JPH05298123A - 仮想計算機システムの実記憶域割当方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のオペレーティングシステム（ＯＳ）で実
現されるゲストＶＭ（ゲスト仮想計算機）に対して連続
した実記憶域を固定的に割り当てるようにした仮想計算
機システムの実記憶域割当方式に関し、他のゲストＶＭ
を終了させることなく特定のゲストＶＭに割当てた記憶
域の移動、拡張、更にはフラグメンテーションの除去に
より、実記憶域の有効利用を可能とするこを目的とす
る。 【構成】特定のゲスト仮想計算機１０−１の実記憶域１
２−１を拡張させるコマンドを受け付けた際には、拡張
対象となったゲスト仮想計算機１０−１に隣接し且つ低
位アドレスに存在する他のゲスト仮想計算機１０−２の
実記憶域１２−２を連続する一つの実記憶として拡張対
象となったゲスト仮想計算機１０−１の実記憶域１２−
１に追加し、追加後にゲスト仮想計算機１０−１の追加
前の実記憶域に存在していた情報を拡張された実記憶域
上で再配置し、拡張対象となったゲスト仮想計算機１０
−１を停止することなく実記憶域を再割当する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のオペレーティン
グシステム（ＯＳ）で実現されるゲストＶＭ（ゲスト仮
想計算機）に対して連続した実記憶域を固定的に割り当
てるようにした仮想計算機システムの実記憶域割当方式
に関する。２４時間連続して動作しなければならないよ
うなオペレーティングシステム（ＯＳ）を仮想計算機シ
ステム上で運用するような分野、例えばバンキングシス
テムの待機用ＯＳを仮想計算機システムで動作させるよ
うな場合には、現用ＯＳが動作している現用ゲストＶＭ
がダウンして待機用ＯＳが動作している待機用ゲストＶ
Ｍに切り替わった時に、待機用ゲストＶＭの性能を保証
するため、仮想計算機システム上の他のゲストＶＭの実
記憶領域を、待機用ゲストＶＭに追加して割り当てるこ
とが実記憶域を有効に使用するために必要となる。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数のＯＳが複数のゲトＶＭ上で
動作する仮想計算機システムでは、主記憶装置（ＭＳ
Ｕ）の実記憶域を複数に分割し、各々の記憶域を各ゲス
トＶＭに固定的に割り当ている。このような仮想計算機
システムで、現用ゲストＶＭがダウンして待機用ゲスト
ＶＭに切替えられたような場合には、待機用ゲストＶＭ
の実記憶域を拡張する再割当が必要となる。この待機用
ゲストＶＭにおける実記憶域を拡張する再割当は、記憶
域アドレスの低位方向にのみ可能である。

【０００３】図８は従来の実記憶域の拡張処理を示した
もので、いま図８（ａ）に示すようなゲストＶＭ１に割
り当てられた記憶域１２−１を拡張する場合は、記憶域
１２−１に続く低位アドレスを空き状態にする必要があ
る。しかし、拡張しようとするゲストＶＭ１の低位のア
ドレスを他のゲストＶＭ２が記憶域１２−２として使用
していた場合には、やむえずゲストＶＭ２を強制終了さ
せて図８（ｂ）のように記憶域１２−２を空き状態に
し、その後に図８（ｃ）のようにゲストＶＭ１の記憶域
１２−１を低位のアドレス方向に拡張している。

【０００４】また、他のゲストＶＭ２を強制終了させた
くない場合は、図９（ａ）に示すように、ゲストＶＭ１
の記憶域１２−１の割り当て位置を運用前に将来の拡張
分に相当する空きを含めて特定しておき、図９（ｂ）に
示すように、必要に応じて記憶域１２−１を低位のアド
レス方向の空き部分まで拡張できるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の仮想計算機システムの実記憶域割当方式にあ
っては、特定のゲストＶＭの実記憶域を拡張するために
他のゲストＶＭを強制終了しなければならないという問
題がある。このような強制終了を回避するためには、運
用前に拡張分を考慮した空き領域を余計に割当ておかな
ければならず、空きを割当る分だけ実記憶域の使用効率
が低下する問題があった。

【０００６】更に仮想計算機システムの運用中にゲスト
ＶＭの起動と終了を繰り返すと、起動毎に記憶域の割り
当てが繰り返し行われることで、連続した空き領域が割
り当てできない、即ちフラグメンテーションが発生し、
実記憶域の使用効率が低下する。図１０はゲストＶＭの
起動と終了の繰り返しにより発生するフラグメンテーシ
ョンの例を示したもので、図１０（ａ）は運用状態にあ
るゲストＶＭ１〜３に割り当てた記憶域１２−１〜１２
−３を示しており、記憶域１２〜１〜１２−３のサイズ
は異なっている。

【０００７】ここでゲストＶＭ１，ＶＭ３の運用を停止
すると図１０（ｂ）のようにゲストＶＭ２の記憶域１２
−２のみが使用状態となり、その後にゲストＶＭ３を起
動したとすると、上位アドレスの位置にゲストＶＭ３の
記憶域１２−３が割り当てられたため、既に使用状態に
あるゲストＶＭ２の記憶域１２−２との間に空き状態と
なるフラグメンテーションが発生し、実記憶域が有効に
利用できないという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、他のゲストＶＭを終了させることな
く特定のゲストＶＭに割り当てた記憶域の移動、拡張、
更にはフラグメンテーションの除去により、実記憶域の
有効利用を可能とする仮想計算機システムの実記憶域割
当方式を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、仮想計算機システムを制御す
る仮想計算機モニタプログラム（ＶＭモニタ）２２で実
現される複数のゲスト仮想計算機（以下「ゲストＶ
Ｍ）」という）１０−１，１０−２に対して連続した実
記憶域１２−１，１２−２を固定的に割り当てるように
した仮想計算機システムの実記憶域割当方式を対象とす
る。

【００１０】このような仮想計算機システムの実記憶域
割当方式として本発明にあっては、 １又は複数のゲストＶＭ１０−１，１０−２に割当ら
れた実記憶域１２−１，１２−２の再割り当てする指示
を受け付ける指示受付手段１４と、 指示受付手段１４の指示受付けを契機として再割り当
ての対象となったゲストＶＭ１０−１，１０−２の実行
プロセスを一時的に停止し、実記憶域の再割当完了後に
再度実行可能とする実行停止再開手段１６と、 再割り当ての対象となったゲストＶＭ１０−１，１０
−２の入出力要求の新たな実行を一時的に保留し、実記
憶の再割当完了後に保留した入出力要求をリスタートす
る入出力保留再開手段１８と、 指示受付手段１４で指示を受け付けた時点で実行中で
あった入出力要求の終結を待つ終結待ち手段２０と、 終結待ち手段２０で実行中の入出力要求の終結が得ら
れたときに入出力装置２２を接続しているチャンネル２
４の動作を強制的に停止させ再割当の完了後にチャネル
動作を再開させるチャネル動作停止再開手段２６と、 指示受付手段１４で受け付けた指示内容に従って１又
は複数のゲストＶＭ１０−１，１０−２に割当てていた
実記憶域１２−１，１２−２を移動し、移動後の実記憶
域に移動前の実記憶域に存在していた情報を再配置する
移動再配置手段２８と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】ここで移動再配置手段２８による実記憶域
の移動としては、コマンドで指定された特定のゲストＶ
Ｍ１０−１の実記憶域１２−１を同じくコマンドで指定
された他の実記憶域１２−２に移動し、この移動後に移
動前の実記憶域に存在していた情報を移動後の実記憶域
上で再配置することを特徴とする。記憶域の拡張処理に
おいては、割当元のゲストＶＭ１０−２の実記憶域１２
−２を更に低位アドレスに存在する空き領域に移動して
情報の再配置を行った後に、拡張対象となったゲストＶ
Ｍ１０−１の実記憶域１２−１に空きとなったゲストＶ
Ｍ１０−２の実記憶域１２−２を追加する。

【００１２】更に移動再配置手段２８でフラグメンテー
ションを除去するための処理は、ゲストＶＭの起動時ま
たは終了時に、実記憶域の中の空き領域を検出し、複数
のゲストＶＭ１０−１，１０−２の実記憶域１２−１，
１２−２を上位のアドレス位置に移動して低位のアドレ
ス位置に空き領域をまとめることを特徴とする。一方、
指示受付手段１４は、オペレータが投入した再配置の指
示コマンド、或いはゲストＶＭの起動又は終了時のフラ
グメンテーションの検出に基づく再配置の指示コマンド
を受け付けて移動再配置手段２６に引き渡すようにな
る。

【００１３】

【作用】このような構成を備えた本発明による仮想計算
機システムの実記憶域割当方式によれば、オペレータの
投入したコマンドに従って指定した特定のゲストＶＭの
実記憶域を、同じく指定した他のゲストＶＭの記憶域や
空き領域に移動することができ、この結果、拡張するゲ
ストＶＭの実記憶域の低位のアドレスに存在する他のゲ
ストＶＭの実記憶域を更に低位の空き領域に移動させる
ことで、ゲストＶＭの強制終了を必要とすることなく実
記憶域の拡張をダイナミックに行うことができる。

【００１４】また拡張を考慮した空き領域を予め割当て
おく必要がないため、実記憶域の無駄な割当を防ぎ利用
効率を向上できる。更に、ゲストＶＭの起動と終了の繰
り返しで発生するフラグメンテーションの発生を防止す
るため、ゲストＶＭの起動または終了時に実記憶域のフ
ラグメンテーションを検出し、そのときゲストＶＭに割
り当てている実記憶域を上位のアドレス方向に移動し、
空き領域機は低位のアドレス方向に移動してまとめフラ
グメンテーションを除去して空き領域を効率良く利用可
能とする。

【００１５】

【実施例】図２は本発明の仮想計算機システムが実現さ
れるハードウェア構成を示した実施例構成図である。図
２において、３０は主記憶装置（ＭＳＵ）であり、主記
憶制御装置（ＭＣＵ）３２によりストアアクセス及びロ
ードアクセスを受ける。主記憶制御装置３２には、この
実施例にあっては複数のＣＰＵ３４−１〜３４−ｎが接
続されてマルチプロセッサシステムを構成している。勿
論、１台のＣＰＵのみのシングルプロセシステムであっ
てもよい。

【００１６】また主記憶制御装置３２にはサブシステム
としてチャネル装置２２−１〜２２−ｎを介して複数の
入出力装置２４が接続されている。入出力装置２４とし
ては磁気ディスク装置や光ディスク装置等の外部記憶装
置、プリンタ、ディスプレイ等適宜の装置が設けられ
る。本発明の仮想計算機システムは、主記憶装置３０に
格納した複数のＯＳにより実現されるゲストＶＭで構成
され、このゲストＶＭ上で動作するゲストＯＳは、ＣＰ
Ｕ割り付け部として機能するＶＭモニタのディスパッチ
ャによりＣＰＵ３４−１〜３４−ｎにダイナミックに割
り付けられて実行される。

【００１７】仮想計算機システム上で動作する複数のゲ
ストＶＭに対する主記憶装置３０上での実記憶域の割当
ては、ＶＭモニタにより行われる。図３は本発明の実記
憶域割当を実行するＶＭモニタの機能ブロックを示した
もので、オペレータによる再配置のコマンド投入を例に
とると、コマンド受付部１４、再配置処理部３６および
コマンド終了部４０で構成され、再配置処理部３６は再
配置処理に伴ってＣＰＵ割り付け部としてのディスパッ
チャ３８およびチャネル装置２２を制御する。

【００１８】再配置処理部３６には、コマンド受付を契
機として再割当の対象となったゲストＶＭの実行プロセ
スを一時的に停止し、実記憶域の再割当完了後に再度実
行可能とする実行停止再開手段１６と、再割当の対象と
なったゲストＶＭの入出力要求の新たな実行を一時的に
保留し、実記憶の再割当完了後に保留した入出力要求を
リスタートする入出力保留再開手段１８と、コマンドを
受け付けた時点で実行中であった入出力要求の終結を待
つ終結待ち手段２２と、実行中の入出力要求の終結が得
られたときに入出力装置２２を接続しているチャンネル
２４の動作を強制的に停止させ再割当の完了後にチャネ
ル動作を再開させるチャネル動作停止再開手段２６と、
コマンドの指示内容に従って１又は複数のゲストＶＭに
割当てていた実記憶域を移動し、移動後の実記憶域に移
動前の実記憶域に存在していた情報を再配置する移動再
配置手段２８との機能が設けられる。

【００１９】図４は図３に示したＶＭモニタによる本発
明の実記憶域の割当処理を詳細に示した説明図あり、次
の〜のステップから成る処理を行う。 ［ステップ］まずゲストＶＭの記憶域を移動する契機
を検出する。この記憶域を移動する契機を検出する手段
としては、（ａ）オペレータによるコマンドの投入を契
機に記憶域の位置を再配置する、（ｂ）ゲストＶＭの起
動又は終了時に、実記憶域のフラグメンテーションを検
出し、記憶域の位置を再配置する、の２つがある。ここ
では、（ａ）のコマンド投入の場合を想定して説明す
る。

【００２０】［ステップ］ＣＰＵ３４−１〜３４−ｎ
を使用する全ての処理単位（プロセス）を停止するため
に、ＣＰＵ割付け部として機能するディスパッチャ３８
に対し、ＣＰＵの割付け停止を指示する。このＣＰＵの
割付け停止の指示方法としては、例えば制御ビットを新
設すればよい。

【００２１】ディスパッチャ３８は、ＣＰＵ割り付け停
止の指示を受けたら、即ち制御ビットがオンならば、プ
ロセスへのディスパッチを停止し、ＣＰＵ割付け停止の
解除、即ち制御ビットがオフされるまで待つために「Ｃ
ＰＵ ＬＯＯＰ」状態に入る。このような割付け停止制
御は、複数のＣＰＵを備えたマルチプロセッサシステム
の場合に用いる。一方、１ＣＰＵのみのシングルプロセ
ッサシステムの場合は、ＣＰＵ上で記憶域の再配置コマ
ンドの実行をしているので他のプロセスの実行は行われ
ず、従ってＣＰＵ割付け停止制御は不要である。

【００２２】［ステップ］入出力装置２２が新たな入
出力動作を開始しないようにチャネル装置２４に指示す
るため、チャネル装置２４に対して新設の命令ＩＮＳＰ
（INHIBIT NEW SUBCAHNNEL PROCESS) を発行する。 ［ステップ］入出力装置２２のエラー発生を回避する
ために、既に実行中の入出力動作の終結を待つ。この終
結待ち時間は、動作中の入手力装置２２の種類より変動
するため一義的には特定できないが、例えば５１２ｍｓ
程度である。

【００２３】［ステップ］チャネル装置２４によるデ
ータ転送動作とチャネルコマンドワードＣＣＷの実行を
停止するため、チャネル装置２４に対して新設の命令Ｃ
ＨＳＴＯＰ（CHANNEL STOP) を発行する。 ［ステップ］記憶域の移動による再配置を実施する。
この記憶域の再配置は、コマンド仕様により異なり、例
えば次のコマンド形式がある。

【００２４】−コマンド仕様１− ステップのケース（ａ）のコマンドに対する仕様であ
り、例えば図５（ａ）に示すように、コマンドにより指
定した特定のゲストＶＭ１の記憶域１２−１を、空き状
態にある同じくコマンドで指定した上位アドレス方向の
実記憶域に図５（ｂ）のように移動する。

【００２５】この場合のコマンド形式は、 ［ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ］［ＶＭ名］［移動する実記憶
域の位置］ となる。 −コマンド仕様２− ゲストＶＭの記憶域の拡張を指示するコマンドに連動さ
せて記憶域を再配置する。例えば、図６（ａ）に示すよ
うに、ゲストＶＭの記憶域１２−１の低位に他のゲスト
ＶＭ２の記憶域１２−２がが既に存在していた場合、ゲ
ストＶＭ２の記憶域１２−２を図６（ｂ）のように低位
の空いている記憶域に移動した後、図６（ｃ）のように
ゲストＶＭ１の記憶域１２−１を拡張する。

【００２６】この場合のコマンド形式は、 ［ＡＴＴＡＣＨ］［ＶＭ名］［増設する記憶域のサイ
ズ］ となる。 −コマンド仕様３− ゲストＶＭの起動また終了時にフラグメンテーションを
除去するために行われるもので、記憶域の空きを低位ア
ドレスの位置にまとめる。例えば図７（ａ）に示すよう
に、動作中のゲストＶＭ１，ＶＭ２の記憶域１２−１，
１２−２の中に空き領域が存在することを検出した場合
に、ゲストＶＭ２の記憶域１２−２を上位アドレス方向
の空き領域に図７（ｂ）のように移動することで実現す
る。

【００２７】この場合のコマンド形式は、 ［ＲＥＬＯＣＡＴＩＯＮ］ となる。尚、再配置後に再配置対象の記憶域をクリアす
るかクリアしないかは、コマンド仕様に依存する。

【００２８】［ステップ］ステップ，で停止した
チャネル装置２４の動作を解除するため、チャネル装置
２４に対して新設の命令ＣＨＳＴＡＲＴ（CHANNEL STAR
T)を発行する。 ［ステップ］ステップで停止したＣＰＵ割付けを解
除するため、ディスパッチャ３８に対して、ＣＰＵの割
付け開始指示をする。

【００２９】即ち、「ＣＰＵ ＬＯＯＰ」状態にあるデ
ィスパッチャ３８への制御ビットをオフすることでＣＰ
Ｕ割付け停止の解除する。勿論、シングルプロセッサシ
ステムの場合の解除制御は不要である。 ［ステップ］コマンドを終了する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
作中のゲストＶＭを終了させることなく、ＶＭ記憶域の
位置を自由に移動できる。このためゲストＶＭの記憶域
の拡張、移動、整理等の割り付けを必要に応じて効率よ
くでき、実記憶域の利用効率を大幅に向上できる。

【００３１】またゲストＶＭの起動また終了時にフラグ
セグメンテーションを検出して除去する再配置処理を行
うことで、ゲストＶＭの起動と終了を繰り返しても実記
憶域を制約するフラグセグメンテーションの発生を未然
に防止して記憶域の効率的な仕様を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明のハードウェア構成を示した実施例構成
図

【図３】本発明の実記憶域の割当を行うＶＭモニタの機
能ブロック図

【図４】本発明による実記憶域の再配置処理の詳細を示
した説明図

【図５】本発明による実記憶域の移動処理を示した説明
図

【図６】本発明による実記憶域の拡張処理を示した説明
図

【図７】本発明による実記憶域の整理処理を示した説明
図

【図８】従来の実記憶域の拡張処理を示した説明図

【図９】ゲストＶＭを停止させない従来の実記憶域の拡
張処理を示した説明図

【図１０】ゲストＶＭの起動と停止の繰り返しで発生す
るフラグメンテーションの説明図

【符号の説明】

１０−１，１０−２：ゲスト仮想計算機（ゲストＶＭ） １２−１，１２−２：実記憶域（記憶域） １４：指示受付手段（コマンド受付部） １６：実行停止再開手段 １８：入出力保留再開手段 ２０：終結待ち手段 ２２：入出力装置 ２４，２４−１〜２４−ｎ：チャネル（チャネル装置） ２６：チャネル動作停止再開手段 ２８：再割当手段 ３０：主記憶装置（ＭＳＵ） ３２：主記憶制御装置（ＭＣＵ） ３４−１〜３４−ｎ：ＣＰＵ ３６：再配置処理部 ３８：ディスパッチャ ４０：コマンド終了部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仮想計算機システムを制御する仮想計算機
   モニタプログラム（２２）で実現される複数のゲスト仮
   想計算機（１０−１，１０−２）に対して連続した実記
   憶域（１２−１，１２−２）を固定的に割り当てるよう
   にした仮想計算機システムの実記憶域割当方式に於い
   て、 １又は複数のゲスト仮想計算機（１０−１，１０−２）
   に割当られた実記憶域（１２−１，１２−２）の再割当
   する指示を受け付ける指示受付手段（１４）と、 該指示受付手段（１４）での指示受付を契機として再割
   当の対象となった前記ゲスト仮想計算機（１０−１，１
   ０−２）の実行プロセスを一時的に停止し、実記憶域の
   再割当完了後に再度実行可能とする実行停止再開手段
   （１６）と、 前記再割当の対象となったゲスト仮想計算機（１０−
   １，１０−２）の入出力要求の新たな実行を一時的に保
   留し、実記憶の再割当完了後に保留した入出力要求をリ
   スタートする入出力保留再開手段（１８）と、 前記指示受付手段（１４）で指示を受け付けた時点で実
   行中であった入出力要求の終結を待つ終結待ち手段（２
   ０）と、 該終結待ち手段（２０）で実行中の入出力要求の終結が
   得られたときに入出力装置（２２）を接続しているチャ
   ンネル（２４）の動作を強制的に停止させ再割当の完了
   後にチャネル動作を再開させるチャネル動作停止再開手
   段（２６）と、 前記指示受付手段（１４）で受け付けた指示内容に従っ
   て１又は複数のゲスト仮想計算機（１０−１，１０−
   ２）に割当てていた実記憶域（１２−１，１２−２）を
   移動し、移動後の実記憶域に移動前の実記憶域に存在し
   ていた情報を再配置する移動再配置手段（２８）と、を
   備えたことを特徴とする仮想計算機システムの実記憶域
   割当方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の仮想計算機システムの実記
   憶域割当方式に於いて、 前記移動再配置手段（２８）は、コマンドで指定された
   特定のゲスト仮想計算機（１０−１）の実記憶域（１２
   −１）を同じくコマンドで指定された他の実記憶域（１
   ２−２）に移動し、該移動後に移動前の実記憶域に存在
   していた情報を移動後の実記憶域上に再配置することを
   特徴とする仮想計算機システムの実記憶域割当方式。
3. 【請求項３】請求項２記載の仮想計算機システムの実記
   憶域割当方式に於いて、前記移動再配置手段（２８）
   は、割当元のゲスト仮想計算機（１０−２）の実記憶域
   （１２−２）を更に低位アドレスに存在する空き領域に
   移動して情報の再配置を行った後に、拡張対象となった
   ゲスト仮想計算機（１０−１）の実記憶域（１２−１）
   に空となったゲスト仮想計算機（１０−２）の実記憶域
   （１２−２）を追加することを特徴とする仮想計算機シ
   ステムの実記憶域割当方式。
4. 【請求項４】請求項１記載の仮想計算機システムの実記
   憶域割当方式に於いて、 前記移動再配置手段（２８）は、仮想計算機の終了時
   に、実記憶域の中の空き領域を検出し、複数のゲスト仮
   想計算機（１０−１，１０−２）の実記憶域（１２−
   １，１２−２）を上位のアドレス位置に移動して低位の
   アドレス位置に空き領域をまとめることを特徴とする仮
   想計算機システムの実記憶域割当方式。
5. 【請求項５】請求項２記載の仮想計算機システムの実記
   憶域割当方式に於いて、前記指示受付手段（１４）は、
   オペレータが投入した再配置の指示コマンド、或いはゲ
   スト仮想計算機の起動又は終了時のフラグメンテーショ
   ンの検出に基づく再配置の指示コマンドを受け付けるこ
   とを特徴とする仮想計算機システムの実記憶域割当方
   式。