JPH0269842A - ガベージコレクション方式 - 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］ この発明は情報処理装置のメモリ管理の一種であるガベ
ージコレクション方式に関する乙のである３ ［ｂＹ：来の技（ｌｌｉ　］ 計算機の応用分野は、従来の数置計算中心から、所謂人
工知能へと広がって来ている。これにより計算機の扱う
データの形式ら多様（ヒして来ている。

人間の知能をそのまま計算機で汲うような分野の処理で
は、主記憶上でいくつかのまとまりのある一次元配列の
データを作り、これをポインタと呼ばれるそのデータの
先頭アドレスを指す−・話で指し示す表現形式が、多く
用いられる。このような形式でポインタにより指される
一次元配列データを構造体と言う。横遺体中には、さら
に曲の構造（本へのポインタが置かれることがあり、こ
のようにして互いに関連する横遺体データがポインタの
チェインで結ばれている。

第９図はこのようなデータが主記憶上に展開されている
状態を示す。図で、図において１は主記憶で、主記憶ｌ
の一語はタグ部１ａと両部１ｂから構成される。タグ部
１ａはそのデータの属性を示すために用いられる。１ｃ
は主記憶のアドレスである。２はルートレジスタで主記
憶と同様にタグ部２ａ、直部２ｂを持つ。このルー１〜
レジスタ２には主記憶中にポインタのチェインて結はｈ
て展開されているデータのルートが格納さｉしている。

タグ部２ａで示されるデータの属性はこの図ては３種あ
る。ルー１−レジスタ２上のｖｅｃしは＋１４造体デー
タへのポインタであることを示す、鎖部２ｂには横遺体
の先頭アドレスが入る。主記憶１のアドレス１ｃの０番
地のｄｓｃは構造体記述子でその鎖部１ｂには構造体の
大きさが入る。この例では以下の３語が構造体の要素で
ある。２番地のｉｎｔは整数で、これは構造を持たずそ
の語の鎖部で整数の直を示す。１番地、３番地は池の横
遺体を指すポインタで、５番地、１０番地の構造（本が
それぞれ指されている。さらに１０番地の構造体の中に
は１２番地にポインタがあり１−１番地の構造体が指さ
れている。ここで図中の７．８．９そして１３番地は過
去に処理の過程で一時的に曲われた構造体のあった場所
であるが現在はｒｉｒｆ述の横遺体のチェインからは外
れてしまっており、今後らここが参照されることは無い
。このような領域はガベージ又はゴミ領域と呼ばれる。

以上のような主記憶中のデータは処理の進１１′ととら
に必要に応じて生成され、新しく生成されたデータはア
ドレスの大きい方の未１吏用の領域に置かれ、ポインタ
て′チェインか°１すげられる１、またＶ凸埋の過程で
どこからら指されなくなった構造体は、メモリ上に残っ
たままガベージとなる。このようなガベージが主記憶中
に増えると主記憶の利用率が低下するため適当な夕・イ
ミングでこのガベージ領域を除いて全体の領域を圧縮す
る処理を行う。

これをガベージコレクション（ＧＣ）と呼ぶ。

第１０図にコピー法によるＱＣ処理のフローチャートを
示す。この処理では初めにルートレジスタのポインタか
ら処理をはじめ、その中から指される横遺体を新しいコ
ピー領域の先頭から順番にコピーしていく。次にコピー
した横遺体の要素を調べそれがポインタの場合は同様に
コピー領域のその次のアドレスにコピーしていく。

第９図のデータに対してこの処理を行うと、最終的なコ
ピー領域は第１１図に示すようになり、元の構造体デー
タの参照関係はそのままで、ガベージのみが除かれ一方
向に詰合された状態になる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上の処理によれば、主記憶上のポインタでつながれた
全ての横遺体をたどって処理するのでどこにガベージ・
データがあってら正しく取り除かれ領域が圧縮されるこ
とが保障される。しかしその反面、実際にはガベージを
含まない範囲にある横遺体すなわち第９図で言うとアド
レスＯから６までの範囲ら池の部分と同様に処理対象と
なり、ガベージコレクション処理時間が長くなるという
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たらので、ＧＣの対象範囲をせばめ、ＧＣ処理時間を短
縮することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に（系るガベージコレクション方式は、主記憶
上の領域をガベージコレクションを行わない領域を設け
、かつ該領域中に該領域の外を指すポインタを書き込ま
れたことを検出して、このポインタの書き込まれたアド
レスを記憶し、ガベージコレクションを行った時、上記
記憶したアドレスに基づき、上記領域に書き込まれてい
る上記ＱｆＩ域外を指すポインタの書き換えを行うこと
を特徴とするものである。

［１ヤ用〕 この発明においてはガベージコレクションを行わない領
域中にこの領域の外を指すポインタが書き込まれたこと
を検出し、このポインタの書き込まれたアドレスを記憶
する。そして、ガベージコレクションが行われた時、上
記記憶したポインタのアドレスに基づいて上記領域に書
き込まれている上記領域外さを指すポインタの書き換え
を行う。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図についてＭ３を明する。

第１図において、１は通常アクセスされる領域の内容を
示す主記憶で、主記憶１の一語はタグ部１ａとｊ置部１
ｂから構成される。タグ部１；Ｉはそのデータの属性及
び本発明による参照マークを記・［患するため（こ（吏
われる。１ｃは主記憶のアトしスである。２はルートレ
ジスタで主記憶と同様にタグ部２ａ、Ｍ部２ｂを持つ。

このルートレジスタ２には主記憶中にポインタのチエ・
インで結ばれて展開されているデータのルートか格納さ
れている９３は本発明によるＧＣ対象外領域との境界（
直を保持するＧＣベースレジスタ、３ａはタグ部、３ｂ
は鎖部て、タグ値ｒｅｆは参照ポインタて′アドレスを
指し示すために使われる。この例では７番地がＧＣ対象
外領域の境界であることを示している。

４は本発明による、ＧＣ対象外領域中に存在するＧＣ対
象領域を指すポインタの位置を示すテーブル、４ａはタ
グ部、４ｂは鎖部で、タグ部４ａが１ｎｔ（整数）の場
合はテーブルが未登録状態であることを示し、タグ部が
ｒｅｆ（参照ポインタ）の場合は鎖部が指すアドレスに
ＧＣ対象領域を指すポインタが存在する可能性があるこ
とを示す。

全適当なタイミングで主記憶内のデータの状態が第１図
の状態であったとする。この扶！ぷで団田中の領域の先
頭アドレスプラス１の値をＧＣベースレジスタ３に設定
する。アドレス０からこの直前までは以１妾ＧＣ対象外
領域となる９この例でアドレス０〜６は以ｊ＆たとえガ
ベージが生じてらＧＣによって縮むことはない０次にＧ
Ｃが起動された時はこの範囲は一般には処理の対象外と
する。

１旦しこの領域中からＧＣ対虫領域を指すポインタが以
隈の処理で生ずれば、そのポインタはＧＣによって変化
する可能性があり、Ｇ　Ｃ％埋でメンテナンスしなけれ
ばならない。横遺体の要素に値を書き込む場合は専用の
命令ｗ　ｌ−ｉ　１−　ｅ−Ｖ　ｅ　（：　ｔｏ　ｒ　
−ｅ　ｌ　ｅ　ｍ　ｅ　１１　ｔが１史われる。第２図
に本命令のフォーマットを示す。本命令は３つの引数レ
ジスタ５，６．７が指定される。引数レジスタ５は書き
込み先のｊｖＩ造体アドレスが指定され、引数レジスタ
６は書き込み先の横遺体内要素番号が指定され、引数レ
ジスタ７は書き込むデータが指定される 第１図に示す初期状悪が設定された１表処理か進んで新
たな構造体が生成された状態を第３図に示遺体の第３要
素に第２図のＷ　ｒ　ｉ　ｔ　ｅ　−ｖ　ｅ　ｃ　ｔ−
ｏ　ｒ　−ｅ　ｌ　ｅ　ｍ　ｅ　ｎ−ｔ、を筺用して書
き込まれる。

この命令の処理を第５図のフローチャートに従って説明
する。Ｓ５１のステップでは第２図の２つの引数５，６
を加え書き込み先のアドレス３番地を得る。Ｓ５２では
これがＧＣベース未満であるかの判定を行う。ＧＣベー
ス以上である場合は通４でその要素が既に参照テーブル
から指されているかどうかの判定を行う。これは同じ要
素が何回ら書き替えられても参照テーブルが増えないよ
うにするために行う。参照マークはタグ部１　ａに書き
込まれている。参照マークが無い場合、書き込まれるデ
ータがポインタ型のデータでありかつそのポインタ先が
ＧＣベース以上であることを回定する。この条件を満た
す場合は、ＧＣ対象ＩＩｉ′ｌｉ域へのポインタが生成
されたことになりＳ５７、参照テーブルに登録した後ｓ
５つで参照マーク１τＦでボ、インクを書き込む。これ
により第３図の状態となる。主記憶１の３番地のタグ部
１ａのＲは参照マークが１寸けられている事を示す。

さらにデータ処理が進んで３番地が別に生成された横遺
体が書き替えられた吠聾が第一１である新しい構造体は
１０番地から置かれている　冗））７．８．９番地にあ
る横遺体は３番地がｆＴＩ−いボ、インタで上書きされ
たためどこからむ参照されずガベージとなっている。

第４図の状態でＧＣが起動されたとしてその処理を、第
７図、第８図のフローチャー１・に１足って説明する。

まず第７図のＧＣメ・インルーチンが起動される。Ｓ７
１ではまず無条件でＧＣベースまでのＧＣ対象外の領域
のコピーを行う、これは物理メモリを論理アドレスにマ
ツピングする（戊能を持ったシステムでは、マツピング
を書き替えるた′けで一語づつのコピーを省略するよう
な手法ら１吏うことができる。次に３７２でルートレジ
スタの内容を読み出し、そのポインタの処理のためにコ
ピー処理ルーチンを呼ひ出す。これは第８図に示される
。Ｓ８１でボイシト先アドレスとＧＣヘースの値を比較
しＧＣ対象外領域を指している；Ｊ′、′インクは何ら
しない。今の例ではルートしジスタの１直は０番地を指
しているので、これに当たり回らしない。第７図のＳ７
４に戻り、参照チーフルの初めのエントりを読み出す第
４図に示すチーフル４の例では、参照ポインタ（ｒ　ｅ
　ｆ　）で３番地を指している。Ｓ７５でタグ部判定を
行いタグか′ｌ・ｅｆなのてＳ７６のステップでコピー
後の３番地の内容ｆ！：読み出しコピー処理を呼び出す
。３番地は構造体の１０番地へのポインタなのでＳＳＩ
の判定Ｆｉｔ　Ｓ　８２へ進みｌＯｘ池から３語を新し
いコピー領域の７番地から３語へコピーする１次に８８
４てコピーした横遺体要素を収り出す鵬７；父の２００
でポインタ型ではないので９８５．ＳＳ（：）Ｓ８８と
進み、再びＳ８４に戻る。この構造体の要素中にはポイ
ンタが無いのでそのまま終了するＳ７８に戻り次の参照
テーブル・エントりか１ｒ数であるので全体のＧＣ処理
が終了する。ＧＨ＆の主記憶の状態は第６図に示される
ようになる。

なお、上記実施例ではコピーによる（ＩＣについて説明
したがＧＣの方式はこの池の所謂マーキングとスライデ
ィング・コンパクション方式でら良く上記実施例と同様
の効果を奏する。

またＧＣベース・レジスタ、参照テーブルは専用しジス
タでら主記憶上の特別に設けられた領域に置かれた乙の
でしどちらでら良い。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、上記・田土の領
域をガベージコレクションを行わない領域を設け、かつ
該領域中に該領域の外を指すホ′インタを書き込まれた
ことを検出して、このポインタの書き込まれたアドレス
を記憶し、ガベージコレクションを行った時、上記記憶
されているアドレスに基づき、上記領域に書き込まれて
いる上記領域外を指すポ・インクの書き替えを行うので
ガベージコレクションの処理速度が向上する効果がある
６

【図面の簡単な説明】

第１Ｉ２Ｉはこの発明の一実施例によるＯＣ方式の動作
を説明するための、主記憶、関連レジスタの内容の模式
図、第２図は書き込み命令のフォーマツＩ〜、第３図、
第４図、第６図は、第１図の模式図がそｉシぞれ’１１
５埋の進展に１半って内容のＸ、（ヒする手、Ｌ子を示
す図、第５図は書き込み命令のフローチ・＼・−１・、
第７図、第８図はこの発明によるＧ　（’　処理のフロ
ーチャー１−　、第９図は促来のＧ（′：方式の動作を
説明するための主記憶、関連レジスタの内容の模式図、
第１０図は従来のコピ一方式のＧＣ処理のフローチャー
ト、第１１図はＧＣ後の主記憶、関連レジスタの内容の
模式図である。 １・・・・・・主記憶、１ａ・・・・・・タグ部、１１
）・・・・・・（置部。 ２・・・・・・ルーＩ・レジスタ、３・・、・・・・Ｇ
Ｃベースレジスタ なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ポインタのチェインで結ばれた構造体データを主記憶
   上に格納し、所定のタイミングで上記ポインタのチェイ
   ンから外された構造体データの領域を除く処理を行うガ
   ベージコレクション方式において、 主記憶上の領域にガベージコレクションを行わない領域
   を設け、かつ該領域中に該領域の外を指すポインタが書
   き込まれたことを検出してこのポインタの書き込まれた
   アドレスを記憶しておき、ガベージコレクションを行っ
   た時、上記領域に書き込まれている上記領域外を指すポ
   インタの書き換えを行うことを特徴とするガベージコレ
   クション方式。