析データ１５が、共通ファイ
ル作成器１０２には各プロセッサが必要とするプロセッ
サ機能配置情報１６が入力される。

【０００４】全ての機能（共通機能１１、機能（ａ）１
２、機能（ｂ）１３、・・・、機能（ｎ）１４）は、そ
れぞれの機能の機能別走行頻度分析データ１５を用い
て、システムファイル作成器１０１の物理アドレス算出
装置１０１１とキャッシュヒット率を向上させるキャッ
シュメモリ割り当て装置１０１１１とにより、全機能を
有した場合にキャッシュメモリのキャッシュヒット率が
向上するような物理アドレスが割り付けられる。

【０００５】キャッシュ割り当て装置によるキャッシュ
ヒット率の向上例を図２に示す。例えば、図２の（１）
のように機能作成順に物理アドレスを割り付けた場合、
キャッシュメモリ割り当て位置は、走行頻度の高い、機
能１と機能５や、機能８と機能ｃは同じ位置となり、入
れ代わりが頻繁に行われるが、走行頻度の低い、機能
２、機能６、機能ａ、機能ｅが割り当てられた位置はほ
とんど使用されないため、全体として高いキャッシュヒ
ット率が望めなくなる。

【０００６】しかし、キャッシュメモリ割り当て装置を
用いると、ファイル作成時に各機能の走行頻度を分析
し、図２の（２）のように走行頻度の高い、機能１、機
能５、機８、機能ｃがそれぞれ異なる位置のキャッシュ
メモリに割り当てられるように物理アドレスが割り付け
られ、キャッシュヒット率が向上する。

【０００７】また、結合装置１０１２により全機能が結
合されて、物理アドレスが決められた全機能を有するシ
ステムファイル１０１２−１が出力され、共通ファイル
作成器１０２により、プロセッサ毎の機能配置が記述さ
れた共通ファイル１０２−１が出力される。

【０００８】次にファイル作成装置１０より出力された
システムファイル１０１２−１、共通ファイル１０２−
１は各プロセッサの二次記憶装置２０に供給され、ファ
イルローディング装置３０のファイル読込器３０１によ
り全ての機能が読み込まれ、メモリ書込器３０２により
それぞれのプロセッサ４０のメインメモリ４０１上にフ
ァイル作成時に決められた物理アドレスに従って全ての
機能が書き込まれる。

【０００９】メインメモリ４０１上に書き込まれた機能
は別途ファイル読込器３０１により読み込まれた共通フ
ァイル１０２−１及びプロセッサ番号との照合により、
各プロセッサが必要な機能のみ有効化する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図３に従来装置による
各プロセッサそれぞれのメモリ割り付け例を示す。網掛
け部分の機能が各プロセッサそれぞれが必要とする機能
で、有効化されていることを示しており、他の部分の機
能は各プロセッサそれぞれ本来必要としない機能を示し
ている。マルチプロセッサシステムにおいて、従来の技
術では、プロセッサ毎に異なる自由なソフトウエア機能
構成を実現するためには、全ての機能を具備するシステ
ムファイルを１本のファイルで供給し全ての機能を各プ
ロセッサのメモリ上に配置している。このため、図３に
示すように必要のない機能部分もメモリ上に配置され、
無効なメモリエリアとなっており、これによりファイル
ロード時間、通信ノードにおいては特に重要な再開時の
ファイル引き上げ時間も長くなっていた。

【００１１】図４にキャッシュメモリ割り当て装置を用
いたキャッシュメモリ割り当て例を示す。機能毎の走行
頻度は、●：高、▲：中、×：低で示しており、図の網
掛け部分の機能がそれぞれのプロセッサにおいて有効な
機能を示している。供給するシステムファイルは、ファ
イル作成時に全機能の走行頻度により分析、アドレス割
り付けが行われているため、図４の（１）に示すように
全機能が有効な場合にキャッシュヒット率の向上が図れ
るようなアドレス位置となっている。必要のない機能が
あるプロセッサにおいては無効な機能はキャッシュメモ
リには書き込まれないため、図４の（２）に示すよう
に、走行頻度の低い機能６や機能２が割り当てられたキ
ャッシュメモリは使用頻度が低く、他方で走行頻度の高
い機能８や機能ｃが割り当てられたキャッシュメモリ
は、走行頻度の高い機能と走行頻度の中位の機能７や機
能ｄや機能ｇが割り当てられているため、使用頻度が高
く、機能の入れ替わりが行われる可能性も高い。このた
め、キャッシュメモリが有効に活用できておらず、キャ
ッシュヒット率の向上効果が望めなかった。

【００１２】本発明は、各プロセッサそれぞれ個別に必
要な機能のみを配置して無効なメモリエリアを解消し、
ファイルロード時間や再開時間を短縮し、プロセッサそ
れぞれのキャッシュヒット率の向上を図ることを目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の装置として、この発明のファイルローディング装置
は、二次記憶装置に配してある各プロセッサが必要とす
る機能が記述された共通ファイルと、二次記憶装置に配
してある共通部及び複数の個別機能部の機能単位毎に機
能識別情報及び走行頻度が埋め込まれたマルチプロセッ
サシステムの全てのソフトウエア機能を有するシステム
ファイルとを比較照合し、各プロセッサが必要としてい
るソフトウエア機能を選択する必要機能選択手段と、そ
の選択抽出したソフトウエア機能のメモリ上の配置位置
をソフトウエア機能の機能単位毎に記述された走行頻度
により算出し、その順序に従って必要な機能を読み込む
ファイル読込み手段と、読み込まれた順序に従って選択
抽出したソフトウエア機能を指定された物理メモリアド
レスに書き込み、書き込まれた物理アドレスの最終番地
を記憶し引き継ぐメモリ書き込み手段とを具備している
ことを特徴とする。

【００１４】またこのファイルローディング装置が有効
となるために必要なファイル作成装置は、システムファ
イルを構成しているソフトウエア共通部及び複数のソフ
トウエア個別機能部に機能単位毎に機能別識別情報を埋
め込む手段と、システムファイルを構成しているソフト
ウエア共通部及び複数のソフトウエア個別機能部に機能
単位毎に機能別走行頻度を埋め込む手段と、共通ファイ
ルとしてプロセッサ番号とそのプロセッサに必要なソフ
トウエア機能の配置とを表したファイルを作成する共通
ファイル作成手段と、ファイル作成時に物理アドレスの
アドレス解決を実施しないこととを構成上の特徴とする
ものである。

【００１５】システムファイルのソフトウエア機能の中
から、それぞれのプロセッサが必要としているソフトウ
エア機能を、プロセッサ番号とそのプロセッサに必要な
機能との対応を表したファイルに基づいて識別し、必要
な機能のみとすることにより、無効な物理メモリエリア
を持つことがなくなる。

【００１６】また識別されたソフトウエア機能を各ソフ
トウエア機能単位毎に記述された走行頻度により分析
し、走行頻度によりキャッシュメモリの割り当て位置を
算出し、この位置に従い機能読み込み順序を決定し、決
められた順序に従って抽出されたソフトウエア機能を読
み込み、メモリに書き込むようにしている。書き込まれ
た機能の物理アドレスの最終番地を引き継ぎながら、順
次必要な機能が書き込めるため、各機能の物理アドレス
は連続となり、空きメモリエリアも物理的に連続とする
ことが可能であり、プロセッサそれぞれ、走行頻度の高
いソフトウエア機能がキャッシュメモリの同じ位置に割
り当てられることがなくなりプロセッサ毎のキャッシュ
ヒット率の向上を望むことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
この発明をさらに詳しく説明する。図５にファイル作成
装置５０やファイルローディング装置７０を含む構成例
を示す。ファイル作成装置５０は、システムファイル作
成器５０１、共通ファイル作成器５０２から構成され
る。また、ファイルローディング装置７０は必要機能選
択装置７０１、ファイル読込器７０２、メモリ書込器７
０３から構成される。

【００１８】まず、ファイル作成装置５０を構成する各
装置群の動作を説明する。

【００１９】システムファイル作成器５０１は、システ
ムファイルを作成する装置であって、走行頻度及び識別
情報埋込装置５０１１と結合装置５０１２とから構成さ
れる。システムファイル作成器５０１は、システムソフ
トウエアを構成する全ての機能（共通機能５１、複数の
個別機能群（機能（ａ）５２、機能（ｂ）５３、・・
・、機能（ｎ）５４））及び機能別走行頻度分析データ
５５、機能別識別情報５６の入力を受けると、走行頻度
及び識別情報埋込装置５０１１により、それぞれの機能
に走行頻度及び機能別識別情報を埋め込む。このとき物
理アドレスの割り付けは行わない。走行頻度及び機能別
識別情報が埋め込まれた全ての機能（共通機能５１１、
個別機能群（機能（ａ）５２１、機能（ｂ）５３１、・
・・、機能（ｎ）５４１））は結合装置５０１２により
結合され、システムファイル５０１２−１を作成する。

【００２０】共通ファイル作成器５０２は、プロセッサ
機能配置情報５７の入力により、プロセッサ番号とその
プロセッサに必要なソフトウエア機能との対応を表した
共通ファイル（機能配置）５０２−１を作成する。

【００２１】ファイル作成装置５０により作成されたシ
ステムファイル５０１２−１と共通ファイル（機能配
置）５０２−１とは二次記憶装置６０に供給される。

【００２２】次にファイルローディング装置７０を構成
する各装置群の動作を説明する。

【００２３】ファイルローディング装置７０は図６によ
り詳細に示すように、必要機能選択装置７０１、ファイ
ル読込器７０２、メモリ書込器７０３から構成される。

【００２４】必要機能選択装置７０１は、該プロセッサ
に必要なソフトウエア機能を選択して、その機能識別情
報をファイル読込器７０２に出力する装置であり、機能
配置照合部７０１１、識別情報抽出部７０１２、必要機
能抽出部７０１３から構成される。図７に構成例をより
詳細に示す。

【００２５】識別情報抽出部７０１２は機能識別情報読
込器７０１２１の指示によりシステムファイル５０１２
−１から機能識別情報６０−１を読み込み、この機能識
別情報６０−１を必要機能抽出部７０１３に出力する。

【００２６】必要機能抽出部７０１３は入力を受けると
機能配置照合部７０１１に要求指示を出す。必要機能抽
出部７０１３より要求を受けた機能配置照合部７０１１
は共通ファイル（機能配置）５０２−１を読み込み、プ
ロセッサ番号読取器７０１１１により読み取られたプロ
セッサ番号７０１１１−１と共通ファイル（機能配置）
５０２−１とを比較照合し、該プロセッサに配置される
機能を示す配置機能情報７０１１２−１を必要機能抽出
部７０１３に対して出力する。

【００２７】必要機能抽出部７０１３は、機能識別情報
６０−１と配置機能情報７０１１２−１とから該プロセ
ッサで必要となる機能を抽出し、その機能識別情報７０
１３−１を識別情報抽出部７０１２の機能識別情報記憶
部７０１２２に出力する。機能識別情報記憶部７０１２
２はファイル読込器７０２に対して機能識別情報７０１
３−１を出力する。

【００２８】ファイル読込器７０２は、必要機能選択装
置７０１より入力された情報をもとに走行頻度を分析
し、走行頻度の高い機能がキャッシュメモリの同じ位置
に割り当てられないように、走行頻度の高い順に読み込
み順序を算出、設定し、その順序に従って二次記憶装置
上のシステムソフトウエアファイルのなかから対象とな
る機能を読み込み、メモリ書込器７０３に出力する装置
であり、機能読込順序算出部７０２１、ファイル読込部
７０２２から構成される。図８に構成例をより詳細に示
す。

【００２９】必要機能選択装置７０１の機能識別情報記
憶部７０１２２から入力された機能識別情報７０１３−
１は、機能読込順序算出部７０２１の走行頻度分析部７
０２１１により、走行頻度が分析され、走行頻度の高い
ものから順に読込順序算出部７０２１２に機能識別情報
７０１３−１を出力する。読込順序算出部７０２１２は
入力された順序に従って記憶する。記憶された機能識別
情報７０１３−１は、その記憶された順序に従って、フ
ァイル読込部７０２２に入力される。

【００３０】ファイル読込部７０２２は入力された機能
識別情報７０１３−１の機能種別から該プロセッサに必
要となる対象機能（機能ファイル）６０−２を読み込
み、対象機能（機能ファイル）６０−２をメモリ書込器
７０３に出力するとともに読込完了通知を読込順序算出
部７０２１２に出力する。メモリ書込器７０３よりメモ
リ書込完了情報７０３１２−１が入力されると、次の対
象機能（機能ファイル）６０−２が読み込まれ、メモリ
書込器７０３に出力される。読込順序算出部７０２１２
に記憶された最終の機能識別情報の出力が完了するまで
処理を継続する。

【００３１】メモリ書込器７０３は、ファイル読込器７
０２より入力されたソフトウエア機能を、指定された物
理メモリ上のアドレスに基づいてメモリ上に書き込む装
置であり、メモリ書込部７０３１、アドレス記憶部７０
３２から構成される。図９に構成例をより詳細に示す。

【００３２】ファイル読込器７０２のファイル読込部７
０２２から入力された対象機能（機能ファイル）６０−
２はメモリ書込部７０３１の物理アドレス算出部７０３
１１において初期設定値として先頭物理アドレスが割り
付けられ、その物理アドレスに従ってプロセッサ８０の
メインメモリ８０１に書き込まれる。

【００３３】書き込み完了後、完了情報・最終物理メモ
リアドレス８０１−１がメモリ書込部７０３１の分配器
７０３１２に入力され、分配器７０３１２により、メモ
リ書込完了情報７０３１２−１をファイル読込器７０２
に出力し、最終物理メモリアドレス７０３１２−２をア
ドレス記憶部７０３２に出力する。

【００３４】アドレス記憶部７０３２では、入力された
前機能の最終物理メモリアドレス７０３１２−２から次
機能の先頭物理メモリアドレス７０３２−１を算出し、
メモリ書込部７０３１の物理アドレス算出部７０３１１
に出力する。

【００３５】本発明のファイル作成及びファイルローデ
ィングシステムを用いたマルチプロセッサシステムにお
けるメモリ割り付け例を図１０に示す。図はシステムフ
ァイルの全機能を共通機能、機能ａ、機能ｂ、機能ｃ…
…とし、供給されたシステムファイルのなかから、本発
明のシステムを用いて、プロセッサ＃１ではプロセッサ
＃１が必要とする共通機能及び機能ａを、プロセッサ＃
２ではプロセッサ＃２が必要とする共通機能及び機能ｂ
を、プロセッサ＃３ではプロセッサ＃３が必要とする共
通機能及び機能ｃを選択、配置された場合の例で、各プ
ロセッサのメモリともに機能のメモリ割り付けが連続し
ており、無効なメモリエリアを持たない構成となる。

【００３６】またキャッシュメモリ割り当て装置で作成
したシステムファイルで必要のない機能がある場合に課
題となっていたキャッシュメモリ割り当て位置に対し
て、本発明を用いた改善例を図１１に示す。機能毎に走
行頻度（高：●、中：▲、低：×）が埋め込まれたシス
テムファイル（機能１〜９、機能ａ〜ｇ）を、機能１と
機能４と機能５と機能ｂと機能ｆとを必要としないプロ
セッサに供給した場合の例であり、該プロセッサが必要
とする機能のなかで、走行頻度の高い機能８や機能ｃや
機能７や機能ｄを本発明のファイルローディング装置に
より、分析、読み込み順序を算出し、キャッシュメモリ
上の異なる位置に割り当てている。

【００３７】

【発明の効果】この発明のファイル作成及びファイルロ
ーディング装置によれば、次のような効果が得られる。 （１）無効なメモリエリアを持たず、空きメモリは物理
的に連続しているためメモリ確保が容易に行えメモリが
有効に利用できる。 （２）必要の無い機能はローディングしないためファイ
ルロード時間が従来より短くなり、また通信ノードにお
いて重要な再開時のファイル引き上げ時間も短縮され
る。 （３）各プロセッサそれぞれキャッシュメモリを有効に
利用し、キャッシュヒット率の向上を図ることにより、
処理速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるファイル作成装置及びファイル
ローディング装置の図を示す。

【図２】従来技術によるキャッシュヒット率向上のため
の機能割り付け例の図を示す。

【図３】従来技術によるマルチプロセッサシステムにお
けるメモリ割り付け例を示す。

【図４】従来技術で必要のない機能がある場合のプロセ
ッサのキャッシュ割り当て例の図を示す。

【図５】本発明のファイル作成装置及びファイルローデ
ィング装置を含む一実施例の図を示す。

【図６】実施例におけるファイルローディング装置の構
成例を示す。

【図７】実施例における必要機能選択装置の構成例を示
す。

【図８】実施例におけるファイル読込器の構成例を示
す。

【図９】実施例におけるメモリ書込器の構成例を示す。

【図１０】本発明によるマルチプロセッサシステムにお
けるメモリ割り付け例を示す。

【図１１】キャッシュメモリ割り当て位置の、本発明を
用いた改善例を示す。

【符号の説明】

１０ 従来のファイル作成装置 ３０ 従来のファイルローディング装置 ５０ 本発明のファイル作成装置 ７０ 本発明のファイルローディング装置 ７０１ 必要機能選択装置 ７０２ ファイル読込器 ７０３ メモリ書込器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 清志 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5B005 JJ13 KK13 LL01 MM01 VV03 5B045 DD12 DD16 5B076 BA01 BB02 BB17

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 疎に結合した複数のプロセッサで構成さ
   れるマルチプロセッサシステムにおいて、 二次記憶装置に配してある各プロセッサが必要とする機
   能が記述された共通ファイルと、二次記憶装置に配して
   ある共通部及び複数の個別機能部の機能単位毎に機能識
   別情報及び走行頻度が埋め込まれたマルチプロセッサシ
   ステムの全てのソフトウエア機能を有するシステムファ
   イルとを比較照合し、各プロセッサが必要としているソ
   フトウエア機能を選択する手段と、 その選択抽出したソフトウエア機能のメモリ上の配置位
   置をソフトウエア機能の機能単位毎に記述された走行頻
   度により算出し、その順序に従って必要な機能を読み込
   む手段と、 読み込まれた順序に従って選択抽出したソフトウエア機
   能を指定された物理メモリアドレスに書き込み、書き込
   まれた物理アドレスの最終番地を記憶し引き継ぐメモリ
   書き込み手段とを具備していることを特徴とするファイ
   ルローディング装置。
2. 【請求項２】 システムファイルを構成しているソフト
   ウエア共通部及び複数のソフトウエア個別機能部に機能
   単位毎に機能別識別情報を埋め込む手段と、 システムファイルを構成しているソフトウエア共通部及
   び複数のソフトウエア個別機能部に機能単位毎に機能別
   走行頻度を埋め込む手段と、 共通ファイルとしてプロセッサ番号とそのプロセッサに
   必要なソフトウエア機能の配置とを表したファイルを作
   成する手段と、 ファイル作成時に物理アドレスのアドレス解決を実施し
   ないようにしたこととを特徴とするファイル作成装置。