JPH05233588A - 大容量メモリシミュレーション方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被シミュレートシステムと同じ実ページサイズ
を維持したままで、シミュレーションに必要なページ数
を確保する。 【構成】初期化手段１０は、シミュレータ起動時に、被
シミュレートシステムのいずれの実記憶にもシミュレー
タの主記憶を割り当てない状態に初期化し、被シミュレ
ートシステムの実記憶に割り当てられる小ページはいず
れも空き状態に初期設定する。アドレス変換手段２０
は、被シミュレートシステムの実アドレスと要求種別と
から実アドレスに割り当てられた小ページのシミュレー
タ中のアドレスを算出する。ページ割り当て手段３０
は、初めての書き込みアクセスのときにアドレス変換手
段２０から呼び出され、アクセスされたアドレスを含む
実記憶中の実ページ中の小さな連続領域にシミュレータ
内部の小ページを割り当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大容量メモリシミュレー
ション方式に関し、特に小容量主記憶のコンピュータシ
ステムを用いて、アドレス変換機構を備えた大容量実記
憶のコンピュータシステムのアドレス変換機構のシミュ
レーションと実記憶のシミュレーションとを行う大容量
メモリシミュレーション方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシミュレーション方式では、シミ
ュレーションを実施するコンピュータシステム（以下、
シミュレータと称する）の主記憶中のある連続アドレス
部分を、シミュレーションされるコンピュータシステム
（以下、被シミュレートシステムと称する）の実記憶と
して割り当て、被シミュレートシステム上でのメモリへ
の読み書きをこの領域への読み書きに代えることによ
り、被シミュレートシステムの実記憶をシミュレーショ
ンしている。

【０００３】年々、コンピュータシステムの実記憶容量
は増加する傾向にある。従って、被シミュレートシステ
ム（通常はこれから開発されるシステム）よりもシミュ
レータ（既存のシステム）の方が主記憶容量が小さい場
合が多い。このために、実記憶最大構成の新システムの
シミュレーションは一般に困難であるが、最大構成でな
い実記憶容量でも有効なシミュレーションは十分に可能
である。例えば、被シミュレートシステム用のオペレー
ティングシステム（以下、ＯＳと称する）の中核部など
をシミュレーションにより動作検証する場合は、実記憶
の容量は数ＭＢ〜数十ＭＢあれば十分である。実記憶の
サイズが違ってもＯＳ中核部の機能は同じなので、それ
が必要とする実記憶のサイズはほとんど一定である。す
なわち、シミュレーションの内容に応じて必要な実記憶
のサイズは決まり、小容量主記憶のシミュレータでもそ
れなりに有効なシミュレーションが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の大容量
メモリシミュレーション方式では、下記にあげる問題を
有している。

【０００５】アドレス変換機構を備えた大容量の主記憶
のシステムでは、実記憶のページサイズが大きくなる
が、これはアドレス変換テーブルの容量や変換性能など
のハードウェア的な制約からくるものである。このよう
なシステムを従来の方式でシミュレーションすると、シ
ミュレータの主記憶の一部に割り当てられた被シミュレ
ートシステムの実記憶もそのページサイズに分割して管
理されることになる。結局、小容量のメモリを大きなペ
ージサイズに分割することになり、シミュレートできる
ページ数は少なくなる。特に、被シミュレートシステム
の実記憶容量とシミュレータの主記憶容量との差が大き
くなればなるほど、確保できるページ数は少なくなる。

【０００６】一方、アドレス変換機構を意識するような
プログラムは、記憶容量が少なくてもある程度のページ
数を確保できないと動作できない場合がある。例えば、
ＯＳ中核部は、プロセスに実ページ単位でモメリを割り
当てる。ＯＳ中核部の動作を検証する場合は、ある程度
の数のプロセスを同時実行する必要があり、これに対応
して必要最低限の実ページ数も決まってくる。これらプ
ロセスは、その役割に応じて決まったメモリサイズがあ
れば十分であり、割り当てられた実ページ全部を使用す
る訳ではない。すなわち、これらのプロセスに割り当て
られた実ページには使用されていない部分が大量に発生
する。

【０００７】このように、ハードウェアのアドレス変換
機構を意識するようなプログラムをシミュレータ上で動
作させると、十分なメモリ容量があるにもかかわらず、
ページ数が少ないために実施したいシミュレーションが
できない場合が発生する。これは、十分な容量のある実
記憶がページサイズの大きなページに分割されるためペ
ージ数が少なくなり、各ページに有効に使用されていな
い領域が大量に発生することによる。

【０００８】シミュレータの仕様をシミュレーションし
たいハードウェアの仕様から変更して、被シミュレート
システムのページサイズをシミュレータ自身のページサ
イズ程度の大きさにすれば、この問題は解決する。しか
し、この方法では、実際のシステムとは少し違ったもの
をシミュレートすることになり、シミュレーション自体
の有効性が劣化する。

【０００９】本発明の目的は、被シミュレートシステム
と同じページサイズを維持したまま、十分なページ数を
確保できる大容量メモリシミュレーション方式を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の大容量メモリシ
ミュレーション方式は、小容量主記憶のコンピュータシ
ステムをシミュレータとして用いて、アドレス変換機構
を備えた大容量実記憶のコンピュータシステムのアドレ
ス変換機構のシミュレーションと実記憶のシミュレーシ
ョンとを行う大容量メモリシミュレーション方式におい
て、（Ａ）被シミュレートシステムである大容量実記憶
のコンピュータシステムの実記憶空間を、そのアドレス
変換機構の実ページサイズよりも小さなサイズの連続領
域に分割し、前記被シミュレートシステムの実記憶に割
り当てる前記シミュレータの主記憶を前記連続領域と同
じサイズの多数の小ページに分割し、いずれの小ページ
も前記被シミュレートシステムの実記憶として割り当て
られていない状態に設定する初期化手段、（Ｂ）前記被
シミュレートシステムの実アドレスと要求種別とから前
記実アドレスに割り当てられた前記小ページの前記シミ
ュレータ中のアドレスを算出するアドレス変換手段、
（Ｃ）初めての書き込みアクセスのときに前記アドレス
変換手段から呼び出され、アクセスされたアドレスを含
む実記憶中の実ページ中の小さな連続領域に前記シミュ
レータ内部の小ページを割り当てるページ割り当て手
段、を備えて構成されている。

【００１１】

【作用】被シミュレートシステムの実記憶ページサイズ
よりも小さなサイズで、被シミュレートシステムの実記
憶用のシミュレータ内主記憶を分割し（以下、この分割
された各単位を小ページと称する）、シミュレータ内の
初期化手段をシミュレータ起動時に呼び出すと、被シミ
ュレートシステムの全実記憶にはシミュレータの主記憶
がひとつも割り当てられず、かつ小ページは全て空き状
態に設定される。

【００１２】以下の実記憶アクセスを、シミュレータ内
のアドレス変換手段で変換されたアドレスのシミュレー
タ内部の小ページへのアクセスとしてシミュレーション
することにより、一度も書き込みアクセスされていない
被シミュレートシステムの実記憶には、シミュレータ内
部の小ページが割り当てられない状態でシミュレーショ
ンが続行する。一方、メモリが必要な部分には、最初の
書き込みアクセスで始めてシミュレータ内部の小ページ
が割り当てられる。また、一度も書き込まれていない実
記憶への読み出しアクセスも、その時点で該当実記憶に
シミュレータ内部の小ページを割り当てず、単にゼロを
読み出したのと等価に動作する。これは、被シミュレー
トシステムの全実記憶がゼロで初期化されているのと等
価である。

【００１３】このように、小ページが歯抜け状に割り当
てられた実記憶ページを、従来方式よりも多数使用する
ことが可能になる。従って、十分な実記憶ページ数を確
保することができる。

【００１４】なお、空きページが無くなったときは、シ
ミュレータを異常終了させればよい。どうしてもそのシ
ミュレーションを行いたいときは、シミュレータ上で動
作するプログラムをなるべく少ないページ数の小ページ
で動作するように調整して、再実行すればよい。このよ
うな場合、従来の方式では必要なメモリを実アドレス上
で連続になるように調整する必要があるが、本方式の少
量の小ページに調整するほうが制約が緩い。さらに、こ
のように調整したプログラムは実際のシステムでもその
まま動作させることができる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は、本発明の大容量メモリシミュレー
ション方式の一実施例を示すブロック図である。

【００１７】図１に示す本実施例の大容量メモリシミュ
レーション方式のシミュレータ４１は、被シミュレート
システムである大容量実記憶のコンピュータシステムの
実記憶空間を、そのアドレス変換機構の実ページサイズ
よりも小さなサイズの連続領域に分割し、被シミュレー
トシステムの実記憶に割り当てるシミュレータの主記憶
を連続領域と同じサイズの多数の小ページに分割し、い
ずれの小ページも被シミュレートシステムの実記憶とし
て割り当てられていない状態に設定する初期化手段１
０、被シミュレートシステムの実アドレスと要求種別と
から実アドレスに割り当てられた小ページのシミュレー
タ中のアドレスを算出するアドレス変換手段２０、初め
ての書き込みアクセスのときにアドレス変換手段２０か
ら呼び出され、アクセスされたアドレスを含む実記憶中
の実ページ中の小さな連続領域にシミュレータ内部の小
ページを割り当てるページ割り当て手段３０を備えて構
成されている。

【００１８】また、４２は被シミュレートシステムの実
記憶、４３は被シミュレートシステムの実ページ、４４
は被シミュレートシステムの実ページに割り当てられた
小ページ、４５は空き状態の小ページ、４６は被シミュ
レートシステムの実アドレス、そして４７はシミュレー
タ内部の小ページのアドレスを示している。

【００１９】次に、動作を説明する。

【００２０】図２は、図１に示す初期化手段１０におけ
る動作の一例を示す流れ図である。

【００２１】図２において、図１の初期化手段１０は、
被シミュレートシステムの実記憶４２の実ページ４３よ
りも小さい連続領域ごとの属性を管理するアドレス変換
テーブルの全エントリを、未アクセス状態に設定し（ス
テップ１１）、シミュレータ内部の全小ページを空き状
態に登録する（ステップ１２）。

【００２２】図３は、図１に示すアドレス変換手段２０
における動作の一例を示す流れ図である。

【００２３】図３において、図１のアドレス変換手段２
０は、被シミュレートシステムの実アドレス４６から被
シミュレートシステムの実アドレス空間中の実ページよ
り小さい連続領域の番号を抽出し、この連続領域の状態
を保持しているアドレス変換テーブルのエントリ（以
下、実アドレスに該当するアドレス変換テーブルエント
リと称する）中のページ状態を調べる（ステップ２
１）。ページ状態が未アクセス（それまでアクセスされ
たことのないページ）で、かつ要求が書き込みアクセス
の場合は、ページ割り当て手段３０を呼び出して空きペ
ージを獲得し（ステップ２２）、実アドレスに該当する
アドレス変換テーブルエントリ中のページ番号と実アド
レス中のページ内相対アドレスとから、シミュレータ内
部のアドレスを算出し、そのアドレスを呼び出し元に返
却する。

【００２４】また、ステップ２１で、実アドレスに該当
するアドレス変換テーブルエントリ中のページ状態が既
アクセスの場合は、実アドレスに該当するアドレス変換
テーブルエントリ中のページ番号と実アドレス中のペー
ジ内相対アドレスとから、シミュレータ内部のアドレス
を算出し、そのアドレスを呼び出し元に返却する（ステ
ップ２３）。

【００２５】さらに、ステップ２１で、実アドレスに該
当するアドレス変換テーブルエントリ中のページ状態が
未アクセス、かつ要求が読み出しアクセスの場合は、常
にゼロを値として持つ領域のアドレスを呼び出し元に返
却する（ステップ２４）。

【００２６】図４は、図１に示すページ割り当て手段３
０における動作の一例を示す流れ図である。

【００２７】図４において、図１のページ割り当て手段
３０は、空き状態の小ページ４５の中からひとつの小ペ
ージを取り出し（ステップ３１）、取り出した小ページ
を使用中に設定し（ステップ３２）、獲得した小ページ
の、シミュレータ内部の主記憶のアドレス空間中の小ペ
ージ番号を実アドレスに該当するアドレス変換テーブル
エントリに設定し、実アドレスに該当するアドレス変換
テーブルエントリのページ状態を既アクセスにし（ステ
ップ３３）、呼び出し元に戻る。

【００２８】このように、被シミュレートシステムのア
ドレス変換の実ページサイズよりも小ページを小さくす
ることにより、歯抜け状態に小ページが割り当てられた
実ページを使用してシミュレーションが進行し、見かけ
上使用できる実ページ数を増加させることができるの
で、シミュレータのソフトウェアは被シミュレートシス
テムと完全に同じページサイズを維持したまま、十分な
ページ数を確保することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の大容量メ
モリシミュレーション方式は、被シミュレートシステム
のアドレス変換の実ページサイズよりも小ページを小さ
くすることにより、歯抜け状態に小ページが割り当てら
れた実ページを使用してシミュレーションが進行し、見
かけ上使用できる実ページ数を増加させることができる
ので、シミュレータのソフトウェアは被シミュレートシ
ステムと完全に同じページサイズを維持したまま、十分
なページ数を確保することができるという効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の大容量メモリシミュレーション方式の
一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示す初期化手段における動作の一例を示
す流れ図である。

【図３】図１に示すアドレス変換手段における動作の一
例を示す流れ図である。

【図４】図１に示すページ割り当て手段における動作の
一例を示す流れ図である。

【符号の説明】

１０ 初期化手段 ２０ アドレス変換手段 ３０ ページ割り当て手段 ４１ シミュレータ ４２ 被シミュレートシステムの実記憶 ４３ 被シミュレートシステムの実ページ ４４ 被シミュレートシステムの実ページに割り当て
られた小ページ ４５ 空き状態の小ページ ４６ 被シミュレートシステムの実アドレス ４７ シミュレータ内部の小ページのアドレス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小容量主記憶のコンピュータシステムを
   シミュレータとして用いて、アドレス変換機構を備えた
   大容量実記憶のコンピュータシステムのアドレス変換機
   構のシミュレーションと実記憶のシミュレーションとを
   行う大容量メモリシミュレーション方式において、
   （Ａ）被シミュレートシステムである大容量実記憶のコ
   ンピュータシステムの実記憶空間を、そのアドレス変換
   機構の実ページサイズよりも小さなサイズの連続領域に
   分割し、前記被シミュレートシステムの実記憶に割り当
   てる前記シミュレータの主記憶を前記連続領域と同じサ
   イズの多数の小ページに分割し、いずれの小ページも前
   記被シミュレートシステムの実記憶として割り当てられ
   ていない状態に設定する初期化手段、（Ｂ）前記被シミ
   ュレートシステムの実アドレスと要求種別とから前記実
   アドレスに割り当てられた前記小ページの前記シミュレ
   ータ中のアドレスを算出するアドレス変換手段、（Ｃ）
   初めての書き込みアクセスのときに前記アドレス変換手
   段から呼び出され、アクセスされたアドレスを含む実記
   憶中の実ページ中の小さな連続領域に前記シミュレータ
   内部の小ページを割り当てるページ割り当て手段、を備
   えたことを特徴とする大容量メモリシミュレーション方
   式。