JP3463630B2 - 仮想記憶空間計算機システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仮想記憶空間をセ
グメントと称する単位に分割して仮想記憶空間アドレス
から実記憶空間アドレスへのマッピングを管理する仮想
記憶空間管理方法を採用している仮想記憶空間計算機シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、仮想記憶空間をセグメントと
称する単位に分割して仮想記憶空間アドレスから実記憶
空間アドレスへのマッピングを管理する仮想記憶空間管
理方法を採用している仮想記憶空間計算機システムが知
られている。該仮想記憶空間計算機システムの一例は、
１９９９年５月に発行された、ユーザ向け説明書「スー
パバイザ解説書」第２版の第１２８頁〜第１３１頁の
「５．１．４ 仮想記憶空間とアドレス変換」、「５．
１．５ 仮想記憶空間のレイアウト」に記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、仮想記憶空間の大きさを拡大する場
合、仮想記憶空間アドレスを表現するビット数を拡大す
る必要がある。そのためには、プログラムのなかで仮想
記憶空間アドレスを格納している領域をすべて探し出
し、さらに、仮想記憶空間アドレスのビット数にあわせ
て、そのすべての領域を拡大して修正する必要がある。
ゆえに、従来技術では、プログラムの修正を行うのに多
くの手間がかかるという問題があった。

【０００４】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、わずかな処理の追加によって拡張仮想記憶空間
を容易に利用することができる仮想記憶空間計算機シス
テムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、仮想記憶空間をセ
グメントと称する単位に分割し、セグメント単位で、仮
想記憶空間アドレスと実記憶空間アドレスとをマッピン
グする仮想記憶空間管理方法を採用している仮想記憶空
間計算機システムにおいて、前記仮想記憶空間は、仮想
記憶空間アドレスを表現するビット数が互いに異なる基
本仮想記憶空間と拡張仮想記憶空間とを有し、前記基本
仮想記憶空間および前記拡張仮想記憶空間の各々のセグ
メントに対応して設けられ、少なくともセグメントのマ
ッピング先を記述するセグメント記述子と、前記セグメ
ント記述子を編集することにより、前記基本仮想記憶空
間のセグメントを前記拡張仮想記憶空間のセグメントに
マッピングし、前記基本仮想記憶空間のセグメントを間
接セグメントとする間接セグメント作成手段とを具備
し、前記間接セグメントを用いて、前記拡張仮想記憶空
間のセグメントを参照・更新することを特徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の仮想記憶空間計算機システムにおいて、前記拡張
仮想記憶空間のセグメントを参照・更新した後、前記間
接セグメントを削除する間接セグメント削除手段を具備
することを特徴とする。

【０００７】また、請求項３記載の発明では、請求項１
記載の仮想記憶空間計算機システムにおいて、前記拡張
仮想記憶空間の仮想記憶空間アドレスを表現するビット
数は、基本仮想記憶空間の仮想記憶空間アドレスを表現
するビット数より大きいことを特徴とする。

【０００８】また、請求項４記載の発明では、請求項１
記載の仮想記憶空間計算機システムにおいて、前記セグ
メント記述子は、セグメント毎に、未使用であるか、も
しくは実記憶空間アドレスにマッピングされているか、
もしくは二次記憶空間アドレスにマッピングされている
か、もしくは他のセグメントにマッピングされている間
接セグメントであるかを表すフラグ部と、実記憶空間ア
ドレスにマッピングされている状態のときは実記憶空間
アドレスを、二次記憶空間にマッピングされている状態
のときは二次記憶空間アドレスを、間接セグメントであ
る状態のときは他のセグメント記述子を指すアドレス部
とからなることを特徴とする。

【０００９】また、請求項５記載の発明では、請求項１
記載の仮想記憶空間計算機システムにおいて、前記仮想
記憶空間は、基本仮想記憶空間と拡張仮想記憶空間に加
えて、前記拡張仮想記憶空間よりも、さらに仮想記憶空
間アドレスを表現するビット数が大きい超拡張仮想記憶
空間を有することを特徴とする。

【００１０】この発明では、間接セグメント作成手段に
より、基本仮想記憶空間および前記拡張仮想記憶空間の
各々のセグメントに対応して設けられたセグメント記述
子を編集することにより、基本仮想記憶空間のセグメン
トを拡張仮想記憶空間のセグメントにマッピングする。
したがって、基本仮想記憶空間のみが利用可能なプログ
ラムで、間接セグメントを用いて拡張仮想記憶空間のセ
グメントに対して参照・更新するなど、拡張仮想記憶空
間を容易に利用することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 Ａ．実施形態の構成 図１は、本発明の実施形態による仮想記憶空間計算機シ
ステムの構成を示すブロック図である。図において、本
発明の仮想記憶空間計算機システムは、基本仮想記憶空
間１、拡張仮想記憶空間２、セグメント記述子３、実記
憶空間４、二次記憶空間５、プログラム６、間接セグメ
ント作成手段７、間接セグメント削除手段８および仮想
記憶管理手段９から構成されている。

【００１２】基本仮想記憶空間１は、セグメント１１，
１２，１３，１４を有している。拡張仮想記憶空間２
は、セグメント２１，２２，２３，２４，２５，２６，
２７，２８を有し、基本仮想記憶空間１の基本仮想記憶
空間アドレスを表現するビット数に比べ、大きいビット
数により、仮想記憶空間アドレスを表現する。

【００１３】セグメント記述子３は、基本仮想記憶空間
および拡張仮想記憶空間の各セグメントのマッピング
先、およびマッピング先のアドレス（マッピング先が他
のセグメントの場合には、対応するセグメント記述子）
を表すセグメント記述子であり、基本仮想記憶空間１の
セグメント１１，１２，１３，１４にそれぞれ対応する
セグメント記述子３１１，３１２，３１３，３１４と、
拡張仮想記憶空間２のセグメント２１，２２，２３，２
４，２５，２６，２７，２８にそれぞれ対応するセグメ
ント記述子３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，
３２６，３２７，３２８とを有している。

【００１４】セグメント記述子３２１，３２６，３２
７，３２８は、対応するセグメントが未使用状態であ
る。セグメント記述子３１１，３２２，３２３，３２５
は、対応するセグメントがそれぞれ実記憶空間アドレス
４１，４６，４４，４３にマッピングされている。セグ
メント記述子３１３，３２４は、対応するセグメントが
それぞれ二次記憶空間アドレス５１，５２にマッピング
されている。セグメント記述子３１２，３１４は、対応
するセグメントがそれぞれ他のセグメント２３，２４に
マッピングされている。

【００１５】セグメント記述子３１１，３１２，３１
３，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，３２
６，３２７，３２８は、各々、フラグ部とアドレス部と
を有する。図示の例では、セグメント記述子３１４につ
いてのみ示しており、フラグ部３１４１とアドレス部３
１４２とを有する。

【００１６】セグメント記述子３１１，３１２，３１
３，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５，３２
６，３２７，３２８は、各々、仮想記憶空間アドレスが
未使用状態のときは、対応するセグメント記述子が未使
用状態となり、フラグ部はＶ（Ｖａｃａｎｔ）、アドレ
ス部は未定義となる。また、仮想記憶空間アドレスが実
記憶空間にマッピングされているときは、対応するセグ
メント記述子が存在状態となり、フラグ部はＰ（Ｐｒｅ
ｓｅｎｔ）、アドレス部は仮想記憶空間アドレスがマッ
ピングされている実記憶空間アドレスを指す。また、仮
想記憶空間アドレスが二次記憶空間アドレスにマッピン
グされているときは、対応するセグメント記述子が不在
状態となり、フラグ部はＭ（Ｍｉｓｓｉｎｇ）、アドレ
ス部は仮想記憶空間アドレスがマッピングされている二
次記憶空間アドレスを指す。さらに、仮想記憶空間アド
レスが他の仮想記憶空間アドレスにマッピングされてい
るときは、対応するセグメント記述子が間接セグメント
状態となり、フラグ部はＩ（Ｉｎｄｉｒｅｃｔ）、アド
レス部は仮想記憶空間アドレスにマッピングされている
二次記憶空間アドレスを指す。

【００１７】実記憶空間４は、実記憶空間の実記憶空間
アドレス４１，４２，４３，４４，４５，４６を有して
いる。二次記憶空間５は、二次記憶空間アドレス５１，
５２，５３，５４を有している。プログラム６は、基本
仮想空間の仮想記憶空間アドレスのみを利用可能であ
る。

【００１８】仮想記憶管理手段９は、一般的にそれが採
用している仮想記憶管理手段にしたがって、基本仮想記
憶空間１および拡張仮想記憶空間２のセグメントの使用
頻度もしくはプログラム６からの要求などに従って、セ
グメントに対応するセグメント記述子３の状態を変更
し、セグメントを実記憶空間４もしくは二次記憶空間５
にマッピングするなどの処理を行う。

【００１９】間接セグメント作成手段７は、基本仮想記
憶空間のセグメントを、拡張仮想記憶空間のセグメント
にマッピングするように、セグメント記述子３のフラグ
部とアドレス部を編集し、間接セグメントを作成する処
理を行う。図示の例では、間接セグメント作成手段７
は、基本仮想記憶空間のセグメント１２を拡張仮想記憶
空間のセグメント２３にマッピングすべく、基本仮想記
憶空間１のセグメント１２と拡張仮想記憶空間２のセグ
メント２３とを入力とし、基本仮想記憶空間１のセグメ
ント１２に対応するセグメント記述子３１２のフラグ部
を「Ｉ」とするとともに、アドレス部を拡張仮想記憶空
間２のセグメント２３に対応するセグメント記述子３２
３を指すようにし、セグメント記述子３１２を間接セグ
メント状態とする。言い換えると、基本仮想記憶空間１
のセグメント１２に対応するセグメント記述子３１２
は、拡張仮想記憶空間２のセグメント２３に対応するセ
グメント記述子３２３を指している。

【００２０】間接セグメント削除手段８は、基本仮想記
憶空間のセグメントを入力とし、これに対応する間接セ
グメント作成手段７によって間接セグメントにされた、
セグメント記述子３のセグメント記述子を、プログラム
６の終了時に削除するという処理を行う。図示の例で
は、基本仮想記憶空間のセグメント１２を入力とし、こ
れに対応するセグメント記述子３１２を間接セグメント
作成手段７によって間接セグメント状態にする前の状態
に戻す。

【００２１】上述した間接セグメントによるセグメント
使用方法により、基本仮想記憶空間１のセグメント１２
を参照・更新することによって、拡張仮想記憶空間２の
セグメント２３を参照・更新することができる。すわな
ち、拡張仮想記憶空間のセグメントを基本仮想記憶空間
のセグメントと同様に使用することができる。

【００２２】このようにして、あらかじめ間接セグメン
ト作成手段７によって基本仮想記憶空間のセグメント１
２を拡張仮想記憶空間のセグメント２３にマッピングさ
れるような間接セグメントとして作成する処理を追加
し、プログラム６の終了時に間接セグメント１２を削除
するという処理を追加するというわずかな処理の追加に
よって、基本仮想記憶空間のみが利用可能なプログラム
６において、拡張仮想記憶空間のセグメント２３を利用
可能にすることを可能にする。

【００２３】Ｂ．実施形態の動作 次に、図２に示すフローチャートを参照して本実施形態
の全体の動作について詳細に説明する。まず、プログラ
ム６において、間接セグメント作成手段７により拡張仮
想記憶空間２のセグメント２３に対して基本仮想記憶空
間１の間接セグメント１２を作成する（ステップＡ
１）。次に、プログラム６において、作成した間接セグ
メント１２を用いて、拡張仮想記憶空間のセグメント２
３に対して参照・更新を行う（ステップＡ２）。最後
に、作成した間接セグメント１２を削除する（ステップ
Ａ３）。

【００２４】次に、具体例を用いて図３に示すフローチ
ャートを参照して説明する。なお、基本仮想記憶空間の
仮想記憶空間アドレスは３２ビットで表現され、拡張仮
想記憶空間の仮想記憶空間アドレスは６４ビットで表現
されるとする。まず、プログラムにおいて、間接セグメ
ント作成手段により拡張仮想記憶空間のセグメント２０
００００００００００００００（１６進数）に対して基
本仮想記憶空間の間接セグメント１０００００００（１
６進数）を作成する（ステップＢ１）。次に、作成した
間接セグメント１０００００００（１６進数）を使用し
て、拡張仮想記憶空間のセグメント２００００００００
０００００００（１６進数）に対して参照・更新を行う
（ステップＢ２）。最後に、作成した間接セグメント１
０００００００（１６進数）を削除する（ステップＢ
３）。

【００２５】このようにして、基本仮想記憶空間のみが
利用できるプログラムにおいて、基本仮想記憶空間の間
接セグメント１０００００００（１６進数）を使用する
ことによって、拡張仮想記憶空間のセグメント２０００
００００００００００００（１６進数）に対して参照・
更新を行うことができる。

【００２６】Ｃ．他の実施例 次に、本発明の他の実施例について図面を参照して説明
する。図４は、本発明の他の実施例による仮想記憶空間
計算機システムの構成を示すブロック図である。なお、
図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略
する。図示するように、本他の実施例による仮想記憶空
間計算機システムでは、図１に示す拡張仮想記憶空間２
よりも、さらに仮想記憶空間アドレスを表現するビット
数が大きい超拡張仮想記憶空間３００を有する。

【００２７】上記構成において、基本仮想記憶空間１の
みが利用可能なプログラムは、基本仮想記憶空間１のセ
グメントから拡張仮想記憶空間２もしくは超拡張仮想記
憶空間３００のセグメントに対して間接セグメントを作
成することにより、拡張仮想記憶空間２もしくは超拡張
仮想記憶空間３００のセグメントを利用することが可能
となる。また、基本仮想記憶空間１および拡張仮想記憶
空間２のみが利用可能なプログラムは、基本仮想記憶空
間１もしくは拡張仮想記憶空間２のセグメントから超拡
張仮想記憶空間３００のセグメントに対して間接セグメ
ントを作成することにより、超拡張仮想記憶空間３００
のセグメントを利用することが可能となる。

【００２８】このように、上述した他の実施例によれ
ば、仮想記憶空間を表すビット数の拡大にともなって、
プログラムで利用可能な仮想記憶空間のビット数を段階
的に拡大していくことができる。なお、詳細について
は、図１に示す実施形態と同様であるので、ここでは省
略する。

【００２９】上述した実施形態によれば、間接セグメン
ト作成手段７により、基本仮想記憶空間１および拡張仮
想記憶空間２の各々のセグメント１１〜１４、２１〜２
８に対応して設けられたセグメント記述子３１１〜３１
４、３２１〜３２８を編集することにより、基本仮想記
憶空間１のセグメント１１〜１４を拡張仮想記憶空間２
のセグメント２１〜２８にマッピングすべく間接セグメ
ントを作成するとともに、間接セグメント削除手段８に
より、プログラムの終了後に間接セグメントを削除する
ようにしたので、基本仮想記憶空間のみが利用可能なプ
ログラムで、間接セグメントを用いて拡張仮想記憶空間
のセグメントに対して参照・更新するなど、拡張仮想記
憶空間を利用することができる。

【００３０】また、基本仮想記憶空間１のみが利用可能
なプログラムについては、基本仮想記憶空間１の間接セ
グメントを用いて拡張仮想記憶空間２のセグメント２１
〜２８に対して参照・更新を行えばよく、一方、拡張仮
想記憶空間２も利用可能なプログラムについては、間接
セグメントを使用せずに拡張仮想記憶空間２に対して直
接に参照・更新を行えば良いため、基本仮想記憶空間１
のみが利用可能なプログラムと、拡張仮想記憶空間２も
利用可能なプログラムが１個のシステム内で混在して動
作させることができる。

【００３１】また、従来技術のように、基本仮想記憶空
間のセグメントから実記憶空間アドレスもしくは二次記
憶空間アドレスに対して、直接にマッピングする方法に
おいては、仮想記憶管理手段９が実記憶空間アドレスに
マッピングされている拡張仮想記憶空間のセグメントの
セグメント記述子を変更して、これを二次記憶空間アド
レスにマッピングされるように変更する場合、もしく
は、その逆の変更を行う場合に、これらの実記憶空間ア
ドレスもしくは二次記憶空間アドレスが基本仮想記憶空
間のセグメントからマッピングされているか否かの判別
処理を行い、マッピングされている場合には基本仮想記
憶空間のセグメントのセグメント記述子も変更する必要
がある。すなわち、間接セグメントを用いずに、拡張仮
想記憶空間のセグメントがマッピングされている実記憶
空間アドレスもしくは二次記憶空間アドレスに対して、
基本仮想記憶空間のセグメントから直接にマッピングす
ることによって、基本仮想記憶空間を拡張仮想記憶空間
にマッピングするようになっている。

【００３２】一方、本発明による方法では、基本仮想記
憶空間１のセグメント１１〜１４のセグメント記述子３
１１〜３１４は、拡張仮想記憶空間２のセグメント記述
子３２１〜３２８を指しているため、拡張仮想記憶空間
２のセグメント２１〜２８のセグメント記述子３２１〜
３２８を変更するだけで、自然と基本仮想記憶空間１の
セグメント１１〜１４のマッピングも実記憶空間アドレ
ス４１〜４６から二次記憶空間アドレス５１〜５４へ、
もしくはその逆の変更がなされる。このため、本発明に
よる方法では、前述した判別処理および基本仮想記憶空
間のセグメント記述子の変更処理が不要となり、従来技
術の方法と比較して、仮想記憶管理手段９のオーバーヘ
ッドを小さくすることができる。

【００３３】また、従来技術の方法では、間接セグメン
トに最終的にマッピングされている実記憶空間アドレス
もしくは二次記憶空間アドレスを求める場合、まず、間
接セグメントに対応するセグメント記述子を求め、これ
から、間接セグメントによってマッピングされている他
のセグメントの仮想記憶空間アドレスを求め、さらにこ
の仮想記憶空間アドレスに対応するセグメント記述子を
求め、最後に、これにマッピングされている実記憶空間
アドレスもしくは二次記憶空間アドレスを求める必要が
ある。すなわち、従来技術の方法では、間接セグメント
のセグメント記述子が他のセグメントのセグメント記述
子を指すのではなく、他のセグメントの仮想記憶空間ア
ドレスを指すことによって、セグメントを他のセグメン
トにマッピングするようになっている。

【００３４】一方、本発明による方法では、上記間接セ
グメントによってマッピングされている他のセグメント
の仮想記憶空間アドレスからこれに対応するセグメント
記述子を求める処理が不要である。このため、従来技術
の方法と比較して、仮想記憶空間アドレス１１〜１４、
２１〜２８から実記憶空間アドレス４１〜４６もしくは
二次記憶空間アドレス５１〜５４へのマッピングのオー
バーヘッドを小さくすることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
間接セグメント作成手段により、基本仮想記憶空間およ
び前記拡張仮想記憶空間の各々のセグメントに対応して
設けられたセグメント記述子を編集することにより、基
本仮想記憶空間のセグメントを拡張仮想記憶空間のセグ
メントにマッピングするようにしたので、基本仮想記憶
空間のみが利用可能なプログラムで、間接セグメントを
用いて拡張仮想記憶空間のセグメントに対して参照・更
新するなど、拡張仮想記憶空間を容易に利用することが
できるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による仮想記憶空間計算機
システムの構成を示すブロック図である。

【図２】 本実施形態の全体の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図３】 具体的な動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図４】 本発明の他の実施例による仮想記憶空間計算
機システムの構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 基本仮想記憶空間 ２ 拡張仮想記憶空間 ３ セグメント記述子 ４ 実記憶空間 ５ 二次記憶空間 ６ プログラム ７ 間接セグメント作成手段 ８ 間接セグメント削除手段 ９ 仮想記憶管理手段 ３００ 超拡張仮想記憶空間

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−257803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−274352（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−202652（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223544（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−202955（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−78052（ＪＰ，Ａ) Ｒｕｂｙ Ｂ． Ｌｅｅ，Ｐｒｅｃｉ ｓｉｏｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ, Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＩＥＥＥ，1989年 １月，Ｖｏｌｕｍｅ：22， Ｉｓｓｕ ｅ：１，ｐａｇｅｓ：78−91 干場信之、末廣陽一、清兼義弘，64ビ ットシステムとは何か？前編，ｂｉｔ, 日本，共立出版株式会社，1996年 ７月 １日，第28巻、第７号，ｐ．18−28 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 12/08 - 12/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仮想記憶空間をセグメントと称する単位
   に分割し、セグメント単位で、仮想記憶空間アドレスと
   実記憶空間アドレスとをマッピングする仮想記憶空間管
   理方法を採用している仮想記憶空間計算機システムにお
   いて、 前記仮想記憶空間は、仮想記憶空間アドレスを表現する
   ビット数が互いに異なる基本仮想記憶空間と拡張仮想記
   憶空間とを有し、 前記基本仮想記憶空間および前記拡張仮想記憶空間の各
   々のセグメントに対応して設けられ、少なくともセグメ
   ントのマッピング先を記述するセグメント記述子と、 前記セグメント記述子を編集することにより、前記基本
   仮想記憶空間のセグメントを前記拡張仮想記憶空間のセ
   グメントにマッピングし、前記基本仮想記憶空間のセグ
   メントを間接セグメントとする間接セグメント作成手段
   とを具備し、 前記間接セグメントを用いて、前記拡張仮想記憶空間の
   セグメントを参照・更新することを特徴とする仮想記憶
   空間計算機システム。
2. 【請求項２】 前記拡張仮想記憶空間のセグメントを参
   照・更新した後、前記間接セグメントを削除する間接セ
   グメント削除手段を具備することを特徴とする請求項１
   記載の仮想記憶空間計算機システム。
3. 【請求項３】 前記拡張仮想記憶空間の仮想記憶空間ア
   ドレスを表現するビット数は、基本仮想記憶空間の仮想
   記憶空間アドレスを表現するビット数より大きいことを
   特徴とする請求項１記載の仮想記憶空間計算機システ
   ム。
4. 【請求項４】 前記セグメント記述子は、セグメント毎
   に、未使用であるか、もしくは実記憶空間アドレスにマ
   ッピングされているか、もしくは二次記憶空間アドレス
   にマッピングされているか、もしくは他のセグメントに
   マッピングされている間接セグメントであるかを表すフ
   ラグ部と、 実記憶空間アドレスにマッピングされている状態のとき
   は実記憶空間アドレスを、二次記憶空間にマッピングさ
   れている状態のときは二次記憶空間アドレスを、間接セ
   グメントである状態のときは他のセグメント記述子を指
   すアドレス部とからなることを特徴とする請求項１記載
   の仮想記憶空間計算機システム。
5. 【請求項５】 前記仮想記憶空間は、基本仮想記憶空間
   と拡張仮想記憶空間に加えて、前記拡張仮想記憶空間よ
   りも、さらに仮想記憶空間アドレスを表現するビット数
   が大きい超拡張仮想記憶空間を有することを特徴とする
   請求項１記載の仮想記憶空間計算機システム。