JPH06332675A - 共有ライブラリ管理機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の応用プログラムにより共通に利用され
る複数のライブラリ関数を含む共有ライブラリを有する
オペレーティングシステムにおいて、共有メモリ上に展
開される共有ライブラリを再配置することでメモリ資源
を効率的に利用する。 【構成】 共有ライブラリファイル６００の関数アドレ
ス表１０６に各ライブラリ関数の参照頻度を記録するた
めの頻度記録領域１０９を確保し、応用プログラムから
参照したライブラリの参照頻度を頻度記録領域１０９に
記録する参照頻度記録手段と、記録した参照頻度を基に
ライブラリ関数を共有ライブラリ内で特定の順番、例え
ば参照頻度の高い順に再配置する共有ライブラリ再配置
手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オペレーティングシ
ステムにおける共有ライブラリ管理機構に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の共有ライブラリ機構とし
ては、例えば図８〜図１０で示されるような方法があっ
た。

【０００３】図８は、応用プログラムが使用する共有ラ
イブラリが共有メモリ上へ展開される様子を示した図で
ある。図８において、５００はメモリ上の利用者の応用
プログラム、６００は共有ライブラリファイル、７００
は共有メモリ上に展開された共有ライブラリである。
尚、共有メモリ上に展開された共有ライブラリ７００に
変更を加えると、共有ライブラリファイル６００にも同
時に変更が加わるメモリマップドファイルである。

【０００４】共有ライブラリファイル６００において、
６０１は共有ライブラリファイルのテキストセグメン
ト、６０２〜６０５はライブラリ関数、６０６は共有ラ
イブラリファイルに含まれる全てのライブラリ関数のア
ドレス情報を格納する関数アドレス表である。関数アド
レス表の項目は関数名６０７と、共有ライブラリファイ
ル内の相対アドレス６０８よりなる。

【０００５】利用者応用プログラム５００において、５
０３は、ライブラリ関数ａ（）６０２，ｄ（）６０５を
参照する利用者の関数である。５０４は、利用者応用プ
ログラムが参照するライブラリ関数のアドレスを格納す
る関数リンクテーブルで、利用者応用プログラム毎に用
意され、５０５，５０６には、ライブラリ関数の共有メ
モリ上のアドレスが、各々格納される。

【０００６】次に、共有ライブラリの共有メモリ上への
展開動作と、共有ライブラリ関数に対する応用プログラ
ムの参照動作について、図８及び図１０のフローチャー
トを用いて説明する。共有ライブラリ関数ａ（）６０
２，ｄ（）６０５を参照する利用者プログラムをコンパ
イルした時、コンパイラは、その応用プログラム５００
のテキストセグメント内に、参照するライブラリに対応
するライブラリのスタブ関数ａ’（）５０１及び
ｄ’（）５０２を配置する。応用プログラム実行時に、
ライブラリ関数ａ（）６０２，ｄ（）６０５を参照する
時、まづ処理はライブラリのスタブ関数ａ’（）５０
１，ｄ’（）５０２に渡る。ａ’（）５０１、ｄ’（）
５０２では、データセグメント内の関数リンクテーブル
５０４のアドレス情報に対応する項目５０５，５０６を
参照（ステップ８００）して、共有メモリ上の共有ライ
ブラリ関数を実行（ステップ８０６）する。

【０００７】上記関数リンクテーブルのアドレス格納部
５０５及び５０６は、初期状態では設定されておらず、
該応用プログラムが初めて共有ライブラリ内の関数を参
照した時、ダイナミックローダにより実際のアドレスが
格納される。

【０００８】関数リンクテーブルが初期化されており
（ステップ８０１）、参照するライブラリ関数が共有メ
モリ上に展開されていなければ（ステップ８０２）、ダ
イナミックローダは、リンク時に指定したファイル名の
共有ライブラリファイルからライブラリ関数ａ（）６０
２、ｄ（）６０５を含むテキストセグメント６０１のフ
ァイルページ６０９及び６１０と、関数アドレス表６０
６を共有メモリ上に、各々７０１，７０２，７０３の様
に展開する（ステップ８０３）。さらに、展開したライ
ブラリ関数のアドレス解決を以下の計算により行う。

【０００９】ａ（）６０２、及びｄ（）６０５の共有ラ
イブラリファイルのテキストセグメントの先頭からの相
対アドレスは、関数アドレス表６０６に格納されてい
る。関数アドレス表６０６において、ａ（）は０ｘ００
００，ｄ（）は０ｘ０３００であるので、共有メモリ上
への展開が０ｘ０１００番地から行われたとすると、関
数ａ（），ｄ（）の実際のアドレスは、それぞれ０ｘ０
１００に相対アドレスを加えた０ｘ０１００，０ｘ０４
００となる（ステップ８０４）。この計算で求められた
ライブラリ関数の共有メモリ上のアドレスを、応用プロ
グラムの関数リンクテーブル５０４のアドレス格納部５
０５，５０６に格納する（ステップ８０５）。この後、
関数リンクテーブルに格納されたアドレスにあるライブ
ラリ関数を実行する（ステップ８０６）。

【００１０】共有ライブラリファイル６００から共有メ
モリ上へのテキストセグメントの展開は、ファイルペー
ジ６０９から７０１へ、ファイルページ６１０から７０
２のようにファイルページ単位で行われるため、この
時、応用プログラムで使用しないライブラリ関数ｂ（）
６０３，ｃ（）６０４も共有メモリ上に同時に展開され
る。

【００１１】共有メモリ上に展開されたライブラリのテ
キストセグメントは、複数の応用プログラムから参照可
能となる。ライブラリ関数ａ（）６０２，ｄ（）６０５
が、応用プログラム５００の他にも複数の応用プログラ
ムから参照され、一方、ｂ（）６０３，ｃ（）６０４
は、どの応用プログラムからも参照されないと仮定した
時、共有ライブラリファイル６００内のライブラリ関数
の配置を、図９のａ（）６０２，ｄ（）６０５，ｂ（）
６０３，ｃ（）６０４の順に入れ換えると、ａ（），ｄ
（）を含むファイルページ６１１のみを共有メモリ上に
７０４のように展開し、ｂ（），ｃ（）を含むファイル
ページ６１２は共有メモリ上に展開せずにおくことが可
能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
共有ライブラリ機構では、共有ライブラリ内のライブラ
リ関数の配置は、共有ライブラリの生成時に静的に決定
されるため、複数の応用プログラムからの参照頻度が高
いライブラリ関数も低い関数も同一のメモリページ内に
配置されることがあり、共有メモリのメモリページが効
率的に利用されないという問題があった。また、複数の
応用プログラムから参照されるライブラリ関数の頻度も
応用プログラムの業務内容に依存し、これらを考慮した
きめの細いライブラリ構成を予め想定することは難しい
という問題点があった。

【００１３】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、複数もしくは、一つの応用プロ
グラム内で参照頻度の高いライブラリ関数群を特定のメ
モリページに集めることでメモリ資源を効率的に利用し
ようとするものである。また、異種の業務プログラムが
並行して動作するような実行環境においても、実行時に
ダイナミックにライブラリ構成を変更することによって
動作環境に適合したメモリ資源のきめの細く、効率的な
利用を目的としたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る共有ライ
ブラリの管理機構は、ライブラリ関数の参照頻度を記録
する参照頻度記録手段と、ライブラリ関数を含むモジュ
ールを共有ライブラリファイル内で特定の順番に並べ変
え再配置する共有ライブラリ再配置手段を設けたもので
ある。また、この発明に係る共有ライブラリ管理機構
は、ライブラリが再配置されたことを示す再配置フラグ
と、応用プログラムの実行中に該再配置フラグを参照
し、該ライブラリが再配置されていれば、再配置した該
ライブラリを共有メモリ上に展開する手段を設けたこと
により、応用プログラムの実行中においてもライブラリ
切換えを可能としたものである。

【００１５】

【作用】この発明による共有ライブラリ機構において
は、各ライブラリ関数の参照頻度を記録し、再配置前の
共有ライブラリのファイル名を変更し、記録した参照頻
度情報を基に特定の順番、例えば参照頻度の高い順でラ
イブラリ関数を再配置して共有ライブラリを再配置前の
ファイル名で作成する。これによりオペレーティングシ
ステムの再立ち上げ時に、ダイナミックローダは、再配
置された共有ライブラリを共有メモリ上に展開すること
ができる。

【００１６】また、この発明においては、実行中の応用
プログラムがライブラリ関数を参照時に再配置フラグを
参照し再配置されたことを確認すると、応用プログラム
の関数リンクテーブルを初期化する。関数リンクテーブ
ルの初期化により、ダイナミックローダは再配置された
共有ライブラリを共有メモリ上に展開するので、応用プ
ログラムの実行中に再配置後の共有ライブラリへの切替
えを行うことができる。

【００１７】

【実施例】

実施例１．以下に、図１〜図３に基づいて、本発明の実
施例について説明する。図１は、この発明の実施例にお
ける共有ライブラリ機構の全体構成図である。図１の関
数アドレス表１０６において、１０９は、応用プログラ
ムから参照されるライブラリ関数の参照頻度を記録する
ための項目である。また、上記従来方式と同一番号を付
与したものは相当個所、又は相当機能に対応することを
示す。

【００１８】次に、図１（ａ）〜（ｃ）について順に説
明する。図１（ａ）は、共有ライブラリを利用者の応用
プログラムが、参照する前の初期状態を示す。この状態
では、関数アドレス表の参照頻度１０９はクリアされて
いる。また、応用プログラムはまだ共有ライブラリ内の
ライブラリ関数を参照していない。図１（ｂ）は、応用
プログラムが共有ライブラリを参照している場合に、そ
の参照頻度を参照頻度記録手段により測定している状態
を示している。参照頻度測定状態では、応用プログラム
が共有ライブラリ内の関数を参照すると共有メモリ上の
関数アドレス表２０３の対応する関数の参照頻度を１増
やす。ライブラリ関数ａ（）、及びｄ（）を初めて参照
する時ダイナミックローダが起動し、共有ライブラリの
テキストセグメント６０１から参照する関数を含むファ
イルページ６０９，及び６１０と、関数アドレス表１０
６を共有メモリ７００上に展開する。展開は、ファイル
ページ単位で行われるため、応用プログラムで参照され
ない関数ｂ（）６０３，ｃ（）６０４も共有メモリに展
開される。図（ｃ）は、図（ｂ）で得られた関数アドレ
ス表の参照頻度の内容から、共有ライブラリ再配置手段
を用いて、参照頻度の高い順に共有ライブラリのテキス
トセグメントを再配置した状態を示す。図（ｃ）の共有
ライブラリ再配置状態では、図（ｂ）で測定したライブ
ラリ関数の参照頻度を元に、頻度の高いものから順に共
有ライブラリのテキストセグメントを、１１２のように
再配置する。共有ライブラリファイルの再配置により、
ファイルページ１１３内に参照頻度の高い関数が集ま
り、これを共有メモリに展開すると２０４のようにな
り、７０１，７０２より少ないメモリページで展開でき
る様子を示している。

【００１９】次に、図２、図３に基づいて、実施例１の
動作の流れを説明する。図２は、従来例のフローチャー
ト図１０に、関数アドレス表の参照頻度を１増やす処理
（ステップ３００）を加えたものであり、図中のステッ
プ３００の処理が、参照頻度記録手段にあたる。

【００２０】参照頻度を１増やす処理（ステップ３０
０）は、従来例で述べたライブラリのスタブ関数内で行
う。具体的には、ライブラリのスタブ関数内で関数リン
クテーブルに格納されたアドレスのライブラリ関数を実
行する前に、共有メモリ上に展開された関数アドレス表
１０６の対応する関数の参照頻度２０３を１増やす。共
有ライブラリファイル６００は従来例で述べたようにメ
モリマップドファイルなので、共有メモリ上の参照頻度
２０３の値を１増やすと、共有ライブラリファイル６０
０の参照頻度１０９も同時に１増える。以上の手順で、
ライブラリ関数の参照頻度を記録する。

【００２１】参照頻度の取得後、その情報を基に共有ラ
イブラリの再配置を行う。再配置は、専用の利用者プロ
グラム（コマンド）を用意し、例えばオペレーティング
システム立ち上げ時に実行すればよい。

【００２２】次に、共有ライブラリ再配置手段を示すフ
ローチャートを図３に示す。フローチャートでは、まず
関数アドレス表の参照頻度１０９から、参照頻度の多い
順にライブラリ関数をソート（ステップ３０１）する。
再配置を行って新たな共有ライブラリを作成する前に、
再配置の共有ライブラリのファイル名をそのライブラリ
固有のファイル名から任意の名に変更（ステップ３０
２）する。次に、ソートした順番に従い、関数を含むリ
ンクモジュール単位でリンクし直し（ステップ３０３）
新たな共有ライブラリをそのライブラリ固有のファイル
名で作成する。

【００２３】このような、ファイル名の操作を行うのは
次の理由のためである。共有ライブラリファイルには一
意に決まった固有のファイル名が存在し、このファイル
名を用いて、ダイナミックローダは共有メモリ上に展開
すべき共有ライブラリファイルを判断する。それゆえ、
再配置前の旧共有ライブラリから、再配置後の新共有ラ
イブラリへ切替えを行うには、再配置前の旧共有ライブ
ラリのファイル名を任意の名に変更し、再配置して新た
に作成した新共有ライブラリにそのライブラリ固有のフ
ァイル名をつける必要があるためである。

【００２４】以上の手順で作成された新共有ライブラリ
内には、参照頻度の高い順にライブラリ関数が配置され
ている。最後に再配置して作成した新共有ライブラリの
関数アドレス表の参照頻度を次なる再配置のためクリア
（ステップ３０４）する。

【００２５】図３の一連の処理により、再配置された共
有ライブラリが得られるが、ライブラリの切替えを行う
にはダイナミックローダを起動しなくてはならない。従
来例で述べたように、ダイナミックローダは、利用者応
用プログラムの関数リンクテーブルが初期クリアされて
いて、アドレスが未解決であるときに起動される。通
常、オペレーティングシステム立ち上げ時には、利用者
応用プログラムの関数リンクテーブルは初期クリアされ
ているので、このときにはダイナミックローダが起動さ
れる。従って、旧共有ライブラリから新共有ライブラリ
への切替えは、オペレーティングシステムを再立ち上げ
した時に行われる。

【００２６】実施例１では、参照頻度記録手段と、共有
ライブラリ再配置手段を用いた共有ライブラリ機構を示
した。この例では、作成した新共有ライブラリへの切替
えは、応用プログラムの実行中には行われず、例えばオ
ペレーティングシステムを再立ち上げした時に切替えが
行われる静的な共有ライブラリ機構を示している。これ
に対し、応用プログラム実行中に、旧共有ライブラリか
ら新共有ライブラリへの切替えを動的に行う、共有ライ
ブラリ機構の実施例を次に示す。

【００２７】実施例２．以下に、図４〜図７に基づい
て、本発明の第２の実施例について説明する。図４にお
いて、１１４は共有ライブラリファイルの関数アドレス
表に共有ライブラリを再配置したことを示すためのフラ
グである。尚、従来例及び実施例１の説明と同一番号を
付与したものは、相当個所又は相当機能に対応すること
を示す。図５は、実施例の全体動作を示したフローチャ
ートであり、図５（ａ）のステップ（８００〜３００）
は実施例１と同じステップであり、本実施例による追加
ステップは図５（ｂ）に示してある。図６は、一連の処
理を行っているときの利用者応用プログラムと、再配置
前共有ライブラリ、再配置後共有ライブラリとの関係を
示したものである。図６で、利用者応用プログラム５０
０，５０７は共有メモリ上の共有ライブラリ７００を利
用している。共有ライブラリ７００内の再配置フラグ１
１４の値は、後述の共有ライブラリ再配置手段で設定し
再配置が行われていなければ０、再配置が行われていれ
ば１となる。再配置フラグ１１４に１が設定されたと
き、再配置した共有ライブラリファイル６１３は既に作
成されている。

【００２８】次に動作について図５のフローチャートに
基づいて説明する。利用者プログラム５００がライブラ
リ関数ａ（）７０５を参照した時、ライブラリのスタブ
関数内で関数アドレス表の参照頻度７０９の値を１増や
した後（ステップ３００）、再配置フラグ１１４を参照
し（ステップ４００）、１が立っていることを確認（ス
テップ４０１）すると、関数リンクテーブル５０８を初
期クリア（ステップ４０２）する。

【００２９】関数リンクテーブル５０８がクリアされる
と、利用者応用プログラム５００は参照したライブラリ
関数ａ（）７０５を実行することが不可能となり、ダイ
ナミックローダが起動され、ステップ８０１から処理を
再開する。再配置後の共有ライブラリファイル６１３
は、まだ共有メモリ上に展開されていないのでこれを図
６の７１３のようにライブラリ関数と関数アドレス表を
共有メモリ上に展開（ステップ８０３）し、再配置後の
ライブラリ関数ａ（）７１４のアドレスを計算（ステッ
プ８０４）し関数リンクテーブル５０８に格納し（ステ
ップ８０５）、ライブラリ関数ａ（）７１４を実行す
る。この時点では、共有メモリ上には再配置前の共有ラ
イブラリ７００と、再配置後の共有ライブラリ７１３が
共存している。以後、利用者応用プログラム５００がラ
イブラリ関数ａ（）７１４を実行するときは、先ず再配
置後の共有ライブラリ７１３の参照頻度７１７を１増や
し、再配置フラグ７１６を参照する。再配置後の共有ラ
イブラリ７１３の再配置フラグは初期クリアされている
ので、今度は関数リンクテーブル５０８に格納されたア
ドレスにあるライブラリ関数７１４ａ（）をそのまま実
行するようになる。

【００３０】次に、別の利用者応用プログラム５０７
が、共有ライブラリ７００のライブラリ関数ｄ（）７０
８を参照した時、再配置フラグ１１４に１が立っている
ことを確認すると、関数リンクテーブル５０９を初期ク
リアする（ステップ４０２）。関数リンクテーブル５０
９がクリアされたので、利用者応用プログラム５０７は
ライブラリ関数ｄ（）７０８を実行できなくなり、ステ
ップ８０１から処理を再開する。ライブラリ関数ｄ（）
７０８を含む再配置後の共有ライブラリと関数アドレス
表は、既に共有メモリ上に展開されているので、再配置
後のライブラリ関数ｄ（）７１５のアドレスを関数リン
クテーブル５０９に格納（ステップ８０５）し、ライブ
ラリ関数ｄ（）７１５を実行する。以後、利用者応用プ
ログラム５０７がライブラリ関数ｄ（）７１５を実行す
るときは、先ず再配置後の共有ライブラリ７１３の参照
頻度７２０を１増やし、再配置フラグ７１６を参照す
る。再配置フラグが０であるので、関数リンクテーブル
５０９に格納されたアドレスにあるライブラリ関数
ｄ（）７１５をそのまま実行する。

【００３１】以上のようにして、他の各利用者応用プロ
グラムの参照するライブラリも、順次再配置前から再配
置後へと切替えていく。共有メモリ上の再配置前のライ
ブラリ７００は、最終的にどの利用者応用プログラムか
らも参照されなくなるが、オペレーティングシステムの
仮想記憶管理により時間の経過にしたがって共有メモリ
上から二次記憶に吐き出され自動的に消去される。

【００３２】次に、実施例２の共有ライブラリ再配置手
段を図７のフローチャートを用いて説明する。実施例２
では、共有ライブラリの再配置処理を、周期的に起動し
実行される利用者プログラム（デーモン）で行う。図７
では、参照頻度の高い順にライブラリ関数をソートした
後（ステップ３０１）、ソートした順番がソートする前
と比べて変化が少なければ再配置は行わない（ステップ
４０４）。しかし、ソートした順番がソート前に比べて
変化が大きい時には、ライブラリ関数を含むモジュール
をソート順にリンクし、再配置した共有ライブラリを作
成する（ステップ３０３）。その後、前述の関数リンク
テーブル初期化に用いる再配置前の共有ライブラリの再
配置フラグ１１４を１に設定する（ステップ４０５）。
これより以降、応用プログラムが再配置前の共有ライブ
ラリ７００を参照すると、該応用プログラムの関数リン
クテーブルの初期化（図５のステップ４０２）が実行さ
れ、旧共有ライブラリから新共有ライブラリへの切替え
が応用プログラム実行中に順次実施されてゆく。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示されるような効果を奏する。

【００３４】ライブラリの参照頻度情報に基づいて共有
ライブラリを再配置するようにしたので、ページ内には
参照頻度の高いライブラリ関数が存在することになり、
従って、ダイナミックローダが共有ライブラリファイル
を共有メモリ上に展開する場合において、メモリ資源の
効率的利用が可能となる。また、応用プログラムの実行
中に再配置した新共有ライブラリへの切替えを可能とし
たので、業務内容の異なる複数の応用プログラムが並行
して動作するような実行環境においても、これに適合し
たメモリ資源の効率的できめの細い利用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図。

【図２】実施例１の動作を示すフローチャート。

【図３】実施例１の共有ライブラリ再配置手段を示すフ
ローチャート。

【図４】実施例２の共有ライブラリ再配置フラグを示す
ブロック図。

【図５】実施例２の動作を示すフローチャート。

【図６】実施例２の動作を示すブロック図。

【図７】実施例２の共有ライブラリ再配置手段を示すフ
ローチャート。

【図８】従来例での動作環境を示すブロック図。

【図９】従来例での動作状況を示すブロック図。

【図１０】従来例の動作フローチャート。

【符号の説明】

１０６ 関数アドレス表 １０９，２０３ 参照頻度記録項目 ７１６，６１４，１１４ 再配置フラグ １１２，６１３ 再配置済み新共有ライブラリファイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の応用プログラムから共通に利用可
   能なライブラリ実行環境を提供する共有ライブラリ機構
   であって、 ライブラリ関数群と、前記ライブラリ関数群内の特定の
   ライブラリ関数への間接参照を行うための応用プログラ
   ム中に存在する関数リンクテーブルと、 前記応用プログラムを実行中に初めて該ライブラリ関数
   を呼び出すときに、該ライブラリ関数を含む部分を共有
   メモリ上に展開する手段と、 前記展開後に、該ライブラリ関数を前記応用プログラム
   から参照可能とするために該ライブラリ関数のアドレス
   を前記関数リンクテーブルに格納する手段を有する共有
   ライブラリ機構において、 共有メモリ上で複数の応用プログラムから利用されたラ
   イブラリ関数の参照頻度を記録する参照頻度記録手段
   と、 前記頻度記録結果に基づいてライブラリ関数を特定の順
   番に配置する再配置手段、とを備えたことを特徴とする
   共有ライブラリ管理機構。
2. 【請求項２】 参照頻度記録結果に基づいてライブラリ
   関数を応用プログラムの実行中に特定の順番に配置する
   再配置手段と、前記ライブラリが再配置されたことを示
   す再配置フラグを備え、 応用プログラムは実行中に前記再配置フラグを参照し、 参照結果に基づいて、再配置済みライブラリを共有メモ
   リ上に展開する手段を備えることにより、 応用プログラムの実行中にライブラリ切替えを可能とし
   たことを特徴とする請求項第１項記載の共有ライブラリ
   管理機構。