JP3796344B2 - 仮想記憶管理システムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想記憶のページ固定を行う仮想記憶管理システムおよび記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、仮想記憶管理システムは、仮想領域、実記憶、および外部記憶を管理して構築している。このうちの実記憶管理は、システム全体の実記憶を効率よく管理するためのものであり、仮想領域のアクセス時に仮想領域に対し実記憶の割り当てを行っている。この際、仮想領域に対して実ページの固定処理も行っている。実ページの固定は、仮想領域に対するアクセス頻度の高いと判断した時に、アクセスのために実ページの割り当てを行うことは効率が悪いため、予め実ページをその対象仮想領域にくくりつけて固定することである。ページ固定はページ固定要求から解除要求が出されるまでの間有効である。
【０００３】
ページ固定処理は、要求した仮想領域を１ページづつチェックし、実記憶が割り当て済みの仮想領域についはその実記憶の固定処理を行い、実記憶が未割り当ての仮想領域については外部記憶から仮想ページを読み込みのスケジュール依頼の準備を行い、要求した仮想領域について全てチェックし終えたら、外部記憶装置への仮想ページの読み込みを依頼する。この間、ページ固定処理は割り込み禁止で処理を行っていた。このため、要求する仮想領域のサイズが大きくなるに比例し、ＣＰＵを専有して走行する時間が増えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、高プライオリティの空間から多量のページ固定処理があると、割り込み禁止にして１ページづつチェックして実記憶が割り当て済みの場合は固定処理を行い、未割り当ての場合には外部記憶装置から仮想ページを読み込む準備をすることを繰り返し、全てチェックし終えたら、まとめて外部記憶装置から未割り当ての仮想ページを読み込み、実記憶を割り当てて固定処理を行っていたため、コマンドの応答や他のアプリケーションからの要求についてＣＰＵが専有されており、動作できない状態なり応答がされないという問題があった。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するため、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１を参照して課題を解決するための手段を説明する。
図１において、ページ管理手段３は、仮想アドレスを実アドレスへの割り当てを管理するものであって、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して仮想アドレスを実アドレスに割り当てて管理するものである。
【０００７】
ページ固定手段４は、仮想ページを実ページに割り当てたものを固定するものである。
仮想領域７は、複数の仮想領域である。
【０００８】
次に、動作を説明する。
ページ管理手段３が仮想アドレスのアクセス指示に対応して、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録してその実ページのアドレスを出力し、実ページをアクセスするようにしている。
【０００９】
この際、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、ｎページ分（ｎ＝整数）だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１０】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、セグメント分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１１】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、所定時間分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１２】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、優先度に応じて決めた分のｎページ分（ｎは整数）、セグメント分、あるいは所定時間分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１３】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、他の処理要求があるまでの分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１４】
また、複数のＣＰＵが動作する仮想記憶管理装置において、ページ固定手段４がページ固定の指示が複数のＣＰＵから競合した場合に、優先度の高いＣＰＵからのページ固定の指示について、固定処理を行うようにしている。
【００１５】
従って、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図１から図５を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。ここで、記録媒体から読み出したプログラムあるいは外部記憶装置であるハードディスク装置などから読み出したプログラム、または回線を介してセンタの外部記憶装置から読み出して転送を受けたプログラムを主記憶にローディングして起動し、以下に説明する各種処理を行うようにしている。
【００１７】
図１は、本発明のシステムブロック図を示す。
図１において、仮想記憶管理システム１は、仮想記憶を管理するものであって、ここでは、共通領域２および複数の仮想領域７などから構成されるものである。
【００１８】
共通領域２は、ＯＳ（オペレーティングシステム）などを格納して動作させる領域であって、ここでは、ページ管理手段３、ページ固定手段４、セグメントテーブル５、およびページテーブル６などを動作させたり、格納したりなどするものである。
【００１９】
ページ管理手段３は、仮想アドレスを実アドレスへの割り当てを管理するものであって、後述する図２のセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して管理するものである。
【００２０】
セグメントテーブル５は、仮想アドレスのセグメントを割り当る実記憶のセグメントを登録するものである。
ページテーブル６は、仮想アドレスのページを割り当る実記憶のページを登録するものである。固定フラグ６１は、仮想アドレスのページを実記憶のページに割り当てて固定した旨を表すフラグである。
【００２１】
仮想領域７は、仮想アドレスでそれぞれ動作する領域である。
実記憶８は、物理的な記憶装置である。
図２は、本発明の説明図を示す。これは、仮想アドレス１１を実記憶８に割り当てるときの様子を示したものである。
【００２２】
図２において、仮想アドレス１１は、仮想領域７内で動作するアプリケーションが仮想アドレスを設定して実記憶をアクセスしようとするアドレスであって、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して実記憶の実ページに変換するためのものである。
【００２３】
制御レジスタ１２は、仮想領域７毎にセグメントテーブル５を切り換えて当該仮想領域７用の仮想アドレスを実記憶に割り当るセグメントおよびページを登録するためのものである。
【００２４】
セグメントテーブル５は、仮想アドレス１１の図示の上位のセグメント番号と記載した部分のアドレスによってポイントし、実記憶８のセグメントに変換するためのものである。
【００２５】
ページテーブル６は、仮想アドレス１１の図示の中位のページ番号と記載した部分のアドレスによってポイントし、実記憶８のページに変換するためのものである。ページテーブル６中には固定フラグ６１を設け、仮想アドレスのページを、実記憶８の実ページに割り当てて固定する場合にオンにする。
【００２６】
実記憶８は、実際の主記憶装置であって、実ページを設けるものである。
次に、図３のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
【００２７】
図３は、本発明の動作説明フローチャート（その１）を示す。
図３において、Ｓ１は、ページ固定要求を受信する。これは、ページ固定要求として、例えば右側に記載したように、Ａ（範囲：ａａａａ〜ｂｂｂｂ）、即ち、仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでの範囲についてページ固定要求を受信する。
【００２８】
Ｓ２は、仮想ページの状態チェックする。これは、Ｓ１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでの間の仮想ページの状態チェック、即ち、図２のページテーブル６に登録されて、実ページが割り当てられているか否かをチェックする。実ページありの場合には、Ｓ３で要求ページに対する固定処理、即ち図２のページテーブル６中の該当実ページの固定フラグ６１をオン（“１”）にセットして固定処理を行い、Ｓ５に進む。一方、実ページなしの場合には、Ｓ４で実ページなしを記憶しあとでまとめて行えるようにし、Ｓ５に進む。
【００２９】
Ｓ５は、分割ブロックまで終了か判別する。これは、Ｓ１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定された所定数のブロック（例えばｎページ（ｎは予め定めた整数）、あるいは１セグメントに相当するページ数など）の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、分割ブロックまで固定処理を終了したので、Ｓ６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２に戻り繰り返す。
【００３０】
Ｓ６は、実ページなしの場合には、実ページの獲得と固定処理を行う。
Ｓ７は、実ページ獲得済みか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ８に進む。ＮＯの場合には、Ｓ６に戻り繰り返す。
【００３１】
Ｓ８は、全要求ページ終了か判別する。ＹＥＳの場合には、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ２に戻り繰り返す。
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、所定ブロック（例えばページの複数倍分、セグメントに相当するページ数分など）毎に分割してページテーブル６の該当するページの固定フラグ６１をオンに設定して固定処理を行うことを繰り返すことにより、所定ブロック毎にＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量になっても他の処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を極力解消できる。
【００３２】
次に、図４のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の他の動作を詳細に説明する。
図４は、本発明の動作説明フローチャート（その２）を示す。ここで、Ｓ１１ないしＳ１４、およびＳ１６ないしＳ１８は、図１のＳ１ないしＳ４、およびＳ６ないしＳ８に同一であるので説明を省略する。
【００３３】
図４において、Ｓ１５は、所定時間経過か判別する。これは、Ｓ１１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定された所定時間分の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、所定時間分だけ固定処理を行ったので、Ｓ１６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ１２に戻り繰り返す。
【００３４】
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、所定時間経過毎に分割してページテーブル６の該当するページの固定フラグ６１をオンに設定して固定処理を行うことを繰り返すことにより、所定時間経過毎にＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量になっても他の処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を解消できる。
【００３５】
次に、図５のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の他の動作を詳細に説明する。
図５は、本発明の動作説明フローチャート（その３）を示す。ここで、図５の（ａ）のＳ２１ないしＳ２４、およびＳ２６ないしＳ２８は、図１のＳ１ないしＳ４、およびＳ６ないしＳ８に同一であるので説明を省略する。
【００３６】
図５の（ａ）において、Ｓ２５は、判定処理Ａを行う。これは、Ｓ１１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、予め設定された判定処理Ａを終了したか判別する。ここでは、判定処理Ａは、図５の（ｂ）に記載した下記の通りである。
【００３７】
▲１▼プライオリティに対応したブロック数：
▲２▼他の処理要求があるか：
▲３▼複数ＣＰＵで高プライオリティの要求を優先：
即ち、▲１▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定されたプライオリティに対応したブロック数の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、プライオリティに対応したブロック数分だけページ固定処理を行ったので固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、プライオリティに対応したブロック数分までページ固定処理を続行する。
【００３８】
▲２▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、他の処理要求があるか判別する。ＹＥＳの場合には、他の処理要求があったのでページ固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、他の処理要求があるまでページ固定処理を続行する。
【００３９】
▲３▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、複数ＣＰＵのページ固定要求が競合した場合にはプライオリティの最も高い要求を優先的に行うように判別する。ＹＥＳの場合には、複数ＣＰＵのページ固定要求が競合して他に優先度の高いページ固定要求があると判明したので、現在のページ固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、他の優先度の高いページ固定要求があるまでページ固定処理を続行する。
【００４０】
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、判定処理Ａの▲１▼、▲２▼、▲３▼のいずれかに該当する場合に、該当する固定処理を行うことにより、所定時間経過毎、他の処理要求、あるいは優先度の高いページ固定処理を発行したＣＰＵに対して、ＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量あるいはページ固定要求が競合しても他の処理あるいは他の優先度の高い固定処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を解消できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブルおよびページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブルおよびページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、ｎページ分（ｎ＝整数）、セグメント分、所定時間経過毎、優先度に応じたページ数分、プライオリティに対応したブロック数分の固定処理を行った後、あるいは他の処理要求のあった時、複数ＣＰＵの固定処理が競合したときに優先度の高い固定処理の時に、固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返す構成を採用しているため、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現できる。これらにより、
（１） 所定ページ数、所定セグメント数、所定時間毎に自動的に一時的に固定処理を中止しＣＰＵ使用権を開放し他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して実行でき、待ちの時間を極力短くすることが可能となる。
【００４２】
（２） 他の処理要求があったときに固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放して他の処理要求の待ちを極力短くすることが可能となる。
（３） 複数ＣＰＵからの固定処理が競合したときに優先度の低い固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放し優先度の高いＣＰＵの固定処理を優先的に実行することが可能となる。
【００４３】
（４） ページ固定要求の仮想記憶範囲が大きくなっても、ＣＰＵ連続専有時間を短してＣＰＵ使用権を開放するため、他のアプリケーションの待ちを短くして見掛け上同時に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムブロック図である。
【図２】本発明の説明図である。
【図３】本発明の動作説明フローチャート（その１）である。
【図４】本発明の動作説明フローチャート（その２）である。
【図５】本発明の動作説明フローチャート（その３）である。
【符号の説明】
１：仮想記憶管理システム
２：共通領域（ＯＳ）
３：ページ管理手段
４：ページ固定手段
５：セグメントテーブル
６：ページテーブル
６１：固定フラグ
７：仮想領域
８：実記憶
１１：仮想アドレス
１２：制御レジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、仮想記憶のページ固定を行う仮想記憶管理システムおよび記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、仮想記憶管理システムは、仮想領域、実記憶、および外部記憶を管理して構築している。このうちの実記憶管理は、システム全体の実記憶を効率よく管理するためのものであり、仮想領域のアクセス時に仮想領域に対し実記憶の割り当てを行っている。この際、仮想領域に対して実ページの固定処理も行っている。実ページの固定は、仮想領域に対するアクセス頻度の高いと判断した時に、アクセスのために実ページの割り当てを行うことは効率が悪いため、予め実ページをその対象仮想領域にくくりつけて固定することである。ページ固定はページ固定要求から解除要求が出されるまでの間有効である。
【０００３】
ページ固定処理は、要求した仮想領域を１ページづつチェックし、実記憶が割り当て済みの仮想領域についはその実記憶の固定処理を行い、実記憶が未割り当ての仮想領域については外部記憶から仮想ページを読み込みのスケジュール依頼の準備を行い、要求した仮想領域について全てチェックし終えたら、外部記憶装置への仮想ページの読み込みを依頼する。この間、ページ固定処理は割り込み禁止で処理を行っていた。このため、要求する仮想領域のサイズが大きくなるに比例し、ＣＰＵを専有して走行する時間が増えていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来は、高プライオリティの空間から多量のページ固定処理があると、割り込み禁止にして１ページづつチェックして実記憶が割り当て済みの場合は固定処理を行い、未割り当ての場合には外部記憶装置から仮想ページを読み込む準備をすることを繰り返し、全てチェックし終えたら、まとめて外部記憶装置から未割り当ての仮想ページを読み込み、実記憶を割り当てて固定処理を行っていたため、コマンドの応答や他のアプリケーションからの要求についてＣＰＵが専有されており、動作できない状態なり応答がされないという問題があった。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するため、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１を参照して課題を解決するための手段を説明する。
図１において、ページ管理手段３は、仮想アドレスを実アドレスへの割り当てを管理するものであって、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して仮想アドレスを実アドレスに割り当てて管理するものである。
【０００７】
ページ固定手段４は、仮想ページを実ページに割り当てたものを固定するものである。
仮想領域７は、複数の仮想領域である。
【０００８】
次に、動作を説明する。
ページ管理手段３が仮想アドレスのアクセス指示に対応して、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録してその実ページのアドレスを出力し、実ページをアクセスするようにしている。
【０００９】
この際、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、ｎページ分（ｎ＝整数）だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１０】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、セグメント分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１１】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、所定時間分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１２】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、優先度に応じて決めた分のｎページ分（ｎは整数）、セグメント分、あるいは所定時間分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１３】
また、ページ固定手段４がページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録されているページについては固定フラグ１５をオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録させて固定フラグ１５をオンにすることについて、他の処理要求があるまでの分だけ行う固定処理した後、一旦、固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返すようにしている。
【００１４】
また、複数のＣＰＵが動作する仮想記憶管理装置において、ページ固定手段４がページ固定の指示が複数のＣＰＵから競合した場合に、優先度の高いＣＰＵからのページ固定の指示について、固定処理を行うようにしている。
【００１５】
従って、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図１から図５を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。ここで、記録媒体から読み出したプログラムあるいは外部記憶装置であるハードディスク装置などから読み出したプログラム、または回線を介してセンタの外部記憶装置から読み出して転送を受けたプログラムを主記憶にローディングして起動し、以下に説明する各種処理を行うようにしている。
【００１７】
図１は、本発明のシステムブロック図を示す。
図１において、仮想記憶管理システム１は、仮想記憶を管理するものであって、ここでは、共通領域２および複数の仮想領域７などから構成されるものである。
【００１８】
共通領域２は、ＯＳ（オペレーティングシステム）などを格納して動作させる領域であって、ここでは、ページ管理手段３、ページ固定手段４、セグメントテーブル５、およびページテーブル６などを動作させたり、格納したりなどするものである。
【００１９】
ページ管理手段３は、仮想アドレスを実アドレスへの割り当てを管理するものであって、後述する図２のセグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して管理するものである。
【００２０】
セグメントテーブル５は、仮想アドレスのセグメントを割り当る実記憶のセグメントを登録するものである。
ページテーブル６は、仮想アドレスのページを割り当る実記憶のページを登録するものである。固定フラグ６１は、仮想アドレスのページを実記憶のページに割り当てて固定した旨を表すフラグである。
【００２１】
仮想領域７は、仮想アドレスでそれぞれ動作する領域である。
実記憶８は、物理的な記憶装置である。
図２は、本発明の説明図を示す。これは、仮想アドレス１１を実記憶８に割り当てるときの様子を示したものである。
【００２２】
図２において、仮想アドレス１１は、仮想領域７内で動作するアプリケーションが仮想アドレスを設定して実記憶をアクセスしようとするアドレスであって、セグメントテーブル５およびページテーブル６に登録して実記憶の実ページに変換するためのものである。
【００２３】
制御レジスタ１２は、仮想領域７毎にセグメントテーブル５を切り換えて当該仮想領域７用の仮想アドレスを実記憶に割り当るセグメントおよびページを登録するためのものである。
【００２４】
セグメントテーブル５は、仮想アドレス１１の図示の上位のセグメント番号と記載した部分のアドレスによってポイントし、実記憶８のセグメントに変換するためのものである。
【００２５】
ページテーブル６は、仮想アドレス１１の図示の中位のページ番号と記載した部分のアドレスによってポイントし、実記憶８のページに変換するためのものである。ページテーブル６中には固定フラグ６１を設け、仮想アドレスのページを、実記憶８の実ページに割り当てて固定する場合にオンにする。
【００２６】
実記憶８は、実際の主記憶装置であって、実ページを設けるものである。
次に、図３のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
【００２７】
図３は、本発明の動作説明フローチャート（その１）を示す。
図３において、Ｓ１は、ページ固定要求を受信する。これは、ページ固定要求として、例えば右側に記載したように、Ａ（範囲：ａａａａ〜ｂｂｂｂ）、即ち、仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでの範囲についてページ固定要求を受信する。
【００２８】
Ｓ２は、仮想ページの状態チェックする。これは、Ｓ１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでの間の仮想ページの状態チェック、即ち、図２のページテーブル６に登録されて、実ページが割り当てられているか否かをチェックする。実ページありの場合には、Ｓ３で要求ページに対する固定処理、即ち図２のページテーブル６中の該当実ページの固定フラグ６１をオン（“１”）にセットして固定処理を行い、Ｓ５に進む。一方、実ページなしの場合には、Ｓ４で実ページなしを記憶しあとでまとめて行えるようにし、Ｓ５に進む。
【００２９】
Ｓ５は、分割ブロックまで終了か判別する。これは、Ｓ１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定された所定数のブロック（例えばｎページ（ｎは予め定めた整数）、あるいは１セグメントに相当するページ数など）の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、分割ブロックまで固定処理を終了したので、Ｓ６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２に戻り繰り返す。
【００３０】
Ｓ６は、実ページなしの場合には、実ページの獲得と固定処理を行う。
Ｓ７は、実ページ獲得済みか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ８に進む。ＮＯの場合には、Ｓ６に戻り繰り返す。
【００３１】
Ｓ８は、全要求ページ終了か判別する。ＹＥＳの場合には、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ２に戻り繰り返す。
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、所定ブロック（例えばページの複数倍分、セグメントに相当するページ数分など）毎に分割してページテーブル６の該当するページの固定フラグ６１をオンに設定して固定処理を行うことを繰り返すことにより、所定ブロック毎にＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量になっても他の処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を極力解消できる。
【００３２】
次に、図４のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の他の動作を詳細に説明する。
図４は、本発明の動作説明フローチャート（その２）を示す。ここで、Ｓ１１ないしＳ１４、およびＳ１６ないしＳ１８は、図１のＳ１ないしＳ４、およびＳ６ないしＳ８に同一であるので説明を省略する。
【００３３】
図４において、Ｓ１５は、所定時間経過か判別する。これは、Ｓ１１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定された所定時間分の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、所定時間分だけ固定処理を行ったので、Ｓ１６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ１２に戻り繰り返す。
【００３４】
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、所定時間経過毎に分割してページテーブル６の該当するページの固定フラグ６１をオンに設定して固定処理を行うことを繰り返すことにより、所定時間経過毎にＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量になっても他の処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を解消できる。
【００３５】
次に、図５のフローチャートに示す順序に従い、図１の構成の他の動作を詳細に説明する。
図５は、本発明の動作説明フローチャート（その３）を示す。ここで、図５の（ａ）のＳ２１ないしＳ２４、およびＳ２６ないしＳ２８は、図１のＳ１ないしＳ４、およびＳ６ないしＳ８に同一であるので説明を省略する。
【００３６】
図５の（ａ）において、Ｓ２５は、判定処理Ａを行う。これは、Ｓ１１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、予め設定された判定処理Ａを終了したか判別する。ここでは、判定処理Ａは、図５の（ｂ）に記載した下記の通りである。
【００３７】
▲１▼プライオリティに対応したブロック数：
▲２▼他の処理要求があるか：
▲３▼複数ＣＰＵで高プライオリティの要求を優先：
即ち、▲１▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを予め設定されたプライオリティに対応したブロック数の固定処理を終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、プライオリティに対応したブロック数分だけページ固定処理を行ったので固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、プライオリティに対応したブロック数分までページ固定処理を続行する。
【００３８】
▲２▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、他の処理要求があるか判別する。ＹＥＳの場合には、他の処理要求があったのでページ固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、他の処理要求があるまでページ固定処理を続行する。
【００３９】
▲３▼は、Ｓ２１でページ固定要求のあった仮想アドレスａａａａから仮想アドレスｂｂｂｂまでを、複数ＣＰＵのページ固定要求が競合した場合にはプライオリティの最も高い要求を優先的に行うように判別する。ＹＥＳの場合には、複数ＣＰＵのページ固定要求が競合して他に優先度の高いページ固定要求があると判明したので、現在のページ固定処理を一時的に中止し、Ｓ２６に進む。一方、ＮＯの場合には、Ｓ２２に戻り繰り返し、他の優先度の高いページ固定要求があるまでページ固定処理を続行する。
【００４０】
以上によって、固定要求のあった仮想アドレス範囲について、判定処理Ａの▲１▼、▲２▼、▲３▼のいずれかに該当する場合に、該当する固定処理を行うことにより、所定時間経過毎、他の処理要求、あるいは優先度の高いページ固定処理を発行したＣＰＵに対して、ＣＰＵ使用権が開放され、他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して処理を実行でき、ページ固定要求が多量あるいはページ固定要求が競合しても他の処理あるいは他の優先度の高い固定処理がＣＰＵ使用権待ちとなってしまう事態を解消できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域についてセグメントテーブルおよびページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについてはセグメントテーブルおよびページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、ｎページ分（ｎ＝整数）、セグメント分、所定時間経過毎、優先度に応じたページ数分、プライオリティに対応したブロック数分の固定処理を行った後、あるいは他の処理要求のあった時、複数ＣＰＵの固定処理が競合したときに優先度の高い固定処理の時に、固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放し、所定時間経過後に固定処理を指定された仮想アドレス領域について全て終了するまで繰り返す構成を採用しているため、仮想記憶管理システムにおける固定処理の際に、ＣＰＵ連続専有時間を短くして実ページの固定を実現できる。これらにより、
（１） 所定ページ数、所定セグメント数、所定時間毎に自動的に一時的に固定処理を中止しＣＰＵ使用権を開放し他の処理がＣＰＵ使用権を獲得して実行でき、待ちの時間を極力短くすることが可能となる。
【００４２】
（２） 他の処理要求があったときに固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放して他の処理要求の待ちを極力短くすることが可能となる。
（３） 複数ＣＰＵからの固定処理が競合したときに優先度の低い固定処理を一時的に中止しＣＰＵ使用権を開放し優先度の高いＣＰＵの固定処理を優先的に実行することが可能となる。
【００４３】
（４） ページ固定要求の仮想記憶範囲が大きくなっても、ＣＰＵ連続専有時間を短してＣＰＵ使用権を開放するため、他のアプリケーションの待ちを短くして見掛け上同時に動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムブロック図である。
【図２】本発明の説明図である。
【図３】本発明の動作説明フローチャート（その１）である。
【図４】本発明の動作説明フローチャート（その２）である。
【図５】本発明の動作説明フローチャート（その３）である。
【符号の説明】
１：仮想記憶管理システム
２：共通領域（ＯＳ）
３：ページ管理手段
４：ページ固定手段
５：セグメントテーブル
６：ページテーブル
６１：固定フラグ
７：仮想領域
８：実記憶
１１：仮想アドレス
１２：制御レジスタ
Claims (8)
- 仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントを登録するセグメントテーブルと、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページを登録するページテーブルと、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と
を備えた仮想記憶管理装置において、
ページ固定の指示に対応して、所定のページ数分について、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにする固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段を備えたことを特徴とする仮想記憶管理システム。 - 仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントを登録するセグメントテーブルと、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページを登録するページテーブルと、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と
を備えた仮想記憶管理装置において、
ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、セグメント分だけ行う固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段を備えたことを特徴とする仮想記憶管理システム。 - 仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントを登録するセグメントテーブルと、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページを登録するページテーブルと、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と
を備えた仮想記憶管理装置において、
ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、所定時間分だけ行う固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段を備えたことを特徴とする仮想記憶管理システム。 - 前記ページ固定手段が、優先度に応じて固定処理を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のいずれかの仮想記憶管理システム。
- 仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントを登録するセグメントテーブルと、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページを登録するページテーブルと、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と
を備えた仮想記憶管理装置において、
ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、他の処理要求があるまでの分だけ行う固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段を備えたことを特徴とする仮想記憶管理システム。 - 複数のＣＰＵが動作する上記仮想記憶管理装置において、
ページ固定の指示が複数のＣＰＵから競合した場合に、優先度の高いＣＰＵからのページ固定の指示について、上記固定処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５記載のいずれかの仮想記憶管理システム。 - コンピュータにおいて実行されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータを、
仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントをセグメントテーブルに登録する手段と、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページをページテーブルに登録する手段と、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と、
ページ固定の指示に対応して、所定のページ数分について、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにする固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段として機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータにおいて実行されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
コンピュータを、
仮想アドレスを実記憶に割り当てるためのセグメントをセグメントテーブルに登録する手段と、
このセグメントテーブルに登録されたセグメント内の仮想のページに割り当る実ページをページテーブルに登録する手段と、
仮想アドレスのアクセス指示に対応して、上記セグメントテーブルおよび上記ページテ ーブルに登録されているときはその登録されている実ページのアドレスを出力し、一方、登録されていないときは上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録してその実ページのアドレスを出力するページ管理手段と、
ページ固定の指示に対応して、指示された仮想アドレス領域について上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録されているページについては固定フラグをオンにし、登録されていないベージについては上記セグメントテーブルおよび上記ページテーブルに登録させて固定フラグをオンにすることについて、セグメント分だけ行う固定処理した後、所定時間、当該固定処理を中止してＣＰＵ使用権を開放することを、繰り返すページ固定手段として機能させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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